可编程逻辑器件及应用
可编程逻辑器件及应用
5000+ 人选课
更新日期:2026/04/03
开课平台智慧树
开课高校温州大学
开课教师陈博庄友谊李刚施一剑
学科专业工学电子信息类
开课时间2026/01/21 - 2026/07/20
课程周期26 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介
《可编程逻辑器件及应用》是电子信息科学与技术、电子信息工程专业核心选修课程,主要从数字系统设计和电子设计自动化的角度出发,以Verilog HDL的语法和应用为主线,讲授如何利用硬件逻辑电路实现复杂数字系统的方法。 课程的主要内容包括可编程逻辑器件的原理、Verilog数字设计基础、模块化设计和验证、数字系统设计实践等几个部分。 通过学习本课程,学生可以明确数字系统设计和可编程逻辑器件方面的基本概念、基本知识和基本技能,学会电子设计自动化的工具使用,掌握硬件描述语言的阅读和编程;理解自顶向下的设计思想和自底向上的设计实现,掌握各种数字电路模块的描述和仿真;通过大量的实践,学会以工程应用的角度设计数字电路和数字系统。通过系统学习《可编程逻辑器件及应用》课程,能够让学生成为具有创新创业能力的工程科技人才,并为进入下一阶段的专业学习奠定深厚的理论基础。
课程大纲

在线教程

章节简介教学计划
绪论
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可编程逻辑器件概述
陈博
Verilog HDL简介
陈博
组合和时序电路简要回顾
庄友谊
Verilog语法的基本概念
Verilog模块的基本概念
陈博
Verilog用于模块的测试
陈博
模块结构和数据类型
模块的结构
陈博
数据类型及其常量和变量
陈博
学习资料
运算符和赋值语句
运算符
陈博
条件语句和循环语句
条件语句——if-else
陈博
多路分支语句——case
陈博
结构语句和系统任务
结构说明语句
陈博
QuartusⅡ软件环境的使用
QuartusⅡ软件环境的简单使用
陈博
常见组合逻辑电路的描述和验证
加法器
陈博
乘法器
陈博
常见时序逻辑电路的描述和验证
时序逻辑电路的描述要点
陈博
常见的触发器
陈博
学习资料
计数器
李刚
分频器
李刚
同步状态机的原理和设计
状态机的结构
陈博
可综合状态机描述的典型方法
陈博
独热码和状态定制编码表示状态的状态机
陈博
代码的综合
综合的一般原则
陈博
数字系统设计实践
交通灯管理器设计
陈博
可编程逻辑器件
可编程逻辑器件概述
陈博
简单可编程逻辑器件的结构
陈博
  • 第一章绪论

    ⑴了解电子器件的发展和设计方法的变化; ⑵了解可编程逻辑器件的概念; ⑶了解Verilog HDL不同层次的抽象级别; ⑷掌握组合和时序电路的分析和设计方法。

  • 1.1可编程逻辑器件概述

    本节主要介绍电子器件的发展、设计方法的变化、EDA设计方式,以及可编程逻辑器件的概念和典型应用。

  • 1.2Verilog HDL简介

    本节主要介绍Verilog HDL的作用,不同层次的抽象级别和设计方法。

  • 1.3组合和时序电路简要回顾

    本节主要回顾数字电路的真值表、卡诺图、表达式、状态转换图等概念,掌握组合和时序电路的分析和设计步骤。

  • 第二章Verilog语法的基本概念

    ⑴了解模块的基本概念; ⑵掌握描述模的三种方式; ⑶了解测试平台的基本概念; ⑷掌握测试平台的编程和信号的初始化。

  • 2.1Verilog模块的基本概念

    本节主要介绍模块的基本概念,学习Verilog HDL描述模块的三种方式以及它们的特点。

  • 2.2Verilog用于模块的测试

    本节介绍测试平台的基本概念,了解测试平台的基本特点,学会编写测试平台对模块进行测试。

  • 第三章模块结构和数据类型

    ⑴了解模块的基本构成; ⑵掌握模块调用的两种方式; ⑶深入理解三种描述方式的使用; ⑷掌握Verilog HDL的基本词法; ⑸掌握数字的表示; ⑹掌握不同类型的变量声明和使用。

