数字与片上系统设计教程【2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载】

数字与片上系统设计教程PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章　Nexys2开发平台介绍1

1.1 Spartan-3E芯片功能及特性1

1.2　Nexys2开发平台原理及功能2

第2章　组合逻辑电路设计11

2.1　基本逻辑门设计11

2.1.1　基本逻辑门设计原理11

2.1.2　基本逻辑门的实现和验证12

2.2　多路复用器设计13

2.2.1　4-1多路复用器设计原理13

2.2.2　4-1多路复用器的逻辑门实现和验证14

2.2.3　4-1多路复用器的case实现和验证15

2.3　七段数码管设计17

2.3.1　七段数码管基本功能设计17

2.3.2　采用按键复用七段数码管的实现和验证22

2.3.3　采用时钟自动扫描复用七段数码管的实现和验证25

2.4　比较器设计28

2.4.1　4位比较器设计28

2.4.2　8位比较器设计31

2.5　编码器和解码器的设计32

2.5.1　3-8译码器的逻辑门设计33

2.5.2　3-8译码器的case语句设计34

2.5.3　8-3编码器的逻辑门设计36

2.5.4　8-3编码器的case语句设计38

2.5.5　8-3优先级编码器的设计39

2.6　二进制码转换设计41

2.6.1　4位二进制码到BCD码变换设计41

2.6.2　8位二进制码到BCD码变换设计42

2.6.3　4位二进制码到Gray码的变换设计46

2.6.4　4位Gray码到二进制码变换设计47

2.7　习题49

第3章　算术单元设计50

3.1　加法器设计50

3.1.1　4位加法器的设计50

3.1.2　8位加法器的设计55

3.2　减法器设计56

3.2.1　4位减法器的设计56

3.2.2　4位加法器／减法器的设计58

3.3　移位寄存器的设计60

3.3.1　设计原理60

3.3.2　设计实现和验证61

3.3.3　设计代码61

3.4　乘法器设计62

3.4.1　设计原理62

3.4.2　设计实现和验证63

3.4.3　设计代码64

3.5　除法器设计65

3.5.1　设计原理66

3.5.2　设计实现和验证66

3.5.3　设计代码66

3.6　算术逻辑单元设计68

3.6.1　设计原理68

3.6.2　设计实现和验证68

3.6.3　设计代码69

3.7　习题70

第4章　时序逻辑电路设计72

4.1　D触发器的设计72

4.1.1　1位D触发器的设计72

4.1.2　4位D触发器的设计75

4.2　寄存器设计76

4.2.1　1位寄存器设计76

4.2.2　4位寄存器设计78

4.3　移位寄存器设计79

4.3.1　简单移位寄存器的设计79

4.3.2　环型移位寄存器的设计81

4.3.3　消抖电路的设计82

4.3.4　时钟脉冲电路的设计84

4.4　计数器设计85

4.4.1　3位计数器的设计85

4.4.2　模5计数器的设计88

4.4.3　时钟分频器的设计90

4.4.4　任意波生成器的设计96

4.5　加载开关量到寄存器的设计97

4.5.1　设计原理97

4.5.2　设计实现和验证98

4.5.3　设计代码98

4.6　移动数据到移位寄存器的设计100

4.6.1　设计原理100

4.6.2　设计实现和验证100

4.6.3　设计代码101

4.7　滚动七段数码显示设计103

4.7.1　设计原理103

4.7.2　设计实现和验证104

4.7.3　设计代码104

4.8　Fibonacci序列设计109

4.8.1　设计原理109

4.8.2　设计实现和验证110

4.8.3　设计代码110

4.9　PWM的设计112

4.9.1　PWM控制直流电机设计113

4.9.2　PWM控制伺服电机位置设计116

4.10　习题118

第5章　有限自动状态机设计119

5.1　有限自动状态机原理119

5.2　Moore状态机序列检测器设计120

5.2.1　设计原理120

5.2.2　设计实现和验证120

5.2.3　设计代码121

5.3　Mealy状态机序列检测器设计124

5.3.1　设计原理124

5.3.2　设计实现和验证124

