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目录 1

第1章 逻辑代数和门电路 1

1.1 常用编码 1

1.1.1 带符号数的编码表示 1

1.1.2 字符编码 6

1.1.3 十进制数的编码表示 9

1.1.4 可靠性编码 10

1.2 逻辑代数的三种基本运算 13

1.2.1 逻辑与运算 13

1.2.2 逻辑或运算 14

1.2.3 逻辑非运算 15

1.3 逻辑代数的基本公式和规则 16

1.3.1 逻辑代数的基本公式 16

1.3.2 逻辑代数的三个重要运算规则 17

1.4 基本逻辑电路 19

1.4.1 基本门电路 19

1.4.2 复合门电路 20

1.4.3 正逻辑和负逻辑 23

1.5 逻辑表达式的变换 24

1.5.1 逻辑运算符的完备性 24

1.5.2 逻辑表达式的变换 24

1.6 逻辑函数的两种标准表达式 25

1.6.1 最小项和最小项表达式 26

1.6.2 最大项和最大项表达式 27

1.7 逻辑函数的化简 30

1.7.1 逻辑代数化简法 31

1.7.2 卡诺图化简法 32

1.7.3 包含无关项的逻辑函数的化简 39

1.8 集成逻辑门简介 40

1.8.1 数字集成逻辑门电路的分类 40

1.8.2 集成逻辑门电路的外部特性 41

1.8.3 多余输入端的处理 42

1.8.5 三态门 43

1.8.4 OC门和OD门 43

小结 45

习题1 45

第2章 组合逻辑电路 48

2.1 组合逻辑电路的特点与描述方法 48

2.1.1 组合逻辑电路的特点 48

2.1.2 组合逻辑电路的描述方法 48

2.2 组合逻辑电路的分析与设计 49

2.2.1 组合逻辑电路的分析 49

2.2.2 组合逻辑电路的设计 50

2.3.1 加法器 52

2.3 常用组合逻辑电路 52

2.3.2 译码器 56

2.3.3 编码器 61

2.3.4 数据选择器 63

2.3.5 数值比较器 66

2.4 组合逻辑电路的竞争与冒险 68

2.4.1 竞争与冒险的基本概念 68

2.4.2 消除冒险的基本方法 68

小结 69

习题2 69

3.1.1 时序逻辑电路的特点 71

第3章 时序逻辑电路 71

3.1 时序逻辑电路的特点与描述方法 71

3.1.2 时序逻辑电路的描述方法 72

3.2 触发器 72

3.2.1 触发器的基本特性 73

3.2.2 基本RS触发器 73

3.2.3 钟控D触发器 77

3.2.4 主从JK触发器 78

3.2.5 边沿触发器 80

3.2.6 T触发器和T′触发器 82

3.2.7 触发器逻辑功能的转换 83

3.2.8 集成触发器 84

3.3 同步时序逻辑电路的分析 85

3.3.1 同步时序逻辑电路的描述 85

3.3.2 同步时序逻辑电路的分析 86

3.4 寄存器 89

3.4.1 数码寄存器 89

3.4.2 锁存器 90

3.4.3 移位寄存器 91

3.4.4 移位寄存器的应用 92

3.5 计数器 97

3.5.1 同步计数器 97

3.5.2 异步计数器 98

3.5.3 集成计数器 99

3.5.4 任意进制计数器的构成 105

3.5.5 计数器的应用 110

3.6 同步时序逻辑电路的设计 111

3.6.1 设计步骤 111

3.6.2 原始状态表的建立 112

3.6.3 状态化简 114

3.6.4 状态编码 117

3.6.5 设计举例 117

小结 122

习题3 123

4.1 可编程逻辑器件概述 126

第4章 可编程逻辑器件 126

4.2 只读存储器ROM 127

4.2.1 ROM的分类 128

4.2.2 ROM的结构与工作原理 128

4.2.3 ROM存储器容量扩展 133

4.2.4 ROM的应用 135

4.3 通用阵列逻辑器件GAL 139

