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绪论1

第1章　逻辑代数基础5

概述5

1．1　数制和码制5

1．1．1　数制5

1．1．2　几种常用数制之间的转换7

1．1．3　码制10

1．1．4　算术运算和逻辑运算15

1．2　逻辑代数基础17

1．2．1　基本逻辑运算17

1．2．2　逻辑代数的基本公式23

1．2．3　逻辑代数的基本定理26

1．2．4　逻辑函数的表示方法27

1．2．5　逻辑函数的公式法化简33

1．2．6　逻辑函数的卡诺图化简35

1．2．7　具有无关项的逻辑函数及其化简43

1．3　EDA技术基础44

1．3．1　VHDL语言基础44

1．3．2　Multisim 8．0软件简介50

小结52

思考题53

习题54

第2章　门电路56

概述56

2．1　逻辑门电路中的开关器件57

2．1．1　二极管及其开关特性57

2．1．2　三极管及其开关特性58

2．1．3　MOS管及其开关特性60

2．2　分立元件门电路63

2．2．1　二极管与门和或门63

2．2．2　三极管非门64

2．2．3　MOS管非门64

2．3　TTL门电路64

2．3．1　TTL反相器的电路结构和工作原理64

2．3．2　TTL反相器的外部特性67

2．3．3　TTL反相器的动态特性70

2．3．4　其他类型的TTL门电路74

2．3．5　TTL数字集成电路系列80

2．4　CMOS门电路84

2．4．1　CMOS反相器的电路结构和工作原理84

2．4．2　CMOS反相器的外部特性86

2．4．3　CMOS与非门和或非门88

2．4．4　CMOS三态门和漏极开路门90

2．4．5　CMOS传输门92

2．4．6　CMOS数字集成电路系列94

2．5　门电路的VHDL描述及其仿真96

2．5．1　门电路的VHDL描述96

2．5．2　门电路的仿真98

小结99

思考题99

习题100

第3章　组合逻辑电路106

概述106

3．1　组合逻辑电路的分析106

3．1．1　组合逻辑电路的特点106

3．1．2　组合逻辑电路的分析107

3．2　组合逻辑电路的设计109

3．3　组合逻辑电路中的竞争与冒险111

3．3．1　竞争与冒险的概念111

3．3．2　竞争与冒险的识别112

3．3．3　冒险现象的消除114

3．4　组合逻辑电路的VHDL描述及其仿真115

3．4．1　组合逻辑电路的VHDL描述115

3．4．2　组合逻辑电路的仿真116

小结117

思考题117

习题118

第4章　常用组合逻辑器件120

概述120

4．1　编码器和译码器121

4．1．1　编码器121

4．1．2　译码器125

4．1．3　显示译码器130

4．2　数据选择器和数据分配器132

4．2．1　数据选择器132

4．2．2　数据分配器134

4．3　加法器和数值比较器135

4．3．1　加法器135

4．3．2　数值比较器138

4．4　中规模集成电路实现组合逻辑函数140

小结144

思考题145

习题145

第5章　时序逻辑电路148

概述148

5．1　触发器150

5．1．1　基本触发器150

5．1．2　同步触发器152

5．1．3　边沿触发器154

5．1．4　触发器的逻辑功能及其描述方法157

5．2　时序逻辑电路状态的描述162

5．3　时序逻辑电路的分析方法166

5．3．1　时序逻辑电路的分析步骤166

5．3．2　时序逻辑电路的分析举例166

5．4　时序逻辑电路的设计方法170

5．4．1　时序逻辑电路的设计步骤170

5．4．2　时序逻辑电路的设计举例172

5．5　时序逻辑电路的竞争与冒险178

5．6　时序逻辑电路的VHDL描述及其仿真181

5．6．1　时序逻辑电路的VHDL描述181

5．6．2　时序逻辑电路的仿真184

小结185

思考题186

习题186

第6章　常用时序逻辑器件190

概述190

6．1　寄存器和移位寄存器191

