EDA技术综合应用实例与分析 (2010 年度畅销榜NO.38923 )

本书系《EDA技术及应用(第二版)》的姊妹篇，旨在通过对诸多案例的系统分析、建模、程序设计实现和设计技巧进行分析，全面提高读者EDA技术综合应用的能力。
本书首先阐述了EDA技术综合应用的形式、设计方法与建模、典型单元电路的设计、主要软件及设备、PCB的设计与制作等基础知识，接着介绍了多路彩灯控制器、智力抢答器、电子密码锁、微波炉控制器、交通控制器、综合计时系统、数据采集控制系统、电梯控制器、车载DVD位控系统、直接数字频率合成器DDS、图像边缘检测器等11个EDA技术综合应用系统的设计，以及等精度数字频率计、出租车计费系统、低频数字相位测量仪、电压控制LC振荡控制器等4个EDA和单片机综合应用系统的设计。每个案例详细阐述了系统设计方案、VHDL源程序以及单片机汇编语言源程序、系统仿真顺件验证及设计技巧分析等内容，同时还给每个系统提供了进一步扩展的思路。
本书主题明确，案例丰富，重点突出，所有给出的程序均经过调试，具有选题的广泛性，设计的全程性，软硬件的兼顾性，系统的层次性，应用的扩展性，资料的齐全性，实践的可操作性。
本书可供高等院校的电子工程、通信工程、自动化、计算机应用、仪器仪表等信息工程类专业及相近专业的本科生或研究生使用，特别适合作为EDA技术类课程学习的课程设计、综合实践、电子设计竞赛培训以及毕业设计的教材或参考资料，同时对于从事或将要从事EDA技术应用与开发的工程技术人员，也是一本难得的应用设计参考书。

第1章EDA技术综合应用设计基础
1.1EDA技术综合应用的形式
1.2EDA技术综合应用的设计方法与建模
1.2.1分析方法
1.2.2表示方法
1.2.3实现方法
1.2.4组成模型
1.2.5表示模型
1.3EDA综合应用设计中典型单元电路的设计
1.3.1计数器的设计
1.3.2分频电路的设计
1.3.3多路选择器的设计
1.3,4编码器的设计
1.3.5寄存器的设计
1.3.6存储器的设计
1.3.7输入电路的设计
1.3.8显示电路的设计
1.4EDA技术综合应用设计的主要软件及设备
1.4.1主要软件、设备及作用
1.4.2CPLD／FPGA+MCU系统联合调试设备的联接
1.4.3Create-Pcb高精度电路板制作仪简介
1.5综合应用系统外围电路的PCB设计与制作
1.5.1启动设计环境
1.5.2原理图的设计
1.5.3生成网络表
1.5.4PCB的设计
1.5.5PCB的制作
第2章多路彩灯控制器的设计与分析
2.1系统设计要求
2.2系统设计方案
2.3主要VHDL源程序
2.3.1时序控制电路的VHDL源程序
2.3.2显示控制电路的VHDL源程序
2.3.3整个电路系统的VHDL源程序
2.4系统仿真顾件验证
2.4.1系统的有关仿真
2.4.2系统的硬件验证
2.5设计技巧分析
2.6系统扩展思路
第3章智力抡答器的设计与分析
3.1系统设计要求
3.2系统设计方案
3.3主要VHDL源程序
3.3.1抢答鉴别电路QDJB的VHDL源程序
3.3.2计分器电路JFQ的VHDL源程序
3.3.3计时器电路JSQ的VHDL源程序
3.3.4译码器电路YMQ的VHDL源程序
3.4系统仿真顺件验证
3.4.1系统的有关仿真
3.4.2系统的硬件验证
3.5设计技巧分析
3.6系统扩展思路
第4章电子密码锁的设计与分析
4.1系统设计要求
4.2系统设计方案
4.2.1密码锁输入电路的设计
4.2.2密码锁控制电路的设计
4.2.3密码锁显示电路的设计
4.2.4密码锁的整体组装设计
4.3主要VHDL源程序
4.3.1键盘输入去抖电路的VHDL源程序
4.3.2密码锁输入电路的VHDL源程序
