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目录1

第1章VHDL语言基础1

1.1概述1

1.2 VHDL程序结构1

1.2.1 VHDL程序的基本结构1

1.2.2实体3

1.2.3结构体5

1.2.4配置7

1.3 VHDL的设计资源10

1.3.1库10

1.3.2程序包12

1.4数据对象、类型及操作符15

1.4.1 VHDL文字16

1.4.2 VHDL数据对象17

1.4.3 VHDL数据类型19

1.4.4 VHDL操作符27

1.4.5属性描述与定义语句31

1.4.6 VHDL描述方式35

1.5 VHDL顺序语句38

1.5.1赋值语句38

1.5.2转向控制语句40

1.5.4子程序调用语句45

1.5.3等待语句45

1.5.5返回语句46

1.5.6空操作语句46

1.5.7其他语句47

1.6 VHDL并行语句48

1.6.1进程语句49

1.6.2块语句52

1.6.3并行信号赋值语句55

1.6.4并行过程调用语句57

1.6.5元件例化语句58

1.6.6生成语句59

1.7子程序61

1.7.1函数62

1.7.2重载函数65

1.7.3过程65

1.7.4重载过程66

第2章组合逻辑电路基础实验67

2.1基本门电路67

2.1.1基本门电路描述实验67

2.1.2 VHDL实验快速入门68

2.2三态门82

2.3总线缓冲器84

2.3.1单向总线缓冲器84

2.3.2双向总线缓冲器86

2.3.3 74HC245双向总线缓冲器87

2.4数据选择器88

2.4.1四选一数据选择器188

2.4.2四选一数据选择器290

2.4.3八选一数据选择器91

2.4.4八选一数据选择器的宏调用92

2.5数据分配器93

2.6编码器95

2.6.1八－三优先编码器195

2.6.2八－三优先编码器297

2.6.3二－十进制优先编码器98

2.7.1二－四译码器99

2.7译码器99

2.7.2三－八译码器101

2.7.3两位BCD－七段静态LED译码器102

2.7.4十进制－二进制译码器104

2.8比较器105

2.9加法器107

2.9.1 半加器107

2.9.2四位全加器108

2.9.3八位全加器109

2.10减法器110

2.10.1半减器110

2.10.2四位全减器111

2.11.1奇偶校验位发生器112

2.11奇偶校验电路和数据检测器112

2.11.2奇偶校验位检测器114

2.12移位器115

2.13补码生成电路117

2.14锁存器117

2.15算术逻辑单元ALU设计119

2.15.1两位算术逻辑单元ALU设计119

2.15.2带进位四位算术逻辑单元ALU设计121

第3章时序逻辑电路基础实验125

3.1 RS触发器125

3.21T触发器127

3.3 JK触发器128

3.4 D触发器130

3.4.1 D触发器基本设计130

3.4.2 D触发器宏调用133

3.4.3三级D触发器延迟电路134

3.5寄存器135

3.5.1 n位寄存器135

3.5.2 24位寄存器137

3.5.3 24位寄存器的LPM设计138

3.5.4多种功能的寄存器设计比较140

3.6移位寄存器143

3.6.1双向移位寄存器143

3.6.2串入串出（SISO）移位寄存器144

3.6.3串入并出（SIPO）移位寄存器146

3.6.4并入串出（PISO）移位寄存器147

3.7异步计数器148

3.8同步计数器150

3.8.1同步二十四进制计数器150

3.8.2同步四十进制计数器152

3.9可逆计数器154

3.10移存型计数器155

3.10.1 自启动格雷码钮环计数器155

3.10.2移存型七进制计数器157

3.11.1离散模可变计数器159

3.11模可变计数器159

3.11.2模256以内任意可变计数器161

3.12分频器163

3.12.1加法分频器163

3.12.2减法分频器164

3.12.3半整数分频器166

3.12.4积分分频器167

3.13脉冲发生和整形168

3.13.1顺序脉冲发生器1168

3.13.2顺序脉冲发生器2170

3.13.3 由D触发器构成的脉冲整形电路171

3.13.4脉冲整形计数器172

4.1Moore状态机175

4.1.1简单的Moore状态机175

第4章状态机设计175

4.1.2 Moore状态机设计比较177

4.1.3采用Moore状态机设计计数器180

4.2 Mealy状态机183

4.2.1采用Mealy状态机设计计数器183

4.2.2 Mealy状态机1186

4.2.3 Mealy状态机2188

4.3特定序列脉冲发生器191

4.4循环彩灯控制器192

4.5.1交通灯控制器1194

4.5交通灯控制器194

4.5.2交通灯控制器2197

第5章存储器设计202

5.1 RAM202

5.1.1 RAM的LPM设计202

5.1.2 RAM的快速定制204

5.2双口RAM208

5.2.1简单的双口RAM设计208

5.2.2单地址双口RAM的LPM设计210

5.2.3双地址双口RAM的LPM设计212

5.2.4双口RAM的宏调用设计214

5.3.1 FIFO的LPM设计1216

5.3 FIFO216

5.3.2 FIFO的LPM设计2218

5.4 ROM221

5.4.1简单的ROM设计221

5.4.2用ROM实现九九乘法表222

5.5堆栈226

第6章DSP设计实例229

6.1串行数据检测器229

6.2伪随机码发生器231

6.3.1汉明编码器232

6.3汉明编码器和译码器232

6.3.2汉明译码器233

6.4循环冗余校验（CRC）235

6.5 15位流水线加法器238

6.6 乘法器241

6.6.1普通乘法器241

6.6.2移位相加8位乘法器243

6.6.3乘法器的LPM设计246

6.7 除法器247

6.8 FIR滤波器249

6.8.1可编程FIR滤波器249

6.8.2四抽头直接形式FIR滤波器251

6.9.1 IIR滤波器1253

6.9 IIR滤波器253

6.9.2 IIR滤波器2254

6.9.3 IIR滤波器3255

第7章数字系统设计实例258

7.1 BCD－七段动态LED译码显示电路258

7.2汽车尾灯控制电路261

7.3频率计265

7.4数字钟272

7.5密码锁283

7.6 8位脉宽调制器289

7.7硬件电子琴292

7.8函数发生器294

7.9 AD0809模拟信号采集301

7.10 VGA彩条信号发生器305

7.11通用异步收发器（UART）309

7.12数字系统设计课题313

7.12.1乒乓球游戏机313

7.12.2四人抢答器314

7.12.3数字秒表314

7.12.4出租车计费器315

7.12.5汽车停车场停车车位显示系统315

7.12.6五层电梯控制器315

7.12.7 自动售货机的控制电路316

附录掌宇CIC310 CPLD/FPGA开发系统使用简介317

参考文献324