本書以EDA技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)為核心,并提升到SOPC技術(shù)層面,通過大量獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,為教學(xué)提供基于VHDL的FPGA應(yīng)用設(shè)計(jì)和基于C51的8051兼容單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì),以及二者結(jié)合的SOPC綜合應(yīng)用設(shè)計(jì)的實(shí)例(包括原理方案分析和代碼例程)。主要內(nèi)容包括:概述與硬件平臺(tái)簡介、17個(gè)EDA實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、15個(gè)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、8個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等。配套硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái),提供電子課件、實(shí)驗(yàn)參考結(jié)果等。
本書是國內(nèi)*一本真正結(jié)合EDA技術(shù)和8051單片機(jī)技術(shù)開展應(yīng)用開發(fā)的實(shí)踐教材。你可以,掌握基于VHDL的FPGA應(yīng)用技術(shù), 掌握基于Keil C51的8051單片機(jī)應(yīng)用技術(shù),掌握基于Xilinx FPGA的EDA開發(fā)工具, 掌握基于Xilinx FPGA常用IP核的使用方法, 掌握電子設(shè)計(jì)中常用外圍電路模塊的驅(qū)動(dòng)方法, 掌握基于FPGA邏輯和MC8051單片機(jī)核的SOPC設(shè)計(jì)方法, 構(gòu)建多個(gè)SOPC模式的電子應(yīng)用小系統(tǒng), 掌握基于FPGA的DSP基本模塊及應(yīng)用小系統(tǒng)設(shè)計(jì)
唐續(xù),電子科技大學(xué)教授,長期從事電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的科研、教學(xué)工作,經(jīng)驗(yàn)豐富。出版多部著作,寫作經(jīng)驗(yàn)豐富。
第1章 現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與綜合實(shí)驗(yàn) 1
1.1 現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)概述 1
1.1.1 數(shù)字系統(tǒng)及其一般結(jié)構(gòu) 1
1.1.2 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般過程 2
1.2 現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2
1.2.1 基于PLD的EDA設(shè)計(jì) 3
1.2.2 基于MCU的設(shè)計(jì) 4
1.2.3 基于SOC和SOPC的設(shè)計(jì) 5
1.3 可在線調(diào)試8051的SOPC實(shí)驗(yàn)教學(xué)
平臺(tái) 7
1.3.1 基于8051單片機(jī)的SOPC平臺(tái) 7
1.3.2 小結(jié) 9
第2章 實(shí)驗(yàn)硬件平臺(tái) 10
2.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)功能特點(diǎn) 10
2.2 核心板電路分析 10
2.2.1 核心板電路原理框圖 11
2.2.2 FPGA主芯片 12
2.2.3 時(shí)鐘電路 12
2.2.4 配置電路 12
2.2.5 存儲(chǔ)電路 15
2.2.6 電源電路 16
2.2.7 按鍵及LED電路 16
2.2.8 七段數(shù)碼管顯示電路 16
2.2.9 撥碼開關(guān)電路 17
2.2.10 FPGA的I/O分配 17
2.2.11 核心板與底板接口 18
2.3 底板電路分析 19
2.3.1 底板電源電路 20
2.3.2 蜂鳴器電路 21
2.3.3 液晶顯示電路 21
2.3.4 16×16 LED點(diǎn)陣電路 21
2.3.5 RS-232串口電路 22
2.3.6 紅外通信電路 23
2.3.7 VGA接口電路 23
2.3.8 PS/2鍵盤和鼠標(biāo)接口電路 24
2.3.9 串行D/A電路 24
2.3.10 串行A/D電路 24
2.3.11 實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路 25
2.3.12 數(shù)字溫度傳感器電路 25
2.3.13 擴(kuò)展I/O電路 26
2.3.14 核心板與底板接口 26
2.3.15 底板跳線及接口 27
2.4 本章小結(jié) 28
第3章 EDA基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn) 29
3.1 準(zhǔn)備工作 29
3.2 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 29
3.2.1 LED驅(qū)動(dòng) 29
3.2.2 LED流水燈 42
3.2.3 芯片內(nèi)的邏輯分析儀ChipScope 47
3.2.4 鍵控?cái)?shù)碼管靜態(tài)顯示 54
3.2.5 數(shù)控分頻器 58
3.2.6 含異步清零和同步使能的4位
加法計(jì)數(shù)器 64
3.2.7 8位硬件加法器 66
3.2.8 VGA彩色信號(hào)顯示控制器 68
3.2.9 LCD顯示驅(qū)動(dòng)器 74
3.2.10 SRAM控制器 82
3.2.11 SPI接口Flash模塊M25P16 87
3.2.12 通用異步收發(fā)器 100
3.2.13 紅外收發(fā) 107
3.2.14 D/A轉(zhuǎn)換芯片TLC5620的控制 109
3.2.15 A/D轉(zhuǎn)換芯片TLC549的控制 116
3.2.16 PS/2鍵盤驅(qū)動(dòng) 122
3.2.17 PS/2鼠標(biāo)驅(qū)動(dòng) 125
第4章 基本單片機(jī)實(shí)驗(yàn) 129
4.1 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ) 129