4.3.3密码锁控制电路的VHDL源程序
4.3.4其他电路的VHDL源程序
4.4系统仿真／硬件验证
4.4.1系统的有关仿真
4.4.2系统的硬件验证
4.5设计技巧分析
4.6系统扩展思路
第5章微波炉控制器的设计与分析
5.1系统设计要求
5.2系统设计方案
5.2.1微波炉控制器的总体设计方案
5.2.2状态控制器KZQ的设计
5.2.3数据装载器ZZQ的设计
5.2.4烹调计时器JSQ的设计
.5.2.5显示译码器YMQ47的设计
5.3主要VHDL源程序
5.3.1状态控制器KZQ的VHDL源程序
5.3.2数据装载器ZZQ的VHDL源程序
5.3.3烹调计时器JSQ的VHDL源程序
5.3.4显示译码器YMQ47的VHDL源程序
5.3.5微波炉控制器WBLKZQ的VHDL源程序
5.4系统仿真／硬件验证
5.4.1系统的有关仿真
5.4.2系统的硬件验证
5.5设计技巧分析
5.6系统扩展思路
第6章交通控制器的设计与分析
6.1系统设计要求
6.2系统设计方案
6.3主要VHDL源程序
6.3.1交通灯控制器JTDKZ的VHDL源程序
6.3.245s定时单元的VHDL源程序
6.3.35s定时单元的VHDL源程序
6.3.425s定时单元的VHDL源程序
6.3.5显示控制单元的VHDL源程序
6.3.6显示译码器的VHDL源程序
6.3.7系统总体组装电路的VHDL源程序
6.4系统仿真顺件验证
6.4.1系统的有关仿真
6.4.2系统的硬件验证
6.5设计技巧分析
6.6系统扩展思路
第7章综合计时系统的设计与分析
7.1系统设计要求
7.2系统设计方案
7.2.1综合计时电路的设计
7.2.2显示控制电路的设计
7.2.3调整控制电路TZKZQ的设计
7.2.4系统总体组装电路的设计
7.3主要VHDL源程序
7.3.1综合计时电路的VHDL源程序
7.3.2显示控制电路XSKZQ的VHDL源程序
7.3.3调整控制电路TZKZQ的VHDL源程序
7.3.4系统总体组装电路的VHDL源程序
7.4系统仿真／硬件验证
7.4.1系统的有关仿真
7.4.2系统的硬件验证
7.5设计技巧分析
7.6系统扩展思路
第8章数据采集控制系统的设计与分析
8.1系统设计要求
8.2系统设计方案
8.2.1系统总体设计方案
8.2.2A／D转换控制模块ADZHKZ的设计
8.3主要VHDL源程序
8.3.1A／D转换控制模块ADZHKZ的VHDL源程序
8.3.2数据运算与处理模块SJYSCL的VHDL源程序
8.3.3D／A转换控制模块DAZHKZ的VHDL源程序
8.3.4键盘输入与数据显示控制模块JPXSKZ的VHDL源程序
8.3.5系统总体组装的VHDL源程序
8.4系统仿真／硬件验证
8.4.1系统的有关仿真
8.4.2系统的硬件验证
8.5设计技巧分析
8.6系统扩展思路
第9章电梯控制器的设计与分析
9.1系统设计要求
9.2系统设计方案
9.3主要VHDL源程序
9.4系统仿真／硬件验证
9.4.1系统的有关仿真
9.4.2系统的硬件验证
9.5设计技巧分析
9.6系统扩展思路
第10章车载DVD位控系统的设计与分析
10.1系统设计要求
10.2系统设计方案
10.2.1系统的总体结构设计
10.2.2系统内各模块的设计
10.3主要VHDL源程序
10.4系统仿真／硬件验证
10.4.1系统的有关仿真
10.4.2系统的硬件验证
10.5设计技巧分析
10.6系统扩展思路
第11章直接数字频率合成器的设计与分析
11.1系统设计要求
11.2系统设计方案
11.2.1DDS的工作原理
11.2.2DDS的FPGA实现设计
11.3主要VHDL源程序