5.3.3　设计代码125

5.4　门锁码设计128

5.4.1　门锁码设计原理128

5.4.2　设计实现和验证128

5.4.3　设计代码130

5.5　交通灯设计133

5.5.1　交通灯设计原理133

5.5.2　交通灯实现和验证134

5.5.3　设计代码135

5.6　习题139

第6章　计算机接口设计140

6.1　VGA接口设计140

6.1.1　设计原理140

6.1.2　设计实现和验证143

6.1.3　设计代码144

6.2　PS/2键盘接口设计147

6.2.1　设计原理147

6.2.2　设计实现和验证150

6.2.3　设计代码150

6.3　PS/2鼠标接口设计153

6.3.1　设计原理153

6.3.2　设计实现和验证155

6.3.3　设计代码156

6.4　RS-232接口设计157

6.4.1　设计原理157

6.4.2　设计实现和验证162

6.4.3　设计代码162

6.5　习题164

第7章 FC16 CPU的设计165

7.1　设计背景165

7.2　设计原理166

7.2.1　FC16整体结构166

7.2.2　数据栈设计166

7.2.3　功能单元设计170

7.2.4　返回栈设计172

7.2.5　控制器设计173

7.3　设计实现和验证174

7.4　设计代码175

7.5　习题176

第8章　俄罗斯方块游戏设计177

8.1　系统结构原理177

8.1.1　系统端口177

8.1.2　系统模块组成178

8.2　系统各模块设计180

8.2.1　键盘接口模块设计180

8.2.2　键盘识别模块设计180

8.2.3　VGA接口模块设计181

8.2.4　图像显示模块设计182

8.2.5　文本显示模块设计183

8.2.6　得分统计模块设计186

8.2.7　游戏控制模块设计186

8.3　设计实现和验证188

8.4　设计代码189

8.5　习题194

第9章　ChipScope软件调试数字系统设计195

9.1　设计原理195

9.1.1　FIFO原理195

9.1.2　ChipScope在线逻辑分析仪软件工具原理196

9.1.3　软件和硬件协同设计和调试原理197

9.2　设计实现和验证197

9.3　设计代码204

9.4　习题206

第10章　片上可编程系统设计流程207

10.1　工程的建立207

10.1.1　使用BSP向导207

10.1.2　新建工程的结构分析210

10.1.3　工程的下载213

10.2　添加IP到硬件设计213

10.2.1　打开工程213

10.2.2　添加和配置GPIO外设214

10.2.3　产生外部GPIO连接216

10.2.4　添加软件程序并编译217

10.2.5　设计验证218

10.3　添加定制的IP到系统218

10.3.1　打开工程219

10.3.2　产生外设模板219

10.3.3　创建外设223

10.3.4　添加和连接外设225

10.3.5　设计验证226

10.4　编写应用程序227

10.4.1　添加BRAM控制器和BRAM227

10.4.2　更新软件应用程序228

10.4.3　分析目标文件228

10.4.4　设计验证231

10.5　使用SDK工具232

10.5.1　添加定时器和中断控制器232

10.5.2　创建SDK软件工程234

10.5.3　编写中断句柄236

10.5.4　添加连接脚本237

10.5.5　验证操作237

10.6　设计的软件和硬件调试240

10.6.1　打开工程240

10.6.2　例化ChipScope核241

10.6.3　启动软件调试器243

10.6.4　启动ChipScope Pro硬件调试器244

10.6.5　执行H/S验证245

10.7　习题246

第11章　Web服务器的设计247

11.1　系统结构及配置247

11.1.1　系统结构247

11.1.2　系统配置248

11.2　系统设计248

11.2.1　构建Web服务器硬件平台环境248

11.2.2　构建Web服务器软件系统248

11.2.3　生成二进制文件251

11.2.4　生成MFS映像251

11.3　系统调试252

11.4　习题253

附录A　Nexys2板的ISE教程254

附录B　Nexys2开发板电路图264

参考文献276