本书是根据高等职业教育本科电子与信息大类相关专业的培养目标，同时兼顾FPGA工程师岗位技术需求，按项目化课程改革要求编写而成的理论实践一体化的学习用书。本书采用项目化编写模式，设计了10个项目，既包含了典型的数字系统开发案例，又引入了企业的工程实践案例，由简到难、由单一到综合，逐层进阶，符合学生的认知特点，同时与高等职业教育本科高端技能人才的培养目标相契合。

本书主要使用产业界通用平台（Quartus Prime）和Cyclone IV E系列开发板（EP4CE6F17C8、EP4CE6E22C8），同时采用国产自主研发平台（紫光PDS）和logos系列开发板（盘古PGL50H），将部分项目通过视频形式呈现，形成了国内外双平台的模式，充分满足教学、竞赛、创新应用和项目开发等多方面的需求，具有进阶融合、场景多元、自主拓展、易学利教等特色。

本书实用性和创新性较强，可作为高等职业院校电子与信息大类专业FPGA技术开发课程设计、毕业设计和创新竞赛等教学用书，也可作为从事数字系统设计的工程技术人员的参考书。

为方便教学，本书配有电子课件、案例源代码等资源，凡选用本书作为授课教材的教师，均可登录机械工业出版社教育服务网（www.cmpedu.com）免费下载。联系电话：010-88379375。

前言

项目1　报警电路设计  1

学习目标  1

应用场景  1

项目描述  1

项目实施  2

1.1 　本项目使用的软件资源  2

1.2 　技术分析  2

1.3 　设计框架  3

1.4 　技术设计  3

问题探究  11

学习反思  12

巩固练习  13

*挑战进阶  13

项目2　表决器电路设计  14

学习目标  14

应用场景  14

项目描述  14

项目实施  14

2.1 　本项目使用的软件资源  14

2.2 　技术分析  15

2.3 　设计框架  15

2.4 　技术设计  15

问题探究  19

学习反思  20

巩固练习  20

*挑战进阶  21

项目3　心率检测电路设计  22

学习目标  22

应用场景  22

项目描述  22

项目实施  23

3.1 　本项目使用的软件资源  23

3.2 　技术分析  23

3.3 　设计框架  23

3.4 　技术设计  24

问题探究  31

学习反思  31

巩固练习  32

*挑战进阶  32

项目4　跑马灯电路设计  33

学习目标  33

应用场景  33

项目描述  33

项目实施  34

4.1 　本项目使用的软、硬件资源  34

4.2 　技术分析  35

4.3 　设计框架  35

4.4 　技术设计  36

问题探究  45

学习反思  46

巩固练习  46

*挑战进阶  47

项目5　秒表电路设计  48

学习目标  48

应用场景  48

项目描述  48

项目实施  49

5.1 　本项目使用的软、硬件资源  49

5.2 　数码管动态显示原理  50

5.3 　技术分析  51

5.4 　设计框架  51

5.5 　技术设计  52

问题探究  61

学习反思  62

巩固练习  63

*挑战进阶  63

项目6　数字钟电路设计  64

学习目标  64

应用场景  64

项目描述  64

项目实施  65

6.1 　本项目使用的软、硬件资源  65

6.2 　技术分析  66

6.3 　设计框架  67

6.4 　技术设计  68

问题探究  79

学习反思  80

巩固练习  80

*挑战进阶  81

项目7　交通控制器设计  82

学习目标  82

应用场景  82

项目描述  82

项目实施  83

7.1 　本项目使用的软、硬件资源  83

7.2 　技术分析  84

7.3 　设计框架  85

7.4 　技术设计  85

问题探究  101

学习反思  104

巩固练习  104

*挑战进阶  105

项目8　UART通信系统设计  106

学习目标  106

应用场景  106

项目描述  106

项目实施  107

8.1 　本项目使用的硬件资源  107

8.2 　技术分析  107

8.3 　设计框架  108

8.4 　技术设计  108

问题探究  121

学习反思  122

巩固练习  123

*挑战进阶  123

项目9　多功能数字音频功放电路

设计  124

学习目标  124

应用场景  124

项目描述  124

项目实施  125

9.1 　本项目使用的软、硬件资源  125

9.2 　技术分析  125

9.3 　设计框架  126

9.4 　技术设计  126

问题探究  153

学习反思  154

巩固练习  154

*挑战进阶  155

*项目10　基于图像处理的实时边缘特征提取  156

学习目标  156

应用场景  156

项目描述  157

项目实施  157

10.1 　本项目使用的软、硬件资源  157

10.2 　技术分析  160

10.3 　设计框架  160

10.4 　技术设计  161

问题探究  180

学习反思  182

巩固练习  183

*挑战进阶  183

附录  184

附录A 　Verilog HDL基本要素及语法

规则  184

附录B 　Quartus Prime开发流程  215

附录C 　Intel EP4CE6开发板资源  228

参考文献  236