11.3.1相位累加器SUM99的VHDL源程序
11.3.2相位寄存器REGl的VHDL源程序
11.3.3正弦查找表ROM的VHDL源程序
11.3.4系统的整体组装DDS的VHDL源程序
11.4系统仿真／硬件验证
11.4.1系统的有关仿真
11.4.2系统的硬件验证
11.5设计技巧分析
11.6系统扩展思路
第12章图像边缘检测器的设计与分析
12.1系统设计要求
12.2系统设计方案
12.2.1算法选择
12.2.2算法实现
12.2.3总体设计方案
12.2.4主要功能模块的设计
12.3主要LPM原理图和VHDL源程序
12.3.1LPM兆功能块定制方法简介
12.3.2一些模块的LPM原理图
12.3.3RESULT的VHDL源程序
12.3.4COMPARE的VHDL源程序
12.3.5系统的总体组装设计
12.4系统仿真顺件验证
12.4.1系统的有关仿真
12.4.2系统的硬件验证
12.5设计技巧分析
12.6系统扩展思路
第13章等精度数字频率计的设计与分析
13.1系统设计要求
13.2系统设计方案
13.2.1系统设计方案选择
13.2.2系统总体设计方案
13.2.3CPLD／FPGA测频专用模块的VHDL程序设计
13.2.4单片机控制与运算程序的设计
13.3主要VHDL和单片机源程序
13.3.1主要VHDL源程序.
13.3.2单片机源程序
13.4系统仿真顺件验证
13.4.1系统调试的方法
13.4.2系统调试的软／硬件
13.4.3系统的仿真结果
13.4.4系统的硬件验证
13.5设计技巧分析
13.6系统扩展思路
第14章出租车计费系统的设计与分析
14.1系统设计要求
14.2系统设计方案
.14.2.1系统总体设计方案
14.2.2测控FPGA的VHDL程序设计
14.2.3单片机控制程序设计
14.3主要源程序
14.3.1主要VHDL源程序
14.3.2单片机汇编语言源程序
14.4系统仿真顺件验证
14.4.1系统的调试方法
14.4.2系统调试的软／硬件
14.4.3系统的有关仿真
14,4.4系统的硬件验证
14.5设计技巧分析
14.6系统扩展思路
第15章低频数字相位测量仪的设计与分析
15.1系统设计要求
15.2系统设计方案
15.2.1总体设计方案
15.22信号整形电路的设计
15.2.3FPGA数据采集电路的设计
15.2.4单片机数据运算控制电路的设计
15.2.5数据显示电路的设计
15.3主要VHDL源程序和汇编语言程序
15.3.1FPGA的VHDL源程序清单
15.3.2单片机的汇编语言源程序清单
15.4系统仿真／硬件验证
15.4.1系统调试的方法
15.4.2系统调试的软／硬件
15.4.2系统的有关仿真
15.4.4系统的硬件验证
15.5设计技巧分析
15.6系统扩展思路
第16章电压控制LC振荡器的设计与分析
16.1系统设计要求
16.2系统设计方案
16.2.1系统设计总体方案
16.2.2电压控制LC振荡器的设计
16.2.3FPGA测控专用芯片的VHDL程序设计
16.2.4单片机控制程序的设计
16.3主要VHDL源程序和汇编语言程序
16.3.1FPGA的VHDL源程序
16.3.2单片机的汇编语言源程序
16.4系统仿真／硬件验证
16.4.1系统调试的方法
16.4.2系统调试的软／硬件
16.4.3系统的有关仿真
16.4.4系统的硬件验证
16.5设计技巧分析
16.6系统扩展思路
参考文献

