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第1章 Verilog HDL的基础知识1

1.1 概述1

1.1.1 Verilog HDL的发展历史1

前言1

1.1.2 Verilog HDL的主要功能2

1.1.3 Verilog HDL与VHDL的比较2

1.2 Verilog HDL的基本语言要素3

1.2.1 标识符3

1.2.4 系统任务和系统函数5

1.2.2 程序注释5

1.2.3 书写格式5

1.2.5 编译器伪指令7

1.3 Verilog HDL的数据类型8

1.3.1 线网类型8

1.3.2 未说明的线网9

1.3.3 向量和标量线网10

1.3.4 寄存器类型10

1.4.1 操作数11

1.4 Verilog HDL的表达式11

1.4.2 操作符13

1.5 Verilog HDL的基本结构16

1.5.1 模块16

1.5.2 时延17

1.5.3 数据流描述方式17

1.5.4 行为描述方式18

1.5.5 结构化描述方式19

1.5.6 混合设计描述方式19

2.1.1 基本门电路21

2.1.2 译码器21

第2章 基本逻辑电路设计实例21

2.1 基本组合逻辑电路设计21

2.1.3 编码器26

2.1.4 三态缓冲器29

2.1.5 多路复用器30

2.1.6 比较器33

2.1.7 加法器与减法器34

2.1.8 乘法器36

2.2.1 触发器37

2.2 基本时序逻辑电路设计37

2.2.2 分频器41

2.2.3 移位寄存器42

2.2.4 序列信号发生器44

2.3 存储器设计45

2.3.1 ROM45

2.3.2 SRAM47

2.3.3 FIFO49

3.1 需求分析51

第3章 基于Verilog HDL的数字控制系统设计51

3.2 总体设计52

3.2.1 系统任务分析52

3.2.2 设计方案描述53

3.2.3 总体框图设计53

3.3 器件选择55

3.3.1 可编程逻辑器件的选择56

3.4.1 逻辑算法设计61

3.4.2 硬件描述语言程序设计61

3.4 逻辑算法及程序实现61

3.3.2 外围器件的选择61

3.4.3 功能仿真64

3.4.4 时序仿真65

3.5 逻辑的物理实现65

3.6 系统整体调试65

第4章 数字频率计66

4.1 数字频率计功能描述66

4.2 数字频率计系统框图68

4.3 数字频率计的Verilog HDL程序设计70

4.3.1 计数模块counter71

4.3.2 门控模块gate_control74

4.3.3 分频模块fdiv77

4.3.4 寄存器模块flip_latch79

4.3.5 多路选择模块data_mux80

4.3.6 动态位选模块dispselect82

4.3.7 BCD译码模块dispdecoder83

4.3.8 顶层电路Top87

4.4 小结89

第5章 交通灯控制系统90

5.1 交通灯控制系统功能描述及系统框图90

5.1.1 系统功能描述90

5.1.2 交通灯控制系统框图91

5.2 交通灯控制系统的Verilog HDL程序设计92

5.2.1 主控制模块control92

5.2.2 55秒倒计时模块counter5594

5.2.3 5秒倒计时模块counter0597

5.2.4 倒计时时间选择驱动模块scan99

5.2.5 倒计时时间选择模块counterselect100

5.2.6 1kHz时钟信号模块fdiv1kHz101

5.2.7 1Hz计数时钟信号模块fdiv1hz102

5.2.8 倒计时时间数据多路选择模块datamux103

5.2.9 动态显示驱动模块dispselect105

5.2.10 显示数据多路选择模块dispmux106

5.2.11 显示数据译码模块dispdecoder107

5.2.12 顶层电路Top108

5.3 小结111

第6章 多功能数字钟112

6.1 多功能数字钟功能描述及系统框图112

6.1.1 多功能数字钟功能描述112

6.1.2 多功能数字钟系统框图113

6.2.1 主控制模块maincontrol114

6.2 多功能数字钟的Verilog HDL程序设计114

6.2.2 时间及其设置模块time_auto_and_set117

6.2.3 时间显示动态位选模块time_disp_select130

6.2.4 显示模块disp_data_mux132

6.2.5 秒表模块stopwatch137

6.2.6 日期显示与设置模块date138

6.2.7 闹钟模块alarmclock146

6.2.8 分频模块fdiv150

6.2.9 顶层电路Top152

6.3 小结155

第7章 步进电机位置系统156

7.1 步进电机位置系统功能描述及系统框图156

7.1.1 步进电机位置系统功能描述156

7.1.2 步进电机位置系统框图157

7.2 步进电机位置系统的Verilog HDL程序设计158

7.2.1 分频模块fdiv159

7.2.2 16位计数器模块counter_16_bits160

7.2.3 16种脉冲产生模块pulse_16161

7.2.4 每秒输出脉冲数寄存器模块second_pulse_latch164

7.2.5 脉冲叠加模块pulse_sum167

7.2.6 总脉冲输出控制模块sum_control170

7.2.7 顶层电路Top171

7.3 小结173

第8章 直流电动机控制系统174

8.1 直流电动机控制系统功能描述174

8.2 直流电动机控制系统框图175

8.3 直流电动机控制系统的Verilog HDL程序设计177

8.3.1 电流采样控制模块Current_adc_ctrl177

8.3.2 电流调节模块Current_Adjust184

8.3.3 速度检测模块Rate_Measure186

8.3.4 速度调节模块Rate_Adjust188

8.3.5 位置采样控制模块Position_adc_ctrl189

8.3.6 位置调节模块Position_Adjust192

8.3.7 主控制模块Main_Ctrl193

8.3.8 顶层电路Top197

8.4 小结201

第9章 实用电梯控制器202

9.1 实用电梯控制器功能描述202

9.2.1 主控制器203

9.2 实用电梯控制器系统框图203

9.2.2 从控制器206

9.3 实用电梯控制器的Verilog HDL程序设计207

9.3.1 主控制器Master_Control207

9.3.2 从控制器Slave_Control224

9.4 小结231

第10章 CCD芯片TCD132D的驱动控制232

10.1 CCD技术简介及CCD器件的选用232

10.1.1 CCD技术及其应用232

10.1.2 CCD器件的选用233

10.2 典型CCD集成芯片TCD132D简介241

10.3 CCD芯片TCD132D的驱动控制设计242

10.3.1 各种脉冲信号的产生方式242

10.3.2 CCD芯片TCD132D的驱动控制的Verilog HDL程序243

10.4 CCD芯片TCD132D的输出信号的噪声处理246

10.4.1 噪声及其统计特性246

10.4.2 噪声通过电路的响应248

10.4.3 滤波器的作用249

10.5 小结250

参考文献251