FPGA/CPLD可程式化邏輯設計實習：使用VHDL與Terasic DE2(第二版)(附範例光碟) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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圖書標籤:

• FPGA
• CPLD
• 可程式化邏輯設計
• VHDL
• Terasic DE2
• 實習
• 數字電路
• 硬件設計
• Verilog HDL
• 電子工程
• 教材

現今可程式化邏輯FPGA之相關實習課程已成為資訊、電機等相關科係學生必修的專業課程，而在産業界，FPGA亦已被廣泛作為快速成品之設計與邏輯産品驗證平颱。本書為讀者介紹如何在FPGA開發平颱上，使用VHDL硬體描述語言與AlteraQuartusII完成相關數位電路設計，使讀者瞭解可程式化邏輯之設計方嚮，並掌握其基礎設計能力。

本書特色

　　1.本書所使用之可程式化邏輯電路開發平颱「友晶TerasicDE2」為目前産學界最普遍被使用的FPGA教學開發闆，相關設計範例與資源亦相當豐富。
　　2.本書將LogicDesign技術融閤活潑生動的實習，把枯燥乏味的設計理論趣味化，激發讀者的學習興趣，更能充份體會其中技術。
　　3.本書中增加許多領域的擴展應用：從VGA控製、數位類比轉換至伺服馬達控製等，相當符閤業界的實際設計需求。

好的，這是一份關於《FPGA/CPLD可程式化邏輯設計實習：使用VHDL與Terasic DE2(第二版)》這本書的詳細圖書簡介，內容將著重於其核心教學目標、實踐方法以及所涵蓋的關鍵技術領域，同時避免提及光盤內容或AI生成等信息。 --- 圖書簡介：《FPGA/CPLD可程式化邏輯設計實習：使用VHDL與Terasic DE2（第二版）》 本書旨在為讀者提供一套全麵、深入且高度實踐導嚮的FPGA（現場可編程門陣列）與CPLD（復雜可編程邏輯器件）設計學習路徑。它不僅僅是一本理論教材，更是一份詳實的工程實踐指南，緻力於將抽象的數字邏輯理論轉化為具體、可驗證的硬件實現。本書麵嚮的讀者群體廣泛，包括電子工程、計算機科學、自動化等專業的學生，以及希望通過動手實踐掌握現代可編程邏輯器件設計方法的工程師和技術人員。 核心設計哲學與技術棧 本書的核心在於結閤業界主流的硬件描述語言（HDL）—— VHDL（VHSIC Hardware Description Language）與最常用、功能強大的開發平颱——Terasic DE2係列開發闆。設計哲學強調“理論與實踐相結閤”，要求讀者從一開始就將學習過程與實際硬件操作緊密聯係起來。 VHDL：硬件描述的基石 VHDL作為一種IEEE標準語言，被廣泛應用於描述和驗證數字電路的行為與結構。本書對VHDL的講解並非停留在語法層麵，而是聚焦於如何用這種語言精確地錶達電路的時序邏輯、組閤邏輯以及層次化結構。 關鍵內容包括： 1. 語言基礎與結構化設計： 深入剖析VHDL的實體（Entity）、架構（Architecture）、數據類型、並發語句與順序語句的正確用法。重點在於如何將係統級需求分解為模塊化的VHDL代碼。 2. 建模範式： 詳盡闡述三種主要的建模方式——數據流（Dataflow）、行為級（Behavioral）和RTL（寄存器傳輸級）建模的適用場景與優缺點。特彆強調在FPGA設計中，RTL級彆的建模是綜閤和時序分析的關鍵。 3. 時序邏輯設計： 詳細講解如何使用VHDL實現時序電路，包括鎖存器、D觸發器、移位寄存器、有限狀態機（FSM）的設計與同步控製。 可編程邏輯器件（PLD）基礎 在深入VHDL應用之前，本書首先為讀者奠定瞭PLD的理論基礎。這部分內容清晰區分瞭CPLD與FPGA的架構差異、基本單元結構（如查找錶LUT、鎖相環PLL、I/O塊等），並解釋瞭這些硬件資源如何映射到VHDL代碼。讀者將理解邏輯綜閤（Synthesis）的底層原理，即HDL代碼如何被轉換成目標器件的底層配置位流。 實踐導嚮的係統化實習流程 本書的最大特點在於其高度集成的實踐環境。通過使用DE2開發闆，讀者能夠實時觀察和調試自己設計的數字係統，極大地增強瞭學習的直觀性和成就感。 實踐流程的層次遞進： 1. 開發環境的搭建與熟悉： 引導讀者全麵熟悉所選EDA工具（如Quartus Prime）的安裝、項目創建、波形仿真（Simulation）和硬件下載（Programming）的完整流程。 2. 基礎電路的實現與驗證： 從最簡單的門級電路（如編碼器、譯碼器）開始，逐步過渡到復雜的中等規模電路，如脈衝寬度調製（PWM）控製器、異步與同步FIFO的實現。 3. 時序約束與靜態時序分析（STA）： 在實踐環節中，本書強調時序約束的重要性。讀者將被訓練如何設置時鍾定義、輸入/輸齣延遲約束，並通過STA報告來診斷和優化設計中的時序違例。這是從“能跑”到“能穩定高速運行”的關鍵一步。 4. 總綫接口與片上外設集成： 實習內容擴展到如何利用開發闆上豐富的片上資源，如數碼管顯示、LED矩陣、按鍵輸入、LCD接口等。讀者將學習如何編寫驅動這些外設的VHDL模塊，並進行係統級集成。 高級主題與係統設計實例 為瞭滿足進階需求，本書深入探討瞭更復雜的數字係統設計主題，這些內容往往是現代嵌入式係統和數字信號處理（DSP）應用的基礎。 關鍵高級模塊包括： 有限狀態機（FSM）的高級應用： 采用Mealy和Moore兩種結構設計復雜的控製單元，例如實現協議狀態機或簡單的數據路徑控製器。 並行處理架構： 介紹如何利用FPGA的並行性實現流水綫（Pipelining）結構，以提高係統吞吐量。 內存控製器與數據通路設計： 講解如何有效利用片上RAM（Block RAM）資源，實現高效的數據緩衝和訪問機製，這是設計自定義處理器的基礎。 接口協議入門： 涉及對常見外部通信接口（如UART、SPI或I2C）的硬件描述實現，讓讀者瞭解如何將FPGA邏輯連接到外部世界。 學習收獲 完成本書的學習和所有實習項目後，讀者不僅將熟練掌握VHDL語言，更重要的是，將建立起一套完整的、從需求分析到硬件實現的全流程數字係統設計思維。讀者將能夠獨立進行中等復雜度的數字電路設計、仿真、綜閤，並能有效地在目標FPGA硬件上進行調試和驗證，為未來深入學習處理器設計、高速接口或嵌入式係統開發打下堅實基礎。本書提供的知識體係是可遷移的，適用於未來轉嚮其他FPGA/CPLD平颱和設計工具。

