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第1章 概述1

1.1 数字逻辑电路的发展简史1

1.2 模拟与数字2

1.2.1 模拟信号和数字信号2

1.2.2 模拟电路和数字电路2

1.2.3 数字系统3

1.3 典型数字系统实例——8位模型计算机5

1.3.1 8位模型计算机系统功能5

1.3.2 8位模型计算机各功能部件简介5

本章小结6

习题7

第2章 数制和码制8

2.1 几种常用的数制8

2.1.1 数制8

2.1.2 常见的四种数制9

2.1.3 不同进制数的相互转换10

2.2 编码13

2.2.1 二-十进制码14

2.2.2 格雷码15

2.2.3 奇偶校验码16

2.3 原码、反码和补码16

2.3.1 原码17

2.3.2 反码17

2.3.3 补码17

本章小结18

习题19

第3章 逻辑代数基础20

3.1 逻辑代数中的基本运算20

3.1.1 三种基本运算21

3.1.2 复合运算22

3.2 逻辑代数的基本定律和常用公式26

3.2.1 逻辑代数的基本定律26

3.2.2 逻辑代数的常用公式26

3.3 逻辑函数27

3.3.1 逻辑函数的定义27

3.3.2 逻辑函数的约束条件28

3.4 逻辑函数的表示28

3.4.1 真值表28

3.4.2 逻辑代数式29

3.4.3 逻辑图表示34

3.4.4 卡诺图表示34

3.5 逻辑代数的三个规则37

3.6 逻辑函数的化简方法39

3.6.1 化简逻辑函数的意义39

3.6.2 公式化简法40

3.6.3 卡诺图化简法43

本章小结47

习题48

第4章 VHDL51

4.1 VHDL概述51

4.2 VHDL的基本结构52

4.2.1 VHDL程序的基本结构与程序设计举例52

4.2.2 实体53

4.2.3 结构体54

4.2.4 库、程序包及其他55

4.3 VHDL要素58

4.3.1 VHDL文字规则58

4.3.2 VHDL数据对象60

4.3.3 VHDL数据类型61

4.3.4 VHDL操作符64

4.4 VHDL基本语句66

4.4.1 VHDL顺序语句66

4.4.2 VHDL并行语句74

4.5 VHDL描述风格80

4.5.1 行为描述81

4.5.2 数据流描述82

4.5.3 结构描述83

本章小结85

习题85

第5章 逻辑门电路87

5.1 基本逻辑门电路87

5.1.1 二极管、晶体管和场效应管的开关特性87

5.1.2 二极管门电路88

5.1.3 晶体管非门电路89

5.2 TTL集成逻辑门电路90

5.2.1 TTL与非门的基本结构和工作原理90

5.2.2 TTL门电路的性能参数92

5.2.3 TTL非门、或非门和与或非门95

5.2.4 TTL集电极开路门和三态门96

5.2.5 TTL数字集成电路的各种系列100

5.2.6 TTL数字集成电路使用中的注意事项102

5.3 CMOS门电路102

5.3.1 CMOS反相器103

5.3.2 CMOS传输门103

5.3.3 漏极输出和三态输出的CMOS门电路104

5.3.4 CMOS数字集成电路的各种系列104

5.3.5 CMOS逻辑门使用中的注意事项105

5.4 TTL与CMOS电路接口原则105

5.4.1 TTL电路驱动CMOS电路106

5.4.2 CMOS电路驱动TTL电路106

5.5 其他类型逻辑门电路107

5.5.1 ECL门电路107

5.5.2 I2L门电路107

本章小结109

习题109

第6章 组合逻辑电路112

6.1 组合逻辑电路的特点及功能描述112

6.2 采用SSI的组合逻辑电路的分析与设计113

6.2.1 采用SSI的组合逻辑电路的分析113

6.2.2 采用SSI的组合逻辑电路的设计115

6.3 常用的MSI组合逻辑电路120

6.3.1 加法器120

6.3.2 译码器124

6.3.3 编码器133

6.3.4 数据分配器139

6.3.5 数据选择器141

6.3.6 数值比较器146

6.3.7 奇偶校验电路150

6.4 采用MSI的组合逻辑电路的分析与设计151

6.4.1 采用MSI的组合逻辑电路的设计151

6.4.2 采用MSI的组合逻辑电路的分析157

6.5 组合逻辑电路的竞争-冒险159

6.5.1 竞争-冒险产生的原因159

6.5.2 消除冒险现象的方法160

本章小结163

习题164

第7章 集成触发器167

7.1 基本RS触发器167

7.1.1 基本RS触发器电路组成和工作原理168

7.1. 2 基本RS触发器描述方法169

7.2 同步触发器171

7.2.1 同步RS触发器172

7.2.2 同步D触发器173

7.2.3 同步JK触发器174

7.2.4 同步T、T′触发器176

7.2.5 同步触发器的特点176

7.3 边沿触发器177

7.3.1 边沿JK触发器177

7.3.2 边沿D触发器182

7.4 触发器逻辑功能的转换185

本章小结189

习题189

第8章 时序逻辑电路193

8.1 时序逻辑电路的特点及功能描述194

8.2 时序逻辑电路分析195

8.3 寄存器199

8.3.1 寄存器200

8.3.2 移位寄存器201

8.3.3 移位寄存器的应用204

8.4 计数器210