4.1.1 MCS-51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu) 129
4.1.2 MCS-51存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu) 130
4.1.3 8051單片機(jī)Keil C51 編程 131
4.1.4 MC8051單片機(jī)定制與封裝 132
4.1.5 MC8051單片機(jī)最小系統(tǒng) 133
4.1.6 8051單片機(jī)系統(tǒng)安裝與使用 135
4.1.7 實(shí)驗(yàn)操作與例程使用 136
4.2 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 136
4.2.1 點(diǎn)亮LED燈 136
4.2.2 簡單的定時(shí) 139
4.2.3 交流蜂鳴器 143
4.2.4 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示 146
4.2.5 加減計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn) 150
4.2.6 用PWM波控制LED亮度 153
4.2.7 外部中斷 155
4.2.8 使用片外SRAM 157
4.2.9 16×16 LED點(diǎn)陣掃描顯示 158
4.2.10 液晶顯示驅(qū)動(dòng) 167
4.2.11 紅外收發(fā) 173
4.2.12 實(shí)時(shí)時(shí)鐘PCF8563 176
4.2.13 LM75A數(shù)字溫度計(jì) 190
4.2.14 TLC5620串行DAC 194
4.2.15 TLC549串行ADC 196
第5章 綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 199
5.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 199
5.1.1 SOPC設(shè)計(jì)方式 199
5.1.2 SOPC方式下的MC8051 IP核 199
5.1.3 MC8051中地址空間安排 205
5.2 多功能數(shù)字時(shí)鐘 205
5.2.1 實(shí)驗(yàn)背景 205
5.2.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?205
5.2.3 實(shí)驗(yàn)任務(wù) 205
5.2.4 實(shí)驗(yàn)要求 206
5.2.5 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) 206
5.2.6 思考與練習(xí) 213
5.3 可遠(yuǎn)程控制的簡易交通燈系統(tǒng) 213
5.3.1 實(shí)驗(yàn)背景 213
5.3.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?213
5.3.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 213
5.3.4 實(shí)驗(yàn)原理 214
5.3.5 思考與練習(xí) 222
5.4 頻率測量儀 222
5.4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?222
5.4.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 223
5.4.3 實(shí)驗(yàn)要求 223
5.4.4 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) 223
5.4.5 思考與練習(xí) 229
5.5 相位測量儀 230
5.5.1 實(shí)驗(yàn)背景 230
5.5.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?230
5.5.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 230
5.5.4 實(shí)驗(yàn)原理 230
5.5.5 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) 232
5.5.6 思考與練習(xí) 236
5.6 打地鼠游戲?qū)嶒?yàn) 236
5.6.1 實(shí)驗(yàn)背景 236
5.6.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?237
5.6.3 實(shí)驗(yàn)任務(wù) 237
5.6.4 實(shí)驗(yàn)要求 237
5.6.5 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) 237
5.6.6 思考與練習(xí) 249
5.7 基于FPGA的語音錄制與回放
系統(tǒng) 249
5.7.1 實(shí)驗(yàn)背景 249
5.7.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?249
5.7.3 實(shí)驗(yàn)任務(wù) 249
5.7.4 實(shí)驗(yàn)要求 250
5.7.5 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) 250
5.7.6 思考與練習(xí) 253
5.8 基于LCD界面的電壓監(jiān)測系統(tǒng) 254
5.8.1 實(shí)驗(yàn)背景 254
5.8.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?254
5.8.3 實(shí)驗(yàn)任務(wù) 254
5.8.4 實(shí)驗(yàn)要求 254
5.8.5 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) 254
5.8.6 思考與練習(xí) 255
5.9 基于溫度監(jiān)測的監(jiān)控系統(tǒng) 255
5.9.1 實(shí)驗(yàn)背景 255
5.9.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?255
5.9.3 實(shí)驗(yàn)任務(wù) 255
5.9.4 實(shí)驗(yàn)要求 256
5.9.5 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) 256
5.9.6 思考與練習(xí) 257