基于VHDL语言的微机接口电路设计

第1章 基本概念

1.1 计算机接口技术的发展

1.1.1 PC的外设接口

1.1.2 PC的系统总线

1.1.3 PC的主板芯片组

1.2 集成电路技术的发展

1.2.1 硅基微电子技术的发展趋势

1.2.2 可编程逻辑器件的发展

1.2.3 CPLD和FPGA的结构

1.3 电子电路的设计与仿真

1.3.1 EDA工具软件

1.3.2 PLD的设计工具

1.3.3 层次化设计与VHDL的应用

1.4 PLD与微机接口电路的实验平台

1.4.1 FPGA的实验平台

1.4.2 基于PLD的微机接口实验平台

习题与思考题

第2章 VHDL语言与程序结构

2.1 硬件的描述

2.1.1 电路的结构与行为

2.1.2 信号及其延迟

2.2 VHDL语言特点与设计流程

2.2.1 VHDL语言的特点

2.2.2 VHDL的设计流程

2.3 VHDL程序基本结构

2.3.1 实体

2.3.2 结构体

2.3.3 配置

2.3.4 包集合

2.3.5 库

习题与思考题

第3章 VHDL语言基础

3.1 词法表示

3.1.1 数字表示法

3.1.2 字符与字符串表示法

3.1.3 位串表示法

3.1.4 命名规则及注释

3.2 标识符

3.2.1 短标识符

3.2.2 扩展标识符

3.3 运算操作符与表达式

3.3.1 逻辑运算符（Logical）

3.3.2 算术运算符（Arithmetic）

3.3.3 关系运算符（Relational）

3.3.4 并置运算符（Concatenation）

3.3.5 运算符的优先级

3.4 数据类型

3.4.1 标准数据类型

3.4.2 用户自定义的数据类型

3.5 数据对象

3.5.1 常量（Constant）

3.5.2 变量（Variable）

3.5.3 信号（Signal）

3.5.4 文件（Files）

3.6 基本语句

3.6.1 并行语句

3.6.2 顺序语句

3.7 VHDL设计举例

3.7.1 8位移位寄存器的设计

3.7.2 4位微处理器的设计

习题与思考题

第4章 接口电路设计（一）

4.1 I/O地址译码

4.1.1 微机总线的基础知识

4.1.2 I/O地址译码片选信号的产生

4.2 并行接口电路的设计

4.2.1 8255的功能和结构

4.2.2 8255的工作方式与设置

4.2.3 并行接口的VHDL设计方案

4.2.4 设计实例

4.3 串行接口电路的设计

4.3.1 串行通信的基本概念

4.3.2 8251的功能和结构

4.3.3 8251的工作方式与设置

4.3.4 设计实例

4.4 定时/计数器的设计

4.4.1 8253/8254的功能与结构

4.4.2 8253/8254的工作方式与设置

4.4.3 设计实例

习题与思考题

第5章 接口电路设计（二）

5.1 A/D与D/A接口电路

5.1.1 A/D接口电路

5.1.2 A/D接口设计实例

5.1.3 D/A接口电路

5.1.4 D/A接口设计实例

5.2 VGA显示接口电路

5.2.1 VGA显示的原理

5.2.2 VGA接口电路

5.2.3 设计实例

5.3 ATA/ATAPI接口电路

5.3.1 IDE硬盘与ATA协议

5.3.2 IDE接口的设计

5.3.3 CD-ROM与ATAPI协议

5.3.4 CD-ROM接口的设计

5.4 PS/2接口电路

5.4.1 PS/2接口的功能与通信协议

5.4.2 PS/2键盘接口的设计

5.4.3 PS/2鼠标接口的设计

习题与思考题

第6章 综合创新型接口实验的设计

6.1 USB接口电路

6.1.1 USB接口的特点与协议

6.1.2 USB接口芯片

6.1.3 USB接口电路与系统软件设计

6.2 网络接口电路

6.2.1 以太网接口简介

6.2.2 网络接口芯片

6.2.3 以太网接口电路的设计

6.3 综合接口实验的设计

6.3.1 综合实验的指导思想

6.3.2 综合实验方案的解析一

6.3.3 综合实验方案的解析二

习题与思考题

第7章 Quartus Ⅱ软件和TPC库函数的使用

7.1 Quartus Ⅱ 5.1 软件使用说明

7.1.1 建立Quartus Ⅱ工程文件

7.1.2 源程序的编写与编译

7.1.3 仿真与功能模拟

7.1.4 将目标代码装载到芯片中

7.1.5 图形编辑器的使用

7.1.6 时间分析器的使用

7.1.7 Quartus Ⅱ工程中的文件后缀说明

7.2 TPC接口卡库函数的使用

7.2.1 在Windows XP/2000下的编程

7.2.2 TPC接口卡的库函数使用

7.2.3 关于DMA方式的编程

7.2.4 TPC接口卡在Windows 98下的使用

7.2.5 Linux操作系统下的接口实验

7.3 Altera的Nios Ⅱ使用说明

7.3.1 基于Nios Ⅱ的硬件系统设计

7.3.2 基于Nios Ⅱ的软件系统设计与调试

附录A 第二套扫描码集

附录B 第三套扫描码集

附录C Windows中的Virtual-Key Codes

附录D PS/2键盘命令集

附录E PS/2鼠标命令集

附录F ASCII码表

附录G 常用DOS功能调用命令

参考文献

本书将微机接口电路的设计与学习硬件描述语言紧密地结合，通过具体的设计实例来指导学习VHDL语言和掌握微机接口电路的设计方法。全书内容分为7章：第1章概述了接口电路的基本知识与可编程器件的应用；第2、3两章介绍了VHDL语言的程序结构、数据类型、基本语句等内容；第4、5两章详细讲述用VHDL语言描述常用的经典微机接口电路的设计实例；第6章介绍了综合多个接口的创新型实验的设计方法；第7章以Altera公司的 QuartusⅡ为例详细地介绍了软件设计工具的使用，以及基于软核处理器NiosⅡ的硬/软件系统设计流程和调试方法，为初学者选用更高版本的或者其他公司的EDA软件以及进行系统开发起到了示范作用。最后，本书的附录是实验中参考的一些技术资料。本书可以作为电子信息、计算机、自动化等相关专业的大学生、研究生的课程教材，以及作为各类电子技术人员的学习参考书使用。