EDA实验与实践

第1章 SmartSOPC、SmartEDA教学实验开发平台 1 1.1 实验开发平台功能特点 2 1.2 核心板电路分析 3 1.2.1 核心板硬件原理框图 3 1.2.2 FPGA电路 5 1.2.3 存储电路 6 1.2.4 配置电路 12 1.2.5 复位电路 17 1.2.6 时钟电路 18 1.2.7 FPGA I/O口分配电路 19 1.2.8 扩展接口电路 20 1.2.9 独立按键及LED电路 22 1.2.10 电源电路 23 1.3 主板电路分析 24 1.3.1 电源电路 25 1.3.2 按键及LED电路 25 1.3.3 蜂鸣器电路 26 1.3.4 七段数码管显示电路 26 1.3.5 液晶显示电路 27 1.3.6 16×16 LED点阵电路 28 1.3.7 RS232串口电路 29 1.3.8 RS485接口电路 29 1.3.9 红外通信电路 30 1.3.10 以太网接口电路 31 1.3.11 USB接口电路 32 1.3.12 步进电机电路 32 1.3.13 直流电机电路 33 1.3.14 VGA接口电路 34 1.3.15 PS/2键盘鼠标接口电路 35 1.3.16 串行D/A、A/D电路 35 1.3.17 实时时钟电路 36 1.3.18 数字温度传感器电路 37 1.3.19 SD/MMC卡接口电路 38 1.3.20 外设PACK接口电路 39 1.3.21 主板与核心板接口 40 1.3.22 主板上的跳线 41 1.4 高速AD/DA PACK板 41 1.5 红外遥控器电路 42第2章 实验准备工作 43 2.1 QuickSOPC-1C6、QuickSOPC-1C12和QuickEDA简介 43 2.2 实验平台电源连接 44 2.3 安装ByteBlaster II下载电缆 45 2.3.1 安装ByteBlasterII驱动程序 45 2.3.2 在Quartus II中添加Altera ByteBlaster II下载电缆 46第3章 EDA基础实验 48 3.1 应用Quartus II完成LED的驱动 48 3.2 流水灯 64 3.3 读取按键信号 68 3.4 静态数码管显示 71 3.5 动态数码管显示 76 3.6 按键去抖动 80 3.7 1位全加器的文本输入（波形仿真应用） 84 3.8 含异步清0和同步时钟使能的4位加法计数器 92 3.9 8位硬件加法器 96 3.10 数控分频器 99 3.11 8位十进制频率计 102 3.12 蜂鸣器输出报警声 107 3.13 硬件电子琴 108 3.14 硬件乐曲自动演奏电路 111 3.15 数字时钟 115第4章 EDA进阶实验 121 4.1 用状态机实现序列检测器 121 4.2 移位相加8位硬件乘法器 124 4.3 采用流水线技术的高速数字相关器 128 4.4 线性反馈移位寄存器（LFSR） 133 4.5 循环冗余校验编码（CRC） 139 4.6 通用异步收发器（UART） 146 4.7 红外收发通信 155 4.8 直流电机PWM控制 157 4.9 步进电机细分驱动控制 162 4.10 用状态机实现对TLC549的采样控制（A/D实验） 168 4.11 用状态机实现TLC5620的控制（D/A实验） 175 4.12 波形发生与扫频信号发生器（LPM_ROM定制） 183 4.13 数字锁相环PLL的应用 190 4.14 直接数字频率合成器（DDS） 195 4.15 高速A/D数据采集（嵌入式逻辑分析仪SignalTap II的调用） 200 4.16 液晶显示屏LCD显示 208 4.17 VGA彩色信号显示控制器 217第5章 EDA综合实验 225 5.1 VGA图像显示的设计与应用 225 5.2 PS/2鼠标接口设计与VGA显示控制 232 5.3 PS/2键盘接口设计与VGA显示控制 254 5.4 基于VGA显示的10路逻辑分析仪 281 5.5 FIR数字滤波器305 5.6 基于VGA显示的频谱分析仪（FFT） 314附录A SmartSOPC、SmartEDA核心板FPGA引脚分配 347附录B AD_DA PACK原理图 354附录C LA系列高性能逻辑分析仪 355附录D 一些EDA设计相关的网站 360参考文献 361