第三次全国教育工作会议以来，我国高等教育得到空前规模的发展。经过高校布局和结构的调整，各个学校的新专业均有所增加，招生规模也迅速扩大。为了适应社会对“大专业、宽口径”人才的需求，各学校对专业进行了调整和合并，拓宽专业面，相应的教学计划、大纲也都有了较大的变化。特别是进入21世纪以来，信息产业发展迅速，技术更新加快。面对这样的发展形势，原有的计算机、信息工程两个专业的传统教材已很难适应高等教育的需要，作为教学改革的重要组成部分，教材的更新和建设迫在眉睫。为此，西安电子科技大学出版社聘请南京邮电学院、西安邮电学院、重庆邮电学院、吉林大学、杭州电子工业学院、桂林电子工业学院、北京信息工程学院、深圳大学、解放军电子工程学院等10余所国内电子信息类专业知名院校长期在教学科研第一线工作的专家教授，组成了高等学校计算机、信息工程类专业系列教材编审专家委员会，并且面向全国进行系列教材编写招标。该委员会依据教育部有关文件及规定对这两大类专业的教学计划和课程大纲，对目前本科教育的发展变化和相应系列教材应具有的特色和定位以及如何适应各类院校的教学需求等进行了反复研究、充分讨论，并对投标教材进行了认真评审，筛选并确定了高等学校计算机、信息工程类专业系列教材的作者及审稿人。这套教材预计在2004年春季全部出齐。 。 审定并组织出版这套教材的基本指导思想是力求精品、力求创新、好中选优、以质取胜。教材内容要反映21世纪信息科学技术的发展，体现专业课内容更新快的要求；编写上要具有一定的弹性和可调性， 以适合多数学校使用；体系上要有所创新，突出工程技术型人才培养的特点，面向国民经济对工程技术人才的需求，强调培养学生较系统地掌握本学科专业必需的基础知识和基本理论，有较强的本专业的基本技能、方法和相关知识，培养学生具有从事实际工程的研发能力。在作者的遴选上，强调作者应在教学、科研第一线长期工作，有较高的学术水平和丰富的教材编写经验；教材在体系和篇幅上符合各学校的教学计划要求。 相信这套精心策划、精心编审、精心出版的系列教材会成为精品教材，得到各院校的认可，对于新世纪高等学校教学改革和教材建设起到积极的推动作用。 系列教材编委会 2002年8月

EDA技术作为现代电子设计最新技术的结晶，其广阔的应用前景和深远的影响已毋庸置疑，它在信息工程类专业中的基础地位和核心作用也逐渐被人们所认识。许多高等学校开设了相应的课程，并为学生提供了课程设计、综合实践、电子设计竞赛、毕业设计、科学研究和产品开发等EDA技术的综合应用实践环节。相关的工程技术人员也特别重视学习EDA技术，并渴望提高其工程应用能力。 对于迅猛发展的EDA技术的综合应用，从EDA技术的综合应用系统的深度来分，可分为3个层次：①功能电路模块的设计；②算法实现电路模块的设计；③片上系统／嵌入式系统／现代DSP系统的设计。 从EDA技术的综合应用系统的最终主要硬件构成来分， 已出现6种形式：①CPLD／FPGA系统；②“CPLD／FPGA+MCU”系统；③“CPLD／FPGA+专用DSP处理器”系统；④基于FPGA实现的现代DSP系统；⑤基于FPGA实现的SOC片上系统；⑥基于FPGA实现的嵌入式系统。 从EDA技术的综合应用系统的完善层次宋分，可分为3个层次：①“EDA综合系统”主体电路的设计、仿真及硬件验证；②“EDA综合系统”主体电路的设计、仿真、硬件验证+系统外围电路PCB的设计与制作；③“EDA综合系统”主体电路的设计、仿真、硬件验证+系统整体电路PCB的设计与制作及系统的组装、调试。 对于EDA技术的学习，作者认为不能只站在一门课程的角度上去学习，而应站在如何真正掌握这一技术的角度去学习。对于具备一定EDA技术基础的人来说，如何提高自己的实际应用能力，将EDA技术应用到各自的专业领域，解决实际问题，这才是他们所关心和急于解决的。提高自己的EDA技术的综合应用能力，不可能一蹴而就，而应不断实践，不断总结。