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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 13

2.2.2 格雷码 15

2.2.3 奇偶校验码 15

2.3 原码、补码和反码 16

2.3.1 原码 16

2.3.2 反码 17

2.3.3 补码 17

本章小结 18

习题 18

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 20

3.1.2 复合运算 22

3.2 逻辑代数的基本定律和常用公式 25

3.2.1 逻辑代数的基本定律 25

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 27

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 28

3.4.3 逻辑图表示 33

3.4.4 卡诺图表示 33

3.5 逻辑代数的三个规则 37

3.6 逻辑函数的化简方法 38

3.6.1 化简逻辑函数的意义 38

3.6.2 公式化简法 39

3.6.3 卡诺图化简法 42

本章小结 46

习题 46

第4章 VHDL 49

4.1 VHDL概述 49

4.2 VHDL的基本结构 50

4.2.1 VHDL程序的基本结构与程序设计举例 50

4.2.2 实体 51

4.2.3 结构体 52

4.2.4 库、程序包及其他 53

4.3 VHDL要素 56

4.3.1 VHDL文字规则 56

4.3.2 VHDL数据对象 57

4.3.3 VHDL数据类型 59

4.3.4 VHDL操作符 62

4.4 VHDL基本语句 64

4.4.1 VHDL顺序语句 64

4.4.2 VHDL并行语句 70

4.5 VHDL描述风格 75

4.5.1 行为描述 76

4.5.2 数据流描述 77

4.5.3 结构描述 78

本章小结 80

习题 80

第5章 逻辑门电路 82

5.1 基本逻辑门电路 82

5.1.1 二极管、晶体管和场效应管的开关特性 82

5.1.2 二极管门电路 83

5.1.3 晶体管非门电路 84

5.2 TTL集成逻辑门电路 84

5.2.1 TTL与非门的基本结构和工作原理 85

5.2.2 TTL门电路的性能参数 87

5.2.3 TTL非门、或非门和与或非门 89

5.2.4 TTL集电极开路门和三态门 90

5.2.5 TTL数字集成电路的各种系列 94

5.2.6 TTL数字集成电路使用中的注意事项 96

5.3 CMOS门电路 96

5.3.1 CMOS反相器 97

5.3.2 CMOS传输门 97

5.3.3 漏极输出和三态输出的CMOS门电路 98

5.3.4 CMOS数字集成电路的各种系列 98

5.3.5 CMOS逻辑门使用中的注意事项 99

5.4 TTL与CMOS电路接口原则 99

5.4.1 TTL电路驱动CMOS电路 100

5.4.2 CMOS电路驱动TTL电路 100

5.5 其他类型逻辑门电路 101

5.5.1 ECL门电路 101

5.5.2 I2L门电路 101

本章小结 103

习题 103

第6章 组合逻辑电路 106

6.1 组合逻辑电路的特点及功能描述 106

6.2 采用SSI的组合逻辑电路的分析与设计 107

6.2.1 采用SSI的组合逻辑电路的分析 107

6.2.2 采用SSI的组合逻辑电路的设计 109

6.3 常用的MSI组合逻辑电路 113

6.3.1 加法器 113

6.3.2 译码器 118

6.3.3 编码器 126

6.3.4 数据分配器 132

6.3.5 数据选择器 133

6.3.6 数值比较器 138

6.3.7 奇偶校验电路 141

6.4 采用MSI的组合逻辑电路的分析与设计 143

6.4.1 采用MSI的组合逻辑电路的设计 143

6.4.2 采用MSI的组合逻辑电路的分析 148

6.5 组合逻辑电路的竞争-冒险 150

6.5.1 竞争-冒险产生的原因 150

6.5.2 消除冒险现象的方法 151

本章小结 154

习题 155

第7章 集成触发器 158

7.1 基本RS触发器 158

7.1.1 基本RS触发器电路组成和工作原理 159

7.1.2 基本RS触发器描述方法 160

7.2 同步触发器 162

7.2.1 同步RS触发器 162

7.2.2 同步D触发器 163

7.2.3 同步JK触发器 165

7.2.4 同步T、T′触发器 167

7.2.5 同步触发器的特点 167

7.3 边沿触发器 168

7.3.1 边沿JK触发器 168

7.3.2 边沿D触发器 172

7.4 触发器逻辑功能的转换 176

本章小结 179

习题 180

第8章 时序逻辑电路 183

8.1 时序逻辑电路的特点及功能描述 183

8.2 时序逻辑电路分析 184

8.3 常用时序逻辑电路 187

8.3.1 寄存器和移位寄存器 187

8.3.2 计数器 197

8.3.3 序列信号发生器 216

8.4 时序逻辑电路的设计 219

8.4.1 概述 219