Chapter1 概論 1-1
1.1 DE2可程式化邏輯開發闆
1.1.1 友晶DE2
1.2 Altera Quartus II介紹
1.2.1 Quartus II
1.2.2 Quartus II 軟體下載
1.2.3 安裝Quartus II
1.2.4 在Windows 7 安裝Byteblaster
1.3 開始使用Quartus II
1.3.1 建立專案
1.3.2 建立方塊圖及電路圖檔
1.3.3 I/O 腳位的指定
1.3.4 分析與閤成
1.3.5 FPGA 的燒錄

Chapter2 算術邏輯電路設計 2-1
2.1 半加器
2.1.1 創建半加器電路圖
2.1.2 模擬半加器
2.2 全加器
2.2.1 創建全加器電路
2.2.2 模擬全加器
2.3 四位元加法器
2.3.1 電路圖編輯四位元加法器
2.3.2 模擬四位元加法器
2.4 練習題
2.4.1 八位元加法器
2.4.2 四位元乘法器

Chapter3 VHDL 硬體描述語言 3-1
3.1 VHDL簡介
3.1.1 硬體描述語言HDL
3.1.2 以VHDL 實現全加器
3.2 階層化設計－4位元加法器
3.2.1 VHDL 階層化設計
3.3 加法器比較
3.3.1 前瞻進位加法器
3.3.2 八位元漣波進位加法器與八位元前瞻進位加法器性能比較
3.4 VHDL範例
3.4.1 四位元比較器
3.4.2 四位元ALU 算數邏輯單元
3.4.3 簡單計數器
3.4.4 16 乘8 唯讀記憶體
3.5 練習題
3.4.1 八位元加法器比較
3.4.2 解碼器編碼器設計

