了得網研究生_醫用FPGA開發—

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醫用FPGA開發——基於Xilinx和VHDL
該商品所屬分類：研究生 -> 工學
【市場價】	321-467元
【優惠價】	201-292元
【作者】	但果
【所屬類別】	圖書教材研究生/本科/專科教材工學
【出版社】	電子工業出版社
【ISBN】	9787121380266
【折扣說明】	一次購物滿999元台幣免運費+贈品一次購物滿2000元台幣95折+免運費+贈品一次購物滿3000元台幣92折+免運費+贈品一次購物滿4000元台幣88折+免運費+贈品
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內容介紹

包裝：平塑

是否套裝：否

國際標準書號ISBN：9787121380266

作者：但果

出版社：電子工業出版社

出版時間：2021年12月

內容簡介

本書以FPGA高級開發繫統為平臺，共安排17個實驗，其中前12個實驗為FPGA基礎實驗，後5個實驗為醫療電子專業實驗。所有實驗均詳細介紹了實驗內容、實驗原理，並且都有詳細的步驟和源代碼，以確保讀者能夠順利完成。每章的後都安排了一個任務，作為本章實驗的延伸和拓展。本書中的程序均按照《VHDL語言程序設計規範》（LY-STD009—2019）編寫。所有實驗均基於模塊化設計，以便於將模塊應用在不同的項目和產品中。本書配有豐富的資料包，包括FPGA高級開發繫統原理圖、例程、軟件包、硬件包，以及配套的PPT、視頻等。這些資料會持續更新，下載鏈接可通過微信公眾號“卓越工程師培養繫列”獲取。本書既可以作為高等院校相關課程的教材，也可以作為FPGA繫統設計及相關行業工程技術人員的參考書。

作者簡介

但果，博士，教授，博士生導師，醫學部生物醫學工程學院鵬城學者長期特聘教授，廣東省醫療電子儀器轉化工程技術研究中心主任，深圳市地方領軍人纔。2003年畢業於大連理工大學，獲得博士學位。2003年底以博士後身份加入深圳安科高技術股份有限公司CT部。2007年被深圳大學聘為信息工程學院電子工程繫副教授。2009年，任醫學部醫學院生物醫學工程繫副教授，2015年晉升為醫學部生物醫學工程學院教授。醫學院生物醫學工程繫副主任（2009-2012），醫學院生物醫學工程繫主任（2013-2015），醫學部生物醫學工程學院副院長（2015-2018）。深圳市生物醫學工程學會秘書長（2015-）中國生物醫學工程學會生物信息與控制分會副理事長（2010-2015）、中國康復技術轉化及發展促進會智能康復技術專業委員會委員（2016-）。?主持完成多項有關醫療器械與康復工程的科研項目：國家自然科學基金2項、廣東省科技研發項目1項、深圳市科技攻關項目1項、深圳市基礎研究布局項目2項、深圳市基礎研究項目3項；橫向課題20餘項。以作者和通訊作者發表論文30餘篇發表SCI、EI論文30餘篇，申請相關專利20餘項。馮博華，廣東藥科大學醫藥信息工程學院生物醫學工程繫副繫主任，廣東省醫藥3D打印機及個性化醫療工程技術研究中心主要負責人。2009年畢業於暨南大學，獲得博士學位。2009年進入廣東藥科大學生物醫學工程專業工作至今。現任生物醫學工程繫副主任、廣東省生物醫學工程學會青年學術分會副主任委員、廣東省殘疾人康復協會康復工程專業委員會常務委員。以作者發表論文20餘篇，發表SCI、EI論文10餘篇，專利授權6項，主持或核心成員參加科研、教研課題10餘項，指導學生獲得電子設計競賽、全國生物醫學工程創新大賽等多項獎勵，指導專創融合社團。全面負責廣東省醫藥3D打印機及個性化醫療工程技術研究中心、廣東省一流專業建設點、校級思政示範專業等項目和平臺工作。

