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第1章 FPGA开发入门1

1.1 FPGA基础入门1

1.2 FPGA的优势在哪里4

1.3 FPGA应用领域5

1.4 FPGA开发流程6

第2章 实验平台“勇敢的芯”板级电路详解8

2.1 板级电路整体架构8

2.2 电源电路10

2.3 复位与时钟电路12

2.3.1 关于FPGA器件的时钟12

2.3.2 关于FPGA器件的复位14

2.3.3 实验平台电路解析14

2.4 FPGA下载配置电路15

2.5 SRAM接口电路17

2.6 ADC/DAC芯片电路18

2.7 UART接口电路19

2.8 RTC接口电路19

2.9 4×4矩阵按键电路20

2.10 VGA显示接口电路21

2.11 蜂鸣器、流水灯、数码管、拨码开关电路22

2.12 超声波接口、外扩LCD接口电路22

第3章 逻辑设计基础24

3.1 0和1——精彩世界由此开始24

3.2 表面现象揭秘——逻辑关系26

3.3 内里本质探索——器件结构30

第4章 软件安装与配置35

4.1 软件下载和license申请35

4.2 Quartus Ⅱ与ModelSim-Altera的安装36

4.3 文本编辑器Notepad＋＋安装37

4.4 Quartus Ⅱ中使用Notepad＋＋的关联设置41

4.5 USB-Blaster的驱动安装43

4.5.1 Windows XP系统USB-Blaster安装43

4.5.2 在Windows 7系统安装USB-Blaster45

4.5.3 在Windows 8系统安装USB-Blaster47

4.6 串口芯片驱动安装48

4.6.1 驱动安装48

4.6.2 设备识别48

第5章 Verilog语法概述50

5.1 语法学习的经验之谈50

5.2 可综合的语法子集52

5.3 代码风格与书写规范57

第6章 基于仿真的第一个工程实例72

6.1 新建工程72

6.2 Verilog源码文件创建与编辑75

6.2.1 Verilog源码文件创建75

6.2.2 Verilog源码文件编辑75

6.3 Verilog语法检查76

6.4 ModelSim仿真验证77

6.4.1 Quartus Ⅱ基本设置77

6.4.2 测试脚本创建与编辑77

6.4.3 测试脚本关联设置80

6.4.4 调用ModelSim仿真82

第7章 基于板级调试的第二个工程实例84

7.1 PWM蜂鸣器驱动——功能概述84

7.2 PWM蜂鸣器驱动——引脚分配86

7.3 PWM蜂鸣器驱动——综合、映射与配置文件产生88

7.4 Altera FPGA配置方式90

7.4.1 概述90

7.4.2 配置方式91

7.5 PWM蜂鸣器驱动——FPGA在线下载配置92

7.6 PWM蜂鸣器驱动——FPGA配置芯片固化94

7.7 PWM蜂鸣器驱动——复位与FPGA重配置功能98

第8章 基础入门实例100

8.1 蜂鸣器开关实例100

8.1.1 功能简介100

8.1.2 代码解析101

8.1.3 打开工程101

8.1.4 下载配置操作102

8.2 流水灯实例103

8.2.1 功能简介103

8.2.2 代码解析104

8.2.3 下载配置104

8.3 3-8译码器实例104

8.3.1 功能简介104

8.3.2 代码解析105

8.3.3 板级调试106

8.4 按键消抖与LED开关实例106

8.4.1 按键消抖原理106

8.4.2 功能简介107

8.4.3 代码解析108

8.4.5 板级调试110

8.5 经典模式流水灯实例110

8.5.1 功能简介110

8.5.2 代码解析111

8.5.3 板级调试113

8.6 基于PLL分频计数的LED闪烁实例113

8.6.1 PLL概述113

8.6.2 功能简介114

8.6.3 新建IP核文件114

8.6.4 PLL配置116

8.6.5 模块化设计概述120

8.6.6 模块化设计实践121

8.6.7 代码解析121

8.6.8 板级调试123

8.7 数码管驱动实例123

8.7.1 数码管驱动原理123

8.7.2 功能概述124

8.7.3 代码解析125

8.7.4 板级调试129

8.8 SRAM读写测试实例129

8.8.1 SRAM读写时序解读129

8.8.2 功能简介132

8.8.3 代码解析133

8.8.4 仿真设置139

8.8.5 功能仿真139

8.8.6 FPGA在线配置140

8.8.7 触发采样波形140

8.9 UART loopback测试142

8.9.1 功能概述142

8.9.2 代码解析143

8.9.3 板级调试150

8.10 VGA驱动ColorBar显示实例151

8.10.1 VGA概述151

8.10.2 功能简介154

8.10.3 代码解析155

8.10.4 板级调试161

8.11 LCD基本驱动实例161

8.11.1 LCD驱动时序161

8.11.2 功能简介163

8.11.3 代码解析163

8.11.4 装配167

8.11.5 板级调试167

8.12 LCD字符显示驱动实例168

8.12.1 字符取模168

8.12.2 ROM初始化文档创建171

8.12.3 新建源文件172

8.12.4 ROM配置173