Chapter4 除頻器 4-1
4.1 除頻器設計
4.1.1 除2 之除頻器
4.1.2 模擬除2 之除頻器
4.2 除50除頻器設計
4.2.1 VHDL 編輯除50 之除頻器
4.2.2 模擬除50 之除頻器
4.3 除頻器整閤設計
4.3.1 除頻器模組整閤
4.3.2 整閤除頻器的驗證

Chapter5 DE2 基本單元 (LED 燈、七段顯示器、指撥器、按鈕)
5.1 LED跑馬燈設計
5.1.1 電路圖編輯跑馬燈
5.1.2 VHDL 狀態機
5.2 七段顯示器設計
5.2.1 電路圖編輯七段顯示器
5.2.2 七段顯示器實作
5.3 按鈕開關(KEY)設計
5.3.1 電路圖編輯按鈕開關
5.3.2 按鈕開關實作
5.4 練習題
5.4.1 跑馬燈1
5.4.2 跑馬燈2

Chapter6 類比/數位轉換器
6.1 類比/數位轉換器(ADC)
6.1.1 類比/數位轉換器介紹
6.1.2 ADC0804 動作順序
6.1.3 電路圖編輯類比/數位轉換器
6.1.4 類比/數位轉換器實作
6.2 數位/類比轉換器(DAC)
6.2.1 DAC0800 介紹
6.2.2 電路圖編輯數位/類比轉換器
6.2.3 數位/類比轉換器實作
6.3 練習題
6.3.1 以數字顯示ADC0804 轉換結果
6.3.2 實驗DAC0800 轉換控製

Chapter7 字元LCD 控製器 7-1
7.1 LCD基本操作
7.1.1 字元LCD 模組介紹
7.1.2 電路圖編輯字元LCD 控製器
7.1.3 字元LCD 控製器實作
7.2 練習題
7.2.1 進階控製字元LCD
7.2.2 小計算機

Chapter8 8 乘8 LED 矩陣 8-1
8.1 8乘8 LED矩陣
8.1.1 8 乘8 LED 矩陣及解碼器介紹
8.1.2 電路圖編輯
8.1.3 LED 矩陣實作
8.2 小綠人
8.2.1 電路圖編輯
8.2.2 LED 矩陣實作
8.3 8乘8 LED矩陣增加亮度
8.3.1 整體電路介紹
8.4 練習題
8.4.1 擲骰子
8.4.2 紅綠燈

Chapter9 VGA 輸齣控製 9-1
9.1 VGA控製訊號
9.1.1 VGA 時序規格
9.1.2 電路圖編輯VGA
9.1.3 VGA 圖形輸齣實作
9.2 習題
9.2.1 改變移動方嚮
9.2.2 改變顔色及圖案

Chapter10 專題設計 10-1
10.1 音樂盒
10.1.1 音樂盒電路圖
10.2 數位時鍾
10.2.1 時鍾電路圖
10.2.2 實作結果
10.3 井字遊戲(OOXX)
10.3.1 井字遊戲電路圖
10.3.2 實作結果
10.4 小鬧鍾
10.4.1 鬧鍾電路圖
10.4.2 實作結果
10.5 練習題
10.5.1 音樂撥放器
10.5.2 數獨遊戲

Chapter11 DE2 CPLD 實習擴充子闆
11.1 DE2 CPLD實習擴充子闆
11.2 擴充子闆教學
11.3 子闆實作結果
11.4 子闆小專題1：小綠人快快走
11.5 子闆小專題2：音樂盒
11.6 練習題
11.6.1 小鋼琴
11.6.2 小電錶

附錄 附-1
附A HY-SRF05測距雷達
附B 4乘4數字鍵盤
附C 伺服馬達
附D 步進馬達
附E LFSR亂數産生器

评分☆☆☆☆☆

這本書對於想要快速掌握FPGA/CPLD設計並將其應用於實際項目的朋友來說，無疑是一份極佳的資源。我是一名剛剛畢業不久的工程師，在工作中遇到瞭FPGA相關的開發任務，但由於學校期間的學習偏重理論，實操經驗不足。這本書就像及時雨，提供瞭紮實的基礎知識和豐富的實踐經驗。作者對VHDL語言的講解深入淺齣，配閤DE2開發闆的實驗，讓抽象的硬件描述語言變得生動起來。我特彆喜歡書中關於狀態機設計的講解，以及如何利用FPGA實現一些常用的接口協議，這些都是我在工作中急需的技能。書中的案例設計得非常巧妙，能夠覆蓋到實際項目中可能遇到的各種問題，並且提供瞭多種解決方案供參考。閱讀這本書，我不僅學到瞭如何用VHDL進行設計，更重要的是，我學會瞭如何思考和解決FPGA設計中的各種挑戰。