第1章 FPGA和開發環境1
1.1 FPGA基礎概念1
1.1.1 什麼是FPGA1
1.1.2 FPGA的基本結構2
1.1.3 FPGA與ASIC之間的關繫3
1.1.4 FPGA、CPU與DSP之間的關繫3
1.1.5 VHDL與Verilog HDL4
1.1.6 Xilinx與Altera5
1.2 FPGA開發流程6
1.3 XC6SLX16芯片介紹7
1.3.1 Spartan-6繫列介紹7
1.3.2 XC6SLX16-2CSG324C芯片介紹7
1.3.3 FPGA速度等級8
1.3.4 FPGA可用I/O數量8第1章 FPGA和開發環境1

1.1 FPGA基礎概念1

1.1.1 什麼是FPGA1

1.1.2 FPGA的基本結構2

1.1.3 FPGA與ASIC之間的關繫3

1.1.4 FPGA、CPU與DSP之間的關繫3

1.1.5 VHDL與Verilog HDL4

1.1.6 Xilinx與Altera5

1.2 FPGA開發流程6

1.3 XC6SLX16芯片介紹7

1.3.1 Spartan-6繫列介紹7

1.3.2 XC6SLX16-2CSG324C芯片介紹7

1.3.3 FPGA速度等級8

1.3.4 FPGA可用I/O數量8

1.3.5 FPGA8

1.3.6 Spartan-6 FPGA配置8

1.4 FPGA開發工具安裝和配置9

1.4.1 ISE9

1.4.2 安裝ISE 14.79

1.4.3 Synplify14

1.4.4 安裝Synplify14

1.4.5 安裝Xilinx USB Cable驅動程序17

1.5 VHDL語法基礎19

1.5.1 庫聲明19

1.5.2 實體19

1.5.3 結構體19

1.5.4 數據類型20

1.5.5 常量定義20

1.5.6 變量定義21

1.5.7 信號21

1.5.件21

1.5.9 直接賦值語句22

1.5.10 process語句22

1.5.11 when...else語句23

1.5.12 if...else語句23

1.5.13 case語句24

1.5.14 運算符24

1.6 FPGA高級開發繫統簡介26

1.7 FPGA高級開發繫統可以開展的部

分實驗28

1.8 本書配套的資料包28

本章任務28

本章習題29

第2章分頻器實驗30

2.1 實驗內容30

2.2 實驗原理30

2.2.1 分頻器LED電路原理圖30

2.2.2 時鐘分頻原理30

2.2.3 分頻器模塊內部電路圖31

2.3 實驗步驟32

本章任務54

本章習題54

第3章流水燈實驗56

3.1 實驗內容56

3.2 實驗原理56

3.2.1 流水燈實驗LED電路原理圖56

3.2.2 流水燈工作原理56

3.2.3 流水燈模塊內部電路圖57

3.3 實驗步驟58

本章任務62

本章習題63

第4章獨立按鍵去抖實驗64

4.1 實驗內容64

4.2 實驗原理64

4.2.1 獨立按鍵電路原理圖64

4.2.2 按鍵去抖原理64

4.2.3 狀態機工作原理65

4.2.4 獨立按鍵去抖處理狀態機66

4.2.5 獨立按鍵去抖實驗內部電路圖67

4.3 實驗步驟68

本章任務74

本章習題74

第5章七段數碼管顯示實驗75

5.1 實驗內容75

5.2 實驗原理75

5.2.1 七段數碼管75

5.2.2 七段數碼管顯示模塊電路原

理圖77

5.2.3 七段數碼管顯示原理77

5.2.4 七段數碼管顯示實驗內部電

路圖79

5.3 實驗步驟80

本章任務85

本章習題85

第6章矩陣鍵盤掃描實驗86

6.1 實驗內容86

6.2 實驗原理86

6.2.1 矩陣鍵盤掃描原理87

6.2.2 雙寄存器邊沿檢測電路89

6.2.3 矩陣鍵盤掃描實驗內部電路圖90

6.3 實驗步驟94

本章任務102

本章習題102

第7章 OLED顯示實驗103

7.1 實驗內容103

7.2 實驗原理103

7.2.1 OLED顯示模塊103

7.2.2 SSD1306的顯存104

7.2.3 SSD1306常用命令106

7.2.4 字模選項106

7.2.5 ASCII碼表與取模工具107

7.2.6 OLED顯示模塊顯示流程108

7.3 實驗步驟108

本章任務116

本章習題116

第8章串口通信實驗117

8.1 實驗內容117

8.2 實驗原理117

8.2.1 UART電路原理圖117

