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第1章 数制与编码1

1.1概述1

1.1.1模拟电子技术和数字电子技术1

1.1.2脉冲信号和数字信号1

1.1.3数字电路的特点2

1.2数制及其转换2

1.2.1数制2

1.2.2数制之间的转换4

1.3编码6

1.3.1二-十进制编码6

1.3.2字符编码7

1.4数字系统的EDA设计流程8

1.4.1设计准备8

1.4.2设计输入8

1.4.3设计处理9

1.4.4设计校验10

1.4.5器件编程10

1.4.6器件测试和设计验证10

本章小结10

思考题11

第2章 逻辑代数和硬件描述语言基础12

2.1逻辑代数基本概念12

2.1.1逻辑常量和逻辑变量12

2.1.2基本逻辑和复合逻辑12

2.1.3逻辑函数的表示方法16

2.1.4逻辑函数的相等18

2.2逻辑代数的运算法则19

2.2.1逻辑代数的基本公式19

2.2.2逻辑代数的基本定理20

2.2.3逻辑代数的常用公式21

2.2.4异或运算公式22

2.3逻辑函数的表达式22

2.3.1逻辑函数常用表达式22

2.3.2逻辑函数的标准表达式23

2.4逻辑函数的简化法25

2.4.1逻辑函数简化的意义26

2.4.2逻辑函数的公式简化法26

2.4.3逻辑函数的卡诺图简化法27

2.5 Verilog HDL基础32

2.5.1 Verilog HDL设计模块的基本结构32

2.5.2 Verilog HDL的词法33

2.5.3 Verilog HDL的语句39

2.5.4不同抽象级别的Verilog HDL模型45

本章小结46

思考题46

第3章 门电路48

3.1概述48

3.2晶体二极管和三极管的开关特性49

3.2.1晶体二极管的开关特性49

3.2.2晶体三极管的开关特性53

3.3分立元件门58

3.3.1二极管与门58

3.3.2二极管或门59

3.3.3三极管非门60

3.3.4复合逻辑门61

3.3.5正逻辑和负逻辑62

3.4 TTL集成门63

3.4.1 TTL集成与非门63

3.4.2 TTL与非门的外部特性65

3.4.3 TTL与非门的主要参数69

3.4.4 TTL与非门的改进电路70

3.4.5 TTL其他类型的集成电路72

3.4.6 TTL集成电路多余输入端的处理74

3.4.7 TTL电路的系列产品75

3.5其他类型的双极型集成电路75

3.5.1 ECL电路75

3.5.2 121电路76

3.6 MO S集成门76

3.6.1 MO S管76

3.6.2 MO S反相器78

3.6.3 MO S门80

3.6.4 CMO S门的外部特性83

3.7基于Verilog HDL的门电路设计85

3.7.1用assign语句建模方法实现门电路的描述85

3.7.2用门级元件例化建模方式来描述门电路86

本章小结87

思考题88

第4章 组合逻辑电路93

4.1概述93

4.1.1组合逻辑电路的结构和特点93

4.1.2组合逻辑电路的分析方法93

4.1.3组合逻辑电路的设计方法94

4.2若干常用的组合逻辑电路99

4.2.1算术运算电路99

4.2.2编码器101

4.2.3译码器104

4.2.4数据选择器108

4.2.5数值比较器110

4.2.6奇偶校验器112

4.3组合逻辑电路设计114

4.3.1采用中规模集成部件实现组合逻辑电路114

4.3.2基于Verilog HDL的组合逻辑电路的设计119

4.4组合逻辑电路的竞争-冒险现象130

本章小结131

思考题132

第5章 触发器136

5.1概述136

5.2基本RS触发器137

5.2.1由与非门构成的基本RS触发器137

5.2.2由或非门构成的基本RS触发器139

5.3钟控触发器140

5.3.1钟控RS触发器140

5.3.2钟控D型触发器142

5.3.3钟控JK触发器143

5.3.4钟控T型触发器145

5.3.5钟控T′触发器145

5.4集成触发器146

5.4.1主从结构JK触发器146

5.4.2边沿JK触发器148

5.4.3维持-阻寨结构集成触发器149

5.5触发器之间的转换150