评分☆☆☆☆☆

這本書真的讓我對FPGA/CPLD的世界有瞭全新的認識！在入手這本書之前，我總覺得FPGA/CPLD是那種高不可攀、非常專業的領域，隻屬於那些電子工程的大牛們。但這本書完全打破瞭我的這種刻闆印象。作者的講解非常生動，語言通俗易懂，即使是初學者也能快速上手。我尤其喜歡書中大量的實例，每一個都貼近實際應用，讓我能夠邊學邊練，將理論知識融會貫通。Terasic DE2開發闆的配閤使用也極大地提升瞭我的學習效率，很多抽象的概念通過硬件的實際操作變得直觀可感。光盤裏的範例代碼更是錦上添花，可以直接運行調試，省去瞭我很多從零開始搭建工程的時間。從最基礎的邏輯門電路，到BCD計數器、LED呼吸燈等，循序漸進的難度設置，讓我一步步建立起自信。我現在已經能夠獨立完成一些簡單的FPGA項目瞭，這在以前是完全不敢想象的。這本書絕對是我FPGA/CPLD學習道路上的啓濛明燈。

评分☆☆☆☆☆

說實話，我手裏關於FPGA的書籍已經不少瞭，但很多都是理論堆砌，要麼過於晦澀難懂，要麼缺乏實踐指導。直到我翻開這本《FPGA/CPLD可程式化邏輯設計實習》，纔感覺像是找到瞭“寶藏”。這本書的亮點在於其高度的實踐性，作者並沒有停留在理論層麵，而是緊緊圍繞Terasic DE2開發闆，設計瞭一係列非常貼近實際應用的實驗。每一個實驗都配有詳細的步驟說明、VHDL代碼以及結果分析，讓讀者能夠清晰地瞭解設計思路和實現過程。我尤其欣賞書中對不同設計技巧的講解，比如如何優化時序、如何降低功耗等，這些都是在實際工程中非常重要的考量因素。光盤附帶的範例代碼，更是大大加速瞭我的學習進程，讓我能快速驗證自己的想法，並從中吸取經驗。這本書讓我不再懼怕FPGA/CPLD的設計，反而充滿瞭探索的樂趣。

评分☆☆☆☆☆

我是一名正在攻讀嵌入式係統專業的本科生，接觸FPGA/CPLD已有一段時間，但總感覺在實際設計方麵缺乏係統性的指導。這本《FPGA/CPLD可程式化邏輯設計實習》的齣現，恰好填補瞭我的知識空白。書中的VHDL語言講解非常到位，不僅介紹瞭語法，更深入剖析瞭其在FPGA設計中的應用邏輯。作者在講解設計流程和方法論方麵也做得非常齣色，讓我明白瞭如何從需求分析到最終實現，一步步構建齣穩定可靠的FPGA係統。Terasic DE2開發闆作為實驗平颱，提供瞭豐富的功能模塊，讓我們可以盡情發揮創意。書中的實驗項目涵蓋瞭數字信號處理、狀態機設計、接口控製等多個方麵，讓我能夠接觸到各種不同的設計挑戰。更重要的是，這本書強調瞭“實習”的理念，鼓勵讀者動手實踐，通過大量的練習來鞏固和深化理解，這與我期待的實踐導嚮的學習方式非常契閤。

评分☆☆☆☆☆

作為一名長期從事電子産品研發的技術人員，我深知FPGA/CPLD在現代電子係統中的重要性，也體驗過很多相關的學習資料。這本書給我的感覺是，它真正理解瞭開發者在學習和實踐過程中的痛點。首先，它選擇的Terasic DE2開發闆非常經典且功能強大，能夠滿足多種實驗需求。其次，書中對VHDL的講解，不僅側重語法，更強調瞭其在硬件實現上的邏輯思維，這是很多入門書籍容易忽略的。更讓我驚喜的是，書中提供的實驗項目，從基礎邏輯到復雜的係統設計，都非常有條理，並且緊密結閤瞭開發闆的硬件特性。每一個實驗都不僅僅是功能的實現，更包含瞭對設計思路、資源利用以及性能優化的講解，這對於提升工程師的工程素養非常有幫助。我從這本書中看到瞭對每一個細節的精心打磨，絕對是FPGA/CPLD領域的“實力派”著作。