8.12.5 功能简介176

8.12.6 代码解析176

8.12.7 板级调试180

8.13 矩阵按键扫描检测实例181

8.13.1 键盘概述181

8.13.2 矩阵按键工作原理181

8.13.3 功能概述182

8.13.4 代码解析183

8.13.5 RTL Viewer188

8.13.6 State Machine Viewer190

8.13.7 Technology Map Viewer191

8.13.8 板级调试192

第9章 FPGA片内资源应用实例193

9.1 基于SignalTap Ⅱ的超声波测距调试实例193

9.1.1 超声波测距原理193

9.1.2 功能简介194

9.1.3 代码解析194

9.1.4 硬件装配197

9.1.5 SignalTapⅡ源文件创建197

9.1.6 SignalTapⅡ配置198

9.1.7 SignalTapⅡ调试202

9.2 FPGA片内ROM实例202

9.2.1 功能概述202

9.2.2 代码解析203

9.2.3 ROM初始化文档创建205

9.2.4 新建IP核源文件206

9.2.5 ROM配置208

9.2.6 功能仿真211

9.2.7 FPGA在线调试211

9.3 FPGA片内RAM实例212

9.3.1 功能概述212

9.3.2 代码解析213

9.3.3 新建IP核源文件215

9.3.4 RAM配置216

9.3.5 功能仿真218

9.3.6 FPGA在线调试220

9.4 FPGA片内FIFO实例221

9.4.1 功能概述221

9.4.2 代码解析221

9.4.3 新建IP核源文件224

9.4.4 FIFO配置225

9.4.5 功能仿真228

9.4.6 FPGA在线调试229

9.5 FPGA片内异步FIFO实例230

9.5.1 功能概述230

9.5.2 代码解析231

9.5.3 新建IP核源文件234

9.5.4 FIFO配置234

9.5.5 功能仿真236

9.5.6 FPGA在线调试238

9.6 FPGA片内ROM、FIFO、RAM联合实例240

9.6.1 功能概述240

9.6.2 代码解析240

9.6.3 功能仿真244

9.6.4 FPGA在线调试245

第10章 综合进阶实例247

10.1 基于数码管显示的超声波测距回响脉宽计数实例247

10.1.1 功能简介247

10.1.2 代码解析248

10.1.3 板级调试250

10.2 基于均值滤波处理的超声波测距回响脉宽计数实例250

10.2.1 功能简介250

10.2.2 滤波算法与实现251

10.2.3 代码解析251

10.2.4 板级调试253

10.3 基于进制换算的超声波测距结果显示实例253

10.3.1 功能简介253

10.3.2 距离计算公式实现253

10.3.3 进制换算实现254

10.3.4 代码解析254

10.3.5 乘法器IP核创建、配置与例化256

10.3.6 除法器IP核创建、配置与例化259

10.3.7 板级调试262

10.4 倒车雷达实例263

10.4.1 应用背景263

10.4.2 功能简介263

10.4.3 代码解析264

10.4.4 板级调试266

10.5 基于SRAM批量读写的UART bulk测试实例266

10.5.1 功能概述266

10.5.2 代码解析267

10.5.3 板级调试275

10.6 基于数码管显示的RTC读取实例277

10.6.1 RTC芯片解析277

10.6.2 功能简介278

10.6.3 代码解析279

10.6.4 板级调试288

10.7 基于UART发送的RTC读取实例289

10.7.1 功能简介289

10.7.2 代码解析289

10.7.3 板级调试292

10.8 基于UART收发的RTC读写实例293

10.8.1 功能简介293

10.8.2 代码解析293

10.8.3 板级调试296

10.9 基于UART控制的VGA多模式显示实例297

10.9.1 功能简介297

10.9.2 代码解析298

10.9.3 板级调试298

10.10 基于LED显示的D/A输出驱动实例299

10.10.1 D/A芯片概述299

10.10.2 功能简介300

10.10.3 代码解析300

10.10.4 板级调试305

10.11 基于按键调整和数码管显示的D/A输出实例306

10.11.1 功能简介306

10.11.2 代码解析306

10.11.3 板级调试307

10.12 波形发生器实例307

10.12.1 功能简介307

10.12.2 代码解析308

10.12.3 IP核CORDIC配置与例化312

10.12.4 板级调试317

10.13 基于数码管显示的A/D采集实例317

10.13.1 A/D芯片接口概述317

10.13.2 功能简介318

10.13.3 代码解析318

10.13.4 板级调试322

10.14 A/D和D/A联合测试实例322

10.14.1 功能简介322

10.14.2 代码解析322

10.14.3 板级调试324

10.15 RTC时间的LCD显示和UART设置实例325

10.15.1 功能简介325

10.15.2 代码解析325

10.15.3 板级调试329

参考文献330