5.5.1用JK触发器实现其他类型触发器150

5.5.2用D触发器实现其他类型触发器151

5.6基于Verilog HDL的触发器设计152

5.6.1基本RS触发器的设计152

5.6.2 D锁存器的设计154

5.6.3 D触发器的设计154

5.6.4 JK触发器的设计155

本章小结156

思考题157

第6章 时序逻辑电路160

6.1概述160

6.1.1时序逻辑电路的结构和特点160

6.1.2时序逻辑电路功能的描述方法160

6.1.3时序逻辑电路的分析方法161

6.1.4同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路163

6.2寄存器和移位寄存器163

6.2.1寄存器163

6.2.2移位寄存器164

6.2.3集成移位寄存器165

6.3计数器167

6.3.1同步计数器的分析167

6.3.2异步计数器的分析171

6.3.3集成计数器175

6.4时序逻辑电路的设计179

6.4.1同步计数器的设计179

6.4.2异步计数器的设计183

6.4.3移存型计数器的设计186

6.4.4一般同步时序逻辑电路的设计190

6.5基于 Verilog HDL的时序逻辑电路的设计191

6.5.1数码寄存器的设计191

6.5.2移位寄存器的设计193

6.5.3计数器的设计194

6.5.4顺序脉冲发生器的设计197

6.5.5序列信号发生器的设计198

6.5.6序列信号检测器的设计200

本章小结201

思考题202

第7章 脉冲单元电路206

7.1概述206

7.1.1脉冲单元电路的分类、结构和波形参数206

7.1.2脉冲波形参数的分析方法207

7.1.3 555定时器208

7.2施密特触发器209

7.2.1用555定时器构成施密特触发器209

7.2.2集成施密特触发器212

7.3单稳态触发器213

7.3.1用555定时器构成单稳态触发器213

7.3.2集成单稳态触发器214

7.4多谐震荡器217

7.4.1用555定时器构成多谐震荡器217

7.4.2用门电路构成多谐震荡器219

7.4.3石英晶体震荡器220

7.4.4用施密特电路构成多谐震荡器221

本章小结222

思考题222

第8章 数/模和模/数转换224

8.1概述224

8.2数/模（D/A）转换225

8.2.1 D/A转换器的结构225

8.2.2 D/A转换器的主要技术指标229

8.2.3集成D/A转换器230

8.3模/数（A/D）转换232

8.3.1 A/D转换器的基本原理232

8.3.2 A/D转换器的类型234

8.3.3 A/D转换器的主要技术指标239

8.3.4集成A/D转换器240

本章小结241

思考题242

第9章 半导体存储器243

9.1概述243

9.1.1半导体存储器的结构243

9.1.2半导体存储器的分类244

9.2随机存储器245

9.2.1静态随机存储器（SRAM）245

9.2.2动态随机存储器（DRAM）246

9.2.3随机存储器的典型芯片247

9.2.4随机存储器的扩展248

9.3只读存储器250

9.3.1固定ROM250

9.3.2可编程只读存储器251

9.3.3可擦除可编程只读存储器251

9.3.4 ROM的应用252

9.3.5可编程逻辑阵列PLA254

9.4基于Verilog HDL的存储器设计255

9.4.1 RAM设计255

9.4.2 ROM的设计257

本章小结258

思考题259

第10章 可编程逻辑器件260

10.1 PLD的基本原理260

10.1.1 PLD的分类260

10.1.2阵列型PLD263

10.1.3现场可编程门阵列FPGA266

10.1.4基于查找表（LUT）的结构268

10.2 PLD的设计技术271

10.2.1 PLD的设计方法271

10.2.2 PLD的设计流程272

10.2.3在系统可编程技术272

10.2.4边界扫描技术275

10.3 PLD的编程与配置276

10.3.1 CPLD的ISP方式编程276

10.3.2使用PC的并口配置FPGA278

本章小结279

思考题279

附录 国产半导体集成电路型号命名法280

主要参考文献282