8.2.2 UART通信協議118

8.2.3 串口通信實驗狀態機120

8.2.4 串口通信實驗內部電路圖122

8.3 實驗步驟124

本章任務140

本章習題140

第9章讀寫外部EEPROM實驗141

9.1 實驗內容141

9.2 實驗原理141

9.2.1 EEPROM電路原理圖141

9.2.2 I2C協議141

9.2.3 I2C器件地址143

9.2.4 AT24C02芯片144

9.2.5 AT24C02芯片及其讀寫

時序145

9.2.6 讀寫外部EEPROM實驗狀

態機146

9.2.7 讀寫外部EEPROM實驗內部

電路圖148

9.3 實驗步驟150

本章任務160

本章習題160

第10章讀寫外部Flash實驗161

10.1 實驗內容161

10.2 實驗原理161

10.2.1 SPI Flash電路原理圖161

10.2.2 SPI協議162

10.2.3 W25Q128芯片162

10.2.4 SPI通信模式163

10.2.5 讀寫外部Flash實驗狀態機165

10.2.6 讀寫外部Flash實驗內部電

路圖167

10.3 實驗步驟169

本章任務177

本章習題178

第11章 SHT20溫/濕度測量實驗179

11.1 實驗內容179

11.2 實驗原理179

11.2.1 SHT20溫/濕度電路原理圖179

11.2.2 SHT20 傳感器179

11.2.3 SHT20傳感器通信180

11.2.4 SHT20信號轉換182

11.2.5 SHT20溫/濕度測量實驗內部

電路圖183

11.3 實驗步驟183

本章任務193

本章習題193

第12章 DAC實驗194

12.1 實驗內容194

12.2 實驗原理194

12.2.1 AD/DA轉換電路原理圖194

12.2.2 AD9708芯片194

12.2.3 PCT通信協議198

12.2.4 DAC實驗內部電路圖203

12.3 實驗步驟206

本章任務215

本章習題215

第13章 ADC實驗216

13.1 實驗內容216

13.2 實驗原理216

13.2.1 AD/DA轉換電路原理圖216

13.2.2 AD9280芯片218

13.2.3 ADC實驗內部電路圖220

13.3 實驗步驟222

本章任務227

本章習題227

第14章體溫測量與顯示實驗228

14.1 實驗內容228

14.2 實驗原理228

14.2.1 體溫數據包的PCT通信協議228

14.2.2 體溫測量與顯示實驗內部電

路圖229

14.3 實驗步驟232

本章任務235

本章習題236

第15章呼吸監測與顯示實驗237

15.1 實驗內容237

15.2 實驗原理237

15.2.1 呼吸數據包的PCT通信協議237

15.2.2 呼吸監測與顯示實驗內部電

路圖238

15.3 實驗步驟238

本章任務242

本章習題242

第16章心電監測與顯示實驗243

16.1 實驗內容243

16.2 實驗原理244

16.2.1 心電數據包的PCT通信協議244

16.2.2 心電監測與顯示實驗內部電

路圖244

16.3 實驗步驟245

本章任務251

本章習題251

第17章血氧監測與顯示實驗252

17.1 實驗內容252

17.2 實驗原理253

17.2.1 血氧數據包的PCT通信協議253

17.2.2 血氧監測與顯示實驗內部

電路圖253

17.3 實驗步驟253

本章任務259

本章習題259

第18章血壓測量與顯示實驗260

18.1 實驗內容260

18.2 實驗原理261

18.2.1 血壓數據包的PCT通信協議261

18.2.2 血壓測量與顯示實驗內部電

路圖261

18.3 實驗步驟264

本章任務271

本章習題272

附錄A FPGA開發常用模塊引腳約束273

附錄B 人體生理參數監測繫統使用說明276

附錄C 《VHDL語言程序設計規範》

（LY-STD009—2019）簡介279

C.1 排版279

C.2 注釋280

C.3 命名280

C.4 編碼規範281

C.5 VHDL文件模板282

C.6 UCF文件模板285

附錄D ASCII碼表286

參考文獻287

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