《FPGA数字逻辑设计(21世纪大学本科计算机专业系列教材)》(作者蔡晓燕)的所有例题都是在Altera公司的FPGA上进行实验的，因此本书中例题的编译平台是Altera公司的Quartus Ⅱ。如果读者使用的是Xilinx公司的开发平台，只要将本书中实例的Verilog HDL代码输入至Xilinx ISE编译器中重新编译，即可产生可下载到Xilinx公司的FPGA中的文件。

《FPGA数字逻辑设计(21世纪大学本科计算机专业系列教材)》(作者蔡晓燕)是为“数字逻辑电路”等课程配套的实验教材。作为专业基础课程的配套实验，其主要目的是为学生学习后续硬件类课程培养硬件设计基础和实验技能。《FPGA数字逻辑设计(21世纪大学本科计算机专业系列教材)》首先介绍了可编程器件、数字系统设计方法、电子设计自动化软件、Verilog HDL程序设计方法等基础知识。在此基础上设计了18个实验题目，从组合逻辑电路设计、时序逻辑电路到状态机设计以及常用接口控制器设计。每个实验都从理论知识入手，先给出引导性实验，再进入设计性实验，知识的介绍和实验的要求循序渐进、由浅入深，不仅逻辑严密，而且操作性强。

本书适合作为高等学校计算机类专业及相关专业“数字逻辑”等课程的实验教材，也可供其他领域从事数字系统设计的工程技术人员参考。

第1章逻辑器件简介1

1.1 逻辑器件概述1

1.1.1 固定逻辑芯片1

1.1.2 简单PLD器件2

1.1.3 CPLD器件5

1.1.4 FPGA器件5

1.1.5 专用集成电路9

1.2 Cyclone Ⅱ系列FPGA10

1.2.1 概述10

1.2.2 逻辑单元12

1.2.3 片内存储器12

1.2.4 片内乘法器16

1.2.5 输入输出模块17

1.3 DE-70开发平台19

1.3.1 外观和组件19

1.3.2 USB-Blaster的驱动安装22

1.3.3 DE2-70开发板的使用25

第2章EDA技术基础知识27

2.1 数字逻辑系统设计过程27

2.2 Quartus Ⅱ使用入门29

2.2.1 问题分析和设计29

2.2.2 利用Quartus Ⅱ完成电路仿真31

2.2.3 尝试自己设计一个实验56

2.3 Verilog HDL语言简介56

2.3.1 Verilog HDL语言程序的结构56

2.3.2 逻辑系统、变量和常量582.3.3 操作符和表达式60

2.3.4 电路设计的三种不同形式61

第3章组合逻辑电路设计64

3.1 选择器实验64

3.1.1 二选一多路选择器64

3.1.2 四选一多路选择器65

3.1.3 实现一个多路选择器66

3.1.4 实验内容73

3.2 译码器的设计78

3.2.1 2-4译码器78

3.2.2 3-8译码器81

3.2.3 实验内容85

3.3 编码器的设计88

3.3.1 4-2编码器88

3.3.2 实验内容92

3.4 三态缓冲器和多路复用器93

3.4.1 一位三态缓冲器94

3.4.2 实验内容94

3.5 简单加法器和乘法器96

3.5.1 1位加法器96

3.5.2 实现一个8位加法器97

3.5.3 实验内容104

第4章时序逻辑电路设计106

4.1 触发器和锁存器实验106

4.1.1 RS锁存器106

4.1.2 时钟触发的RS锁存器107

4.1.3 D锁存器107

4.1.4 时钟边沿触发的D触发器108

4.1.5 触发器设计中的非阻塞赋值语句109

4.1.6实验内容111

4.2 寄存器实验111

4.2.1 寄存器112

4.2.2 移位寄存器113

4.2.3 实验内容113

4.3 计数器实验115

4.3.1 加法计数器115

4.3.2 减法计数器115

4.3.3 实验内容116

4.4 定时器118

4.4.1 开发板上的时钟信号118

4.4.2 实验内容118

4.5 存储器实验119

4.5.1 DE2-70实验平台上的M4K119

4.5.2 单时钟简单双口RAM119

4.5.3 实验内容122

第5章状态机和简单数字系统设计124

5.1 状态机实验124

5.1.1 有限状态机124

5.1.2 简单状态机FSM125

5.1.3 状态机的编码方式129

5.1.4 实验内容129

5.2 雷鸟车尾灯控制器*130

5.2.1 实验目的130

5.2.2 实验内容130

5.2.3 问题分析130

5.3 交通控制灯实验132

5.3.1 实验目的132

5.3.2 实验内容132

第6章简单接口控制器设计133

6.1 PS/2接口原理及实现133

6.1.1 PS/2接口简介133

6.1.2 PS/2接口与FPGA的连接135

6.1.3 PS/2键盘控制器的设计136

6.2 LCD接口原理及实现138

6.2.1 LCD简介138

6.2.2 LCD与FPGA的连接139

6.2.3 LCD的控制器HD44780141

6.2.4 LCD显示控制器的设计147

6.3 VGA接口原理及实现154

6.3.1 VGA简介154

6.3.2 VGA和FPGA的连接155

6.3.3 VGA显示控制器的设计157

附录 竞争、冒险和毛刺160

附.1 竞争、冒险和毛刺现象160

附.2 毛刺的消除方法161

附.2.1 利用冗余项法161

附.2.2 吸收法162

附.2.3 锁存法162

附.2.4 信号延时法163

参考文献