4.3.1 GAL的基本类型 139

4.3.2 GAL的结构与工作原理 140

4.3.3 GAL器件的开发设计 146

4.3.4 GAL的应用 147

4.4 现场可编程逻辑阵列FPLA 148

4.4.1 FPLA的结构特点 148

4.4.2 FPLA应用实例 149

小结 152

习题4 153

第5章 VHDL语言及其应用 154

5.1 硬件描述语言概述 154

5.1.1 硬件描述语言的产生与发展 154

5.1.2 VHDL语言的功能与特点 155

5.1.3 使用VHDL语言进行数字电路设计的流程 156

5.2.1 VHDL语言的程序结构 157

5.2 VHDL语言编程简介 157

5.2.2 VHDL语言的语法规则 163

5.2.3 VHDL语言的运算操作符 165

5.2.4 VHDL语言的主要描述语句 167

5.3 使用VHDL语言实现基本逻辑电路设计 173

5.3.1 常用基本逻辑门电路的VHDL描述 173

5.3.2 常用组合逻辑电路基本部件的VHDL描述 176

5.3.3 常用时序逻辑电路基本部件的VHDL描述 179

小结 181

习题5 181

6.1.1 ISP技术 183

6.1 ISP技术概述 183

第6章 在系统编程技术 183

6.1.2 ispLSI器件简介 184

6.1.3 ispLSI器件的功能与特点 185

6.2 在系统编程原理与方法 185

6.2.1 ispLSI器件的结构与原理 185

6.2.2 ISP技术编程方法 193

6.3 ISP器件的编程环境 195

6.3.1 ispDesignExpert开发系统简介 195

6.3.2 工程项目管理器 196

6.4 ISP器件的编程步骤 197

6.4.1 选择器件 197

6.3.3 ispDesignExpert开发系统的基本操作命令 197

6.4.2 设计输入 198

6.4.3 编译与优化 198

6.4.4 布局与布线 198

6.4.5 逻辑模拟 198

6.4.6 器件适配 198

6.4.7 器件编程 199

6.5 ISP器件编程方法 199

6.5.1 由原理图源文件进行ISP器件设计 199

6.5.2 由VHDL源文件进行ISP器件设计 200

6.5.3 由VHDL与电路原理图混合输入进行ISP器件设计 200

习题6 201

小结 201

第7章 模／数与数／模转换电路 203

7.1 ADC与DAC概述 203

7.2 DAC和ADC的技术指标 204

7.2.1 DAC的技术指标 204

7.2.2 ADC的技术指标 205

7.2.3 DAC和ADC的选用原则 206

7.3 DAC数模转换器 207

7.3.1 DAC的工作原理及其组成 207

7.3.2 权电阻网络DAC 208

7.3.3 R-2R倒T型电阻网络DAC 210

7.3.4 DAC芯片及其应用 211

7.4 ADC模数转换器 214

7.4.1 模数转换原理 214

7.4.2 并行比较式A/D转换器 216

7.4.3 逐次逼近式ADC转换器 218

7.4.4 双积分ADC 219

7.4.5 ADC芯片及其应用 222

小结 223

习题7 223

第8章 数字系统的分析与设计 225

8.1 数字系统概述 225

8.1.1 数字系统与逻辑部件 225

8.1.2 数字系统的构成 226

8.2 数字系统的设计 227

8.2.1 数字系统的设计方法 227

8.2.2 数字系统的设计流程 228

8.2.3 算法状态机图 229

8.3 数字系统设计实例 232

8.3.1 串行输入信息中“0”数检测器的设计 232

8.3.2 基于逻辑部件的十字路口交通灯控制系统设计 236

8.3.3 基于VHDL的十字路口交通灯控制系统设计 242

小结 249

习题8 249

主要参考文献 251