根据作者近年从事EDA技术的教学和科研实践经验，作者认为，提高EDA技术综合应用能力的比较快速而有效的办法就是按照“阅读借鉴一消化吸收一改进创新”的步骤去不断学习和实践。所谓“阅读借鉴”，就是通过阅读许多实际设计实例来借鉴别人的设计思想；所谓“消化吸收”，就是通过反复阅读许多实际设计实例，在真正看懂别人的设计思想的基础上自己进行模仿实践，领会其设计思想的实质；所谓“改进创新”，就是在模仿实践的基础上，根据自己的领会提出改进的方案或独立地提出新的设计方案，不断地实践与完善，直到达到理想的设计要求为止。 作为“三步学习实践法”的起点，就是通过阅读许多实际设计实例来借鉴别人的设计思想。而作为现代电子设计最新技术的综合体现的EDA技术，由于在我国进行教育和研究只有几年的历史，因此有关EDA技术综合应用的书籍和资料太少，即使有也是零星的、分散的，一些与实践有关的问题，往往是点到为止，可操作性比较差。因此，EDA技术的深化教育和EDA技术的广泛应用，亟需EDA技术的综合应用方面的图书。为了弥补EDA综合应用图书的空缺，为推进我国EDA技术的深化教育和EDA技术的广泛应用，作者竭尽所能写作了本书。 本书的写作目标就是通过对诸多案例的系统分析建模、程序设计实现和设计技巧进行分析，来全面提高读者的EDA技术的综合应用能力，因此在写作时自始至终注意贯彻以下原则：选题的广泛性，设计的全程性，软硬件的兼顾性，系统的层次性，应用的扩展性，资料的齐全性，实践的可操作性。 本书在写作时，为了增大信息量，减少重复内容，尽可能从不同的层面展示各种设计思路和方法，所以对于具体的设计实例来讲，并没有一味地去追求设计方法和方案达到最优。对每一个设计实例均给读者留有一定的思考和完善的余地，比如省略了一些常见模块及顶层模块的程序设计，部分模块的仿真或仿真分析，系统的硬件验证，系统外围电路的设计等。因此读者在使用本书的时候，请注意以下事项：①虽然各个应用实例相对独立，自成体系，但是注意学习的系统性，尽可能地多读一些章节，您的收获肯定不一样。②各个设计实例虽然均经过调试和仿真，但是作者只是提供一种设计方案和设计思路，读者在消化吸收的基础上，完全可以改进和创新，并且对同一模块的设计应尽可能提出多种实现方案，编写多种程序。⑧对每个设计实例的学习，可以采用“滚雪球”的方法不断完善。首先将给出的各个设计自己实际做一遍；接着补充系统缺省的常见模块及顶层模块的程序设计，对部分未仿真的模块进行仿真，对已仿真但未进行结果分析的仿真进行仿真分析，根据自己所拥有EDA实验开发系统及相关设备直接或适当改动后进行系统的硬件验证：再接着就是设计与制作系统工作的外围电路，并将外围电路接入系统进行联调，验证系统的工作情况；最后就是设计与制作系统：PCB板，并将“EDA综合系统”以及相关的外围电路组成一个整体。 历经近三年，本书终于出版，首先需要感谢的是西安电子科技大学出版社的领导和马晓娟编辑，是他们在两年以前就将该选题列入重点出版计划，并在我遇到困难时给予支持；其次，在本书的撰写过程中，株洲工学院院长、博士生导师张晓琪教授，中南大学信息科学与工程学院院长、博士生导师桂卫华教授，株洲工学院副院长张昌凡教授，副院长罗定提教授，教务处处长张风华教授，杭州康芯电子有限公司总经理、杭州电子Zql,学院潘松教授，都给予了大力的支持、关心和鼓励，在此一并表示衷心的感谢!最后，向参加该书部分程序初步调试工作的株洲工学院电气工程系99级学生刘展良、王新、肖毅、苏炜佳，2000级学生庄永军、刘哲、楚良玉、张红文、陈炯宇、李贤军等同学，表示真诚的谢意! 由于EDA技术是一门发展迅速的新技术，加上本书综合性强，所涉及的知识，除EDA技术外，还涉及许多相关的专业知识，书中难免存在疏漏、不妥甚至错误，敬请读者批评指正。