前 言
電子信息類專業是實踐性很強的專業,學生不僅需要理論知識扎實,還應具備很強的動手實驗能力和創新意識,因此需要進行大量的實踐訓練。
本書主要針對電子信息類專業知識的初學者,已經完成電路原理、數字電路等基礎課程後,所進行的數字繫統課程設計環節而撰寫。考慮到學生知識面尚有限,所以設計項目的解決不涉及單片機、數字信號處理等知識即可完成。
隨著EDA技術的飛速發展,各個高校紛紛將其作為學習數字電路知識的有力工具,引入到數字電路的教學之中。結合EDA技術、數字電路知識以及可編程邏輯器件(FPGA、CPLD等),可以設計出更豐富、更復雜的數字繫統,充分發揮學生的創新精神和想像力。因此,本書也有專門的章節介紹相關的EDA知識,給出實例說明如何應用EDA技術進行數字繫統設計。
本書從實用角度出發,將內容分為3部分,共6章。第一部分由第1章和第2章構成,是進行數字繫統課程設計的知識和技能準備,主要介紹數字繫統設計的基本方法、設計報告的撰寫器件、電路板的選擇與制作、焊接技術等基礎知識。第二部分由第3章構成,主要基於傳統的數字電路設計技術進行數字繫統設計,給出了5個詳細的數字繫統課程設計實例,使學生能夠進一步學習和鞏固數字電路基本知識。第三部分為第4章~第6章,主要基於EDA技術進行數字繫統的設計與實現。第4章介紹EDA的常用工具,包括EDA軟件QuartusII以及仿真工具ModelSim的使用。第5章介紹Verilog HDL語言。第6章給出了一些基於FPGA數字繫統課程設計實例,具有一定的實用性和代表性。第6章和第3章有相似的設計題目,提供兩種不同的設計思路,供讀者對比和參考。
另外在附錄中,我們給出了FPGA設計平臺的相關資料介紹。
本書給出的基本數字繫統課程設計項目,覆蓋數字電路中組合邏輯電路、時序邏輯電路、觸發器、算術電路等重要知識點;本書給出的基於可編程邏輯器件的課程設計項目,隻給出最基本的解決方案,給讀者以擴展和發揮的空間。
本書的第1~3章由牛小燕編寫,第4~6章由李芸編寫,全書由牛小燕統稿。在本書的編寫過程中,還得到盛慶華老師的幫助和支持,在此一並表示感謝。書中引用了許多學者的觀點和成果,有些由於難以查明文獻來源而未注明,在此一並致以敬意。
由於電子技術發展迅速,加之編者水平有限,難免有疏漏或錯誤之處,真誠希望廣大讀者提出批評和建議(E-mail:niuxiaoyan@hdu.edu.cn)。
作者