第1章 SmartSOPC、SmartEDA教学实验开发平台 1 1.1 实验开发平台功能特点 2 1.2 核心板电路分析 3 1.2.1 核心板硬件原理框图 3 1.2.2 FPGA电路 5 1.2.3 存储电路 6 1.2.4 配置电路 12 1.2.5 复位电路 17 1.2.6 时钟电路 18 1.2.7 FPGA I/O口分配电路 19 1.2.8 扩展接口电路 20 1.2.9 独立按键及LED电路 22 1.2.10 电源电路 23 1.3 主板电路分析 24 1.3.1 电源电路 25 1.3.2 按键及LED电路 25 1.3.3 蜂鸣器电路 26 1.3.4 七段数码管显示电路 26 1.3.5 液晶显示电路 27 1.3.6 16×16 LED点阵电路 28 1.3.7 RS232串口电路 29 1.3.8 RS485接口电路 29 1.3.9 红外通信电路 30 1.3.10 以太网接口电路 31 1.3.11 USB接口电路 32 1.3.12 步进电机电路 32 1.3.13 直流电机电路 33 1.3.14 VGA接口电路 34 1.3.15 PS/2键盘鼠标接口电路 35 1.3.16 串行D/A、A/D电路 35 1.3.17 实时时钟电路 36 1.3.18 数字温度传感器电路 37 1.3.19 SD/MMC卡接口电路 38 1.3.20 外设PACK接口电路 39 1.3.21 主板与核心板接口 40 1.3.22 主板上的跳线 41 1.4 高速AD/DA PACK板 41 1.5 红外遥控器电路 42第2章 实验准备工作 43 2.1 QuickSOPC-1C6、QuickSOPC-1C12和QuickEDA简介 43 2.2 实验平台电源连接 44 2.3 安装ByteBlaster II下载电缆 45 2.3.1 安装ByteBlasterII驱动程序 45 2.3.2 在Quartus II中添加Altera ByteBlaster II下载电缆 46第3章 EDA基础实验 48 3.1 应用Quartus II完成LED的驱动 48 3.2 流水灯 64 3.3 读取按键信号 68 3.4 静态数码管显示 71 3.5 动态数码管显示 76 3.6 按键去抖动 80 3.7 1位全加器的文本输入（波形仿真应用） 84 3.8 含异步清0和同步时钟使能的4位加法计数器 92 3.9 8位硬件加法器 96 3.10 数控分频器 99 3.11 8位十进制频率计 102 3.12 蜂鸣器输出报警声 107 3.13 硬件电子琴 108 3.14 硬件乐曲自动演奏电路 111 3.15 数字时钟 115第4章 EDA进阶实验 121 4.1 用状态机实现序列检测器 121 4.2 移位相加8位硬件乘法器 124 4.3 采用流水线技术的高速数字相关器 128 4.4 线性反馈移位寄存器（LFSR） 133 4.5 循环冗余校验编码（CRC） 139 4.6 通用异步收发器（UART） 146 4.7 红外收发通信 155 4.8 直流电机PWM控制 157 4.9 步进电机细分驱动控制 162 4.10 用状态机实现对TLC549的采样控制（A/D实验） 168 4.11 用状态机实现TLC5620的控制（D/A实验） 175 4.12 波形发生与扫频信号发生器（LPM_ROM定制） 183 4.13 数字锁相环PLL的应用 190 4.14 直接数字频率合成器（DDS） 195 4.15 高速A/D数据采集（嵌入式逻辑分析仪SignalTap II的调用） 200 4.16 液晶显示屏LCD显示 208 4.17 VGA彩色信号显示控制器 217第5章 EDA综合实验 225 5.1 VGA图像显示的设计与应用 225 5.2 PS/2鼠标接口设计与VGA显示控制 232 5.3 PS/2键盘接口设计与VGA显示控制 254 5.4 基于VGA显示的10路逻辑分析仪 281 5.5 FIR数字滤波器305 5.6 基于VGA显示的频谱分析仪（FFT） 314附录A SmartSOPC、SmartEDA核心板FPGA引脚分配 347附录B AD_DA PACK原理图 354附录C LA系列高性能逻辑分析仪 355附录D 一些EDA设计相关的网站 360参考文献 361
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