  • 3.1模块的结构

    本节介绍模块的基本构成,学习使用结构化描述调用子模块的方法,深入理解三种描述方式的执行机制。

  • 3.2数据类型及其常量和变量

    本节介绍Verilog HDL的基本词法,学习Verilog HDL中数字的表示方式,掌握参数型、线网型和寄存器类型变量的声明和使用。

  • 第四章运算符和赋值语句

    ⑴掌握Verilog HDL中各种运算符的功能和使用; ⑵掌握Verilog HDL中块语句的使用和区别; ⑶了解阻塞赋值和非阻塞赋值的区别。

  • 4.1运算符

    本节介绍Verilog HDL中使用的运算符,包括算术运算符、位运算符、逻辑运算符、关系运算符、移位运算符、拼接运算符、条件运算符的功能和特点。

  • 第五章条件语句和循环语句

    ⑴了解条件语句if-else的功能和特点; ⑵了解多路分支语句case的功能和特点; ⑶了解各种循环语句的功能和特点; ⑷学习使用条件结构和循环结构描述具体的电路应用。

  • 5.1条件语句——if-else

    本节介绍条件语句if-else的格式和功能,理解条件语句执行的机制以及对电路的作用。

  • 5.2多路分支语句——case

    本节介绍多路分支语句case的格式和功能,以及case语句的扩展casex和casez的使用,理解多路分支语句执行的机制以及对电路的作用。

  • 第六章结构语句和系统任务

    ⑴了解initial语句和always语句的区别; ⑵掌握initial语句和always语句的使用; ⑶了解任务task和函数function结构的格式和使用; ⑷了解常用的系统任务和系统函数的功能。

  • 6.1结构说明语句

    本节主要介绍initial和always结构语句的格式和功能,理解两类结构语句的执行机制;进而学习initial语句在测试平台中的使用以及always语句描述组合逻辑电路和时序逻辑电路的方法。

  • 第七章QuartusⅡ软件环境的使用

    ⑴了解基于EDA软件的数字系统设计流程; ⑵掌握Quartus软件的使用; ⑶了解ModelSim仿真软件的使用流程; ⑷掌握ModelSim仿真软件的波形仿真,验证电路的功能。

  • 7.1QuartusⅡ软件环境的简单使用

    本节主要介绍Quartus软件环境使用的流程,包括原理图输入、HDL输入、编译、综合、功能仿真、管脚配置、下载等步骤。

  • 第八章常见组合逻辑电路的描述和验证

    ⑴了解并行电路和串行电路的优点和缺点; ⑵掌握常见的组合逻辑电路的描述和验证; ⑶掌握利用Verilog HDL的三种描述方式描述各种组合逻辑电路; ⑷学会组合逻辑电路描述的要点。

  • 8.1加法器

    本节主要介绍一位半加器和全加器的描述,以及串行加法器、并行加法器、超前进位加法器的描述和验证。

  • 8.2乘法器

    本节主要介绍并行乘法器、移位相加乘法器的描述和验证。

  • 第九章常见时序逻辑电路的描述和验证

    ⑴掌握时序逻辑电路描述的要点; ⑵掌握常见时序逻辑电路的描述和验证; ⑶掌握计数器的技术、分频和定时功能的描述; ⑷了解查找表的原理和使用; ⑸了解利用流水线提高电路速度的设计方法。