6．1．1　寄存器191

6．1．2　移位寄存器195

6．2　计数器197

6．2．1　二进制计数器199

6．2．2　十进制计数器206

6．2．3　N进制计数器211

6．3　顺序脉冲发生器214

6．4　常用时序逻辑器件的应用217

小结221

思考题221

习题222

第7章　可编程逻辑器件225

概述225

7．1　可编程逻辑器件的发展226

7．2　可编程逻辑器件的结构和表示方法227

7．2．1　可编程逻辑器件的结构227

7．2．2　PLD电路的表示方法228

7．3　存储器230

7．3．1　ROM的组成原理230

7．3．2　ROM的分类232

7．3．3　ROM的应用232

7．4　可编程阵列逻辑（PAL）235

7．4．1　基本的PAL电路235

7．4．2　PAL的几种输出结构和反馈形式236

7．4．3　PAL的应用举例238

7．5　通用阵列逻辑（GAL）240

7．5．1　输出逻辑宏单元241

7．5．2　GAL器件的结构控制字241

7．5．3　输出逻辑宏单元（OLMC）的组态242

7．6　可擦除的可编程逻辑器件（EPLD）244

7．6．1　EPLD的基本结构和特点244

7．6．2　EPLD的与－或逻辑阵列244

7．6．3　EPLD的输出逻辑宏单元（OLMC）246

7．7　复杂可编程逻辑门阵列器件（CPLD）247

7．7．1　嵌入式阵列块（EAB）248

7．7．2　逻辑单元（LE）及逻辑阵列块（LAB）250

7．7．3　快速通道（FT）253

7．7．4　I／O单元（IOE）255

7．8　现场可编程逻辑门阵列（FPGA）257

7．8．1　FPGA的基本结构257

7．8．2　可编程逻辑块（CLB）258

7．8．3　可编程输入／输出块（IOB）259

7．8．4　可编程内部连线（PI）260

7．8．5　编程数据262

7．8．6　FPGA与CPLD的比较262

7．9　可编程逻辑器件开发流程263

小结265

思考题266

习题266

第8章　脉冲波形的产生和整形电路268

概述268

8．1　555定时器269

8．1．1　555定时器的电路结构269

8．1．2　555定时器的基本功能270

8．2　施密特触发器271

8．2．1　555定时器构成的施密特触发器271

8．2．2　集成施密特触发器273

8．2．3　施密特触发器的应用275

8．3　单稳态触发器276

8．3．1　555定时器构成的单稳态触发器277

8．3．2　集成单稳态触发器279

8．3．3　单稳态触发器的应用282

8．4　多谐振荡器282

8．4．1　555定时器构成的多谐振荡器283

8．4．2　石英晶体多谐振荡器285

8．4．3　多谐振荡器的应用286

小结287

思考题288

习题288

第9章　数－模和模－数转换器292

概述292

9．1　D／A转换器293

9．1．1　倒T形电阻网络D／A转换器293

9．1．2　权电流型D／A转换器294

9．1．3　双极性输出D／A转换器297

9．1．4　D／A转换器的主要技术指标299

9．2　A／D转换器302

9．2．1　A／D转换器的基本原理302

9．2．2　并联比较型A／D转换器302

9．2．3　反馈比较型A／D转换器305

9．2．4　双积分型A／D转换器307

9．2．5　A／D转换器的主要技术指标309

小结311

思考题311

习题312

第10章　数字系统设计基础316

概述316

10．1　数字系统设计方法316

10．1．1　传统的数字系统设计方法316

10．1．2　现代的数字系统设计方法319

10．2　数字系统设计实例321

10．2．1　十字路口交通灯控制器321

10．2．2　1／100秒计时控制器322

小结327

思考题327

习题328

附录A　数字系统设计的VHDL文件329

附录B　基本逻辑单元图形符号对照表337

附录C　常用数字系统名词中英文对照表339

习题答案342

参考文献371