8.4.1 同步计数器210

8.4.2 异步计数器220

8.4.3 任意进制计数器的构成方法224

8.5 序列信号发生器231

8.5.1 移存型序列信号发生器231

8.5.2 计数型序列信号发生器232

8.5.3 计数器和数据选择器组成的序列信号发生器233

8.6 时序逻辑电路的设计235

8.6.1 概述235

8.6.2 同步时序逻辑电路的设计237

本章小结248

习题249

第9章 脉冲产生与整形电路252

9.1 555定时器252

9.1.1 555定时器的电路结构252

9.1.2 555定时器的工作原理253

9.2 施密特触发器原理及应用254

9.2.1 用555定时器电路组成的施密特触发器255

9.2.2 集成施密特触发器256

9.2.3 施密特触发器的应用257

9.3 单稳态触发器原理及应用258

9.3.1 用555定时器构成单稳态触发器259

9.3.2 TTL集成单稳态触发器260

9.3.3 单稳态触发器的应用262

9.4 多谐振荡器原理及应用263

9.4.1 用555定时器构成多谐振荡器263

9.4.2 施密特触发器构成的多谐振荡器266

9.4.3 石英晶体多谐振荡器266

本章小结269

习题270

第10章 半导体存储器273

10.1 半导体存储器概述273

10.1.1 半导体存储器的特点与应用273

10.1.2 半导体存储器的主要技术指标274

10.2 顺序存储器274

10.2.1 先入先出的顺序存储器275

10.2.2 先入后出的顺序存储器275

10.3 随机存储器276

10.3.1 随机存储器概述276

10.3.2 静态随机存储器277

10.3.3 动态随机存储器277

10.3.4 RAM集成芯片6264简介278

10.4 只读存储器278

10.4.1 只读存储器概述278

10.4.2 固定（掩模）只读存储器279

10.4.3 可编程只读存储器280

10.4.4 可擦除可编程只读存储器282

10.4.5 电可擦除可编程只读存储器283

10.4.6 用ROM实现组合逻辑函数284

10.4.7 快闪存储器285

10.5 存储器容量的扩展286

10.5.1 位扩展286

10.5.2 字扩展286

10.5.3 字位同时扩展287

本章小结289

习题289

第11章 数模和模数转换器290

11.1 概述290

11.2 数模转换器291

11.2.1 数模转换的表示291

11.2.2 DAC的一般构成292

11.2.3 权电阻网络DAC293

11.2.4 DAC的主要参数295

11.3 集成DAC及其应用296

11.3.1 集成DAC在数字系统中的应用296

11.3.2 集成DAC的选型原则297

11.3.3 集成DAC应用实例298

11.4 模数转换器300

11.4.1 模数转换的步骤300

11.4.2 并联比较型ADC302

11.4.3 逐次逼近型ADC304

11.4.4 双积分型ADC304

11.4.5 ADC的主要参数304

11.5 集成ADC及其应用305

11.5.1 集成ADC在数字系统中的应用305

11.5.2 集成ADC的选型原则305

11.5.3 集成ADC应用实例306

本章小结308

习题308

第12章 可编程逻辑器件及其应用310

12.1 概述310

12.1.1 可编程逻辑器件综述310

12.1.2 可编程逻辑器件的发展历程311

12.1.3 可编程逻辑器件的分类311

12.2 简单PLD的可编程原理313

12.2.1 电路符号表示313

12.2.2 PROM、PLA、PAL及GAL313

12.3 CPLD与FPGA的基本结构315

12.3.1 CPLD结构315

12.3.2 FPGA结构317

12.3.3 CPLD和FPGA的比较318

12.3.4 主流CPLD/FPGA厂商及其代表产品319

12.3.5 工程项目中CPLD/FPGA芯片的选型原则320

12.4 CPLD/FPGA的开发流程321

12.4.1 设计输入方式322

12.4.2 常用硬件描述语言简介322

12.4.3 主流EDA软件概述323

12.5 Altera主流FPGA的应用开发设计325

12.5.1 FPGA最小系统325

12.5.2 SOPC-NiosⅡ-EP2C35实验教学开发平台简述325

12.5.3 基于SOPC-NiosⅡ-EP2C35实验教学开发平台的实例设计328

本章小结338

习题338

第13章 数字系统设计基础340

13.1 数字系统概述341

13.1.1 数字系统的优点341

13.1.2 数字系统的基本构成341

13.2 数字系统的设计方法343

13.2.1 传统的设计方法343

13.2.2 基于EDA的现代数字系统设计方法343

13.3 数字系统的设计步骤346

13.4 状态机的设计347

13.4.1 状态机的基本结构350

13.4.2 状态机的分类350

13.4.3 状态机的VHDL设计350

13.5 数字系统设计举例356

13.5.1 设计任务及方案构思356

13.5.2 顶层电路的设计357

13.5.3 次级模块电路的分析及VHDL实现357

13.5.4 控制器的VHDL设计369

本章小结373

习题373

参考文献375