8.4.2 同步时序逻辑电路的设计 220

本章小结 230

习题 231

第9章 脉冲产生与整形电路 233

9.1 555定时器 233

9.1.1 555定时器的电路结构 233

9.1.2 555定时器的工作原理 234

9.2 施密特触发器原理及应用 235

9.2.1 用555定时器电路组成的施密特触发器 235

9.2.2 集成施密特触发器 236

9.2.3 施密特触发器的应用 238

9.3 单稳态触发器原理及应用 239

9.3.1 用555定时器构成单稳态触发器 240

9.3.2 TTL集成单稳态触发器 241

9.3.3 单稳态触发器的应用 243

9.4 多谐振荡器原理及应用 244

9.4.1 用555定时器构成多谐振荡器 244

9.4.2 施密特触发器构成的多谐振荡器 246

9.4.3 石英晶体多谐振荡器 247

本章小结 250

习题 250

第10章 半导体存储器 253

10.1 半导体存储器概述 253

10.1.1 半导体存储器的特点与应用 253

10.1.2 半导体存储器的主要技术指标 254

10.2 顺序存储器 254

10.2.1 先入先出的顺序存储器 254

10.2.2 先入后出的顺序存储器 255

10.3 随机存储器 255

10.3.1 随机存储器概述 255

10.3.2 静态随机存储器 256

10.3.3 动态随机存储器 257

10.3.4 RAM集成芯片6264简介 257

10.4 只读存储器 258

10.4.1 只读存储器概述 258

10.4.2 固定（掩模）只读存储器 259

10.4.3 可编程只读存储器 260

10.4.4 可擦除可编程只读存储器 261

10.4.5 电可擦除可编程只读存储器 263

10.4.6 用ROM实现组合逻辑函数 264

10.4.7 快闪存储器 264

10.5 存储器容量的扩展 265

10.5.1 位扩展 266

10.5.2 字扩展 266

10.5.3 字位同时扩展 266

本章小结 268

习题 269

第11章 数模和模数转换器 270

11.1 概述 270

11.2 数模转换器 271

11.2.1 数模转换的表示 271

11.2.2 DAC的一般构成 272

11.2.3 权电阻网络DAC 272

11.2.4 DAC的主要参数 275

11.3 集成DAC及其应用 276

11.3.1 集成DAC在数字系统中的应用 276

11.3.2 集成DAC的选型原则 277

11.3.3 集成DAC应用实例 278

11.4 模数转换器 280

11.4.1 模数转换的步骤 280

11.4.2 并联比较型ADC 282

11.4.3 逐次逼近型ADC 283

11.4.4 双积分型ADC 284

11.4.5 ADC的主要参数 284

11.5 集成ADC及其应用 285

11.5.1 集成ADC在数字系统中的应用 285

11.5.2 集成ADC的选型原则 285

11.5.3 集成ADC应用实例 286

本章小结 288

习题 288

第12章 可编程逻辑器件及其应用 289

12.1 概述 289

12.1.1 可编程逻辑器件综述 289

12.1.2 可编程逻辑器件的发展历程 290

12.1.3 可编程逻辑器件的分类 290

12.2 简单PLD的可编程原理 291

12.2.1 电路符号表示 292

12.2.2 PROM、PLA、PAL及GAL 292

12.3 CPLD与FPGA的基本结构 294

12.3.1 CPLD结构 294

12.3.2 FPGA结构 295

12.3.3 CPLD和FPGA的比较 297

12.3.4 主流CPLD/FPGA厂商及其代表产品 298

12.3.5 工程项目中CPLD/FPGA芯片的选型原则 299

12.4 CPLD/FPGA的开发流程 299

12.4.1 设计输入方式 300

12.4.2 常用硬件描述语言简介 301

12.4.3 主流EDA软件概述 301

12.5 Altera主流FPGA的应用开发设计 303

12.5.1 FPGA最小系统 303

12.5.2 SOPC-NiosⅡ-EP2C35实验教学开发平台简述 303

12.5.3 基于SOPC-NiosⅡ-EP2C35实验教学开发平台的实例设计 306

本章小结 316

习题 316

第13章 数字系统设计基础 318

13.1 数字系统概述 319

13.1.1 数字系统的优点 319

13.1.2 数字系统的基本构成 319

13.2 数字系统的设计方法 321

13.2.1 传统的设计方法 321

13.2.2 基于EDA的现代数字系统设计方法 321

13.3 数字系统的设计步骤 324

13.4 状态机的设计 325

13.4.1 状态机的基本结构 327

13.4.2 状态机的分类 328

13.4.3 状态机的VHDL设计 328

13.5 数字系统设计举例 334

13.5.1 设计任务及方案构思 334

13.5.2 顶层电路的设计 334

13.5.3 次级模块电路的分析及VHDL实现 334

13.5.4 控制器的VHDL设计 346

本章小结 350

习题 351

参考文献 352