  • 9.1时序逻辑电路的描述要点

    本节在对比组合逻辑电路设计的基础上,介绍时序逻辑电路的描述要点,学会同步复位和异步复位的使用。

  • 9.2常见的触发器

    本节主要介绍常见触发器的描述和验证,包括电平触发和边沿触发的D触发器、JK触发器。

  • 9.3计数器

    本节主要介绍计数器的描述和验证,包括二进制计数器和多位十进制计数器的描述。

  • 9.4分频器

    本节主要介绍利用计数器进行分频,包括2n分频和任意模分频,进一步学习不同占空比的分频方式。

  • 第十章同步状态机的原理和设计

    ⑴了解同步状态机的原理和结构; ⑵掌握不同的编码方式的状态机编程; ⑶掌握不同always语句块的状态机编程; ⑷学习利用状态机设计较为复杂的时序逻辑电路。

  • 10.1状态机的结构

    本节主要介绍状态机的概念、状态机的结构,以及Mealy类型和Moore类型状态机的区别。

  • 10.2可综合状态机描述的典型方法

    本节主要介绍可综合状态机描述的典型方法,采用自然码编码,one-always风格进行状态机编程。

  • 10.3独热码和状态定制编码表示状态的状态机

    本节主要介绍采用独热码和状态定制编码,one-always风格进行状态机编程,分析不同编码方式的优劣。

  • 第十一章代码的综合

    ⑴了解综合的一般原则; ⑵了解典型的Verilog HDL代码的综合; ⑶掌握不同的代码综合产生的典型电路; ⑷学会设计可综合代码的典型技巧。

  • 11.1综合的一般原则

    本节主要介绍综合的概念,综合工具的作用,以及综合的一般原则。

  • 第十二章数字系统设计实践

    ⑴掌握复杂数字系统设计的步骤; ⑵了解几种不同的数字系统设计的原理和方法; ⑶掌握自顶向下的设计思想和自底向上的设计实现;

  • 12.1交通灯管理器设计

    本节在给出交通灯管理器的设计要求的前提下,采用自顶向下的设计思想进行模块的划分,然后采用自底向上的设计实现完成子模块编程,最后在顶层模块中调用子模块实现电路的功能。

  • 第十三章可编程逻辑器件

    ⑴了解可编程逻辑器件的发展历史; ⑵了解简单可编程逻辑器件的结构和原理; ⑶了解复杂可编程逻辑器件的结构和原理; ⑷了解现场可编程门阵列的结构和原理;

  • 13.1可编程逻辑器件概述

    本节主要介绍可编程逻辑器件的发展历史,以及可编程逻辑器件的各种分类方式。

  • 13.2简单可编程逻辑器件的结构

    本节主要介绍简单可编程逻辑器件的结构,可编程逻辑器件电路的表示方法,以及PROM的基本原理。

  • 开始学习
  • 第一章  作业测试
    第一章 绪论

    1.1 可编程逻辑器件概述

    1.2 Verilog HDL简介

    1.3 组合和时序电路简要回顾

    视频数3
  • 第二章  作业测试
    第二章 Verilog语法的基本概念

    2.1 Verilog模块的基本概念

    2.2 Verilog用于模块的测试

    视频数2
  • 第三章  作业测试
    第三章 模块结构和数据类型

    3.1 模块的结构

    3.2 数据类型及其常量和变量

    视频数2
  • 第四章  作业测试
    第四章 运算符和赋值语句

    4.1 运算符

    视频数1
  • 第五章  作业测试
    第五章 条件语句和循环语句

    5.1 条件语句——if-else

    5.2 多路分支语句——case

    视频数2
  • 第六章  作业测试
    第六章 结构语句和系统任务

    6.1 结构说明语句

    视频数1
  • 第七章  作业测试
    第七章 QuartusⅡ软件环境的使用

    7.1 QuartusⅡ软件环境的简单使用

    视频数1
  • 第八章  作业测试
    第八章 常见组合逻辑电路的描述和验证

    8.1 加法器

    8.2 乘法器

    视频数2
  • 第九章  作业测试
    第九章 常见时序逻辑电路的描述和验证

    9.1 时序逻辑电路的描述要点

    9.2 常见的触发器

    9.3 计数器

    9.4 分频器

    视频数4
  • 第十章  作业测试
    第十章 同步状态机的原理和设计

    10.1 状态机的结构

    10.2 可综合状态机描述的典型方法

    10.3 独热码和状态定制编码表示状态的状态机

    视频数3
  • 第十一章  作业测试
    第十一章 代码的综合

    11.1 综合的一般原则

    视频数1
  • 第十二章  作业测试
    第十二章 数字系统设计实践

    12.1 交通灯管理器设计

    视频数1
  • 第十三章  作业测试
    第十三章 可编程逻辑器件

    13.1 可编程逻辑器件概述

    13.2 简单可编程逻辑器件的结构

    视频数2
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