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第1章 数制与编码 1

1.1进位记数制 1

1.1.1进位记数制及其基数和权 1

1.1.2几种常用的进位记数制 1

1.2不同进位制数之间的转换 4

1.2.1二进制数转换为十进制数 4

1.2.2十进制数转换为二进制数 4

1.2.3任意两种进位制数之间的转换 7

1.3二进制数的算术运算和逻辑运算 8

1.3.1二进制数的算术运算 8

1.3.2二进制数的逻辑运算 9

1.3.3移位运算 9

1.4数据在计算机中的表示形式 10

1.4.1机器数与真值 10

1.4.2常见的机器数形式 10

1.4.3数的定点表示与浮点表示 15

1.4.4二-十进制编码 16

1.4.5其他几种BCD码 17

1.5字符代码 20

本章小结 21

习题1 22

第2章 逻辑代数的基本原理及应用 23

2.1逻辑代数的基本概念 23

2.1.1逻辑代数的特点 23

2.1.2基本逻辑运算 23

2.1.3逻辑函数 26

2.1.4逻辑函数的相等 26

2.2逻辑代数的基本公式 27

2.3逻辑代数的3个重要规则 28

2.3.1代入规则 28

2.3.2反演规则 29

2.3.3对偶规则 29

2.4逻辑函数的代数化简法 30

2.4.1代数化简法概述 30

2.4.2“与或”表达式的化简 31

2.4.3“或与”表达式的化简 32

本章小结 33

习题2 33

第3章 逻辑门电路 35

3.1分立元件的门电路 35

3.1.1二极管“与”门 35

3.1.2二极管“或”门 36

3.1.3“非”门 36

3.1.4“与非”门 37

3.2集成门电路 37

3.2.1 TTL“与非”门 38

3.2.2其他类型的TTL门电路 39

3.2.3 ECL门电路 44

3.3 MOS门电路 44

3.3.1 MOS管与MOS反相器 44

3.3.2 CMOS传输门 45

3.4逻辑门电路的性能指标 46

3.4.1输出高电平和输出低电平 46

3.4.2关门电平、开门电平和阈值电压 46

3.4.3平均延迟时间 47

3.4.4扇入系数和扇出系数 47

3.4.5空载导通电源电流和空载截止电源电流 48

3.5常用逻辑门的图形符号 48

本章小结 49

习题3 50

第4章 组合逻辑电路 51

4.1几个基本概念 51

4.1.1“积之和”与“和之积” 51

4.1.2最小项和最大项 51

4.1.3最小项表达式和最大项表达式 52

4.2逻辑函数的卡诺图化简法 54

4.2.1卡诺图 54

4.2.2卡诺图的编号 56

4.2.3用卡诺图化简逻辑函数 57

4.3不完全规定的逻辑函数的化简方法 60

4.3.1无关最小项的概念 60

4.3.2利用无关最小项化简逻辑函数 60

4.4组合逻辑电路的分析 62

4.5组合逻辑电路的设计 63

4.5.1加法电路的设计 64

4.5.2代码转换电路的设计 65

4.5.3七段数字显示器的原理与设计 67

4.6几种常用的组合逻辑电路 70

4.6.1加法器 70

4.6.2译码器 71

4.6.3编码器 72

4.6.4多路选择器 74

4.6.5多路分配器 77

4.7利用中、大规模集成电路进行逻辑设计 78

4.7.1利用中规模集成电路构成所需逻辑部件 78

4.7.2 ROM的逻辑结构及其应用 80

4.7.3可编程逻辑阵列PLA 85

4.8组合逻辑电路中的竞争与险象 86

4.8.1竞争现象 86

4.8.2险象的产生 86

4.8.3险象的判别 88

4.8.4险象的消除 89

本章小结 91

习题4 92

第5章 时序电路的基本单元——触发器 94

5.1 RS触发器 94

5.1.1基本RS触发器 94

5.1.2钟控RS触发器 96

5.1.3数据锁存器 97

5.2触发器外部逻辑特性的描述 98

5.3维阻D触发器 99

5.4主从JK触发器 101

5.4.1主从触发器 101

5.4.2 JK触发器 102

5.4.3主从JK触发器 103

5.5 T触发器 103

5.6触发器的主要参数 104

5.6.1触发器的直流参数 104

5.6.2触发器的时间参数 105

5.7不同类型触发器间的转换 105

5.7.1 D触发器转换成其他类型的触发器 106

5.7.2 JK触发器转换成其他类型的触发器 107

5.8触发器的激励表 108

本章小结 109

习题5 110

第6章 时序逻辑电路 111

6.1时序电路的基本组成 111

6.2时序电路的描述方法 111

6.2.1状态图 112

6.2.2状态表 112

6.2.3时间图 112

6.2.4 Mealy模型 113

6.2.5 Moore模型 114

6.3时序电路的分析 115

6.4时序电路的设计 117

6.4.1根据设计要求形成原始状态表 117

6.4.2状态化简 118

6.4.3状态分配与电路实现 120

6.4.4时序电路设计举例 121

本章小结 123

习题6 124

第7章 时序逻辑电路的应用 126

7.1寄存器 126

7.1.1代码寄存器 126

7.1.2移位寄存器 128

7.2串行加法器 131

7.3计数器 132

7.3.1概述 132

7.3.2二进制异步计数器 133

7.3.3二进制同步计数器 134

7.3.4非二进制计数器 137

7.3.5组合计数器 140

本章小结 141

习题7 141

第8章 脉冲信号的产生与整形 142

8.1脉冲信号波形的特性参数 142

8.2单稳态触发器 143

8.2.1微分型单稳电路 143

8.2.2积分型单稳电路 144

8.3多谐振荡器 145

8.3.1环形多谐振荡器 146

8.3.2 RC环形振荡器 146

8.3.3石英晶体多谐振荡器 148

8.4施密特触发器 149

8.4.1电路组成 149

8.4.2工作原理 150

8.4.3应用举例 150

8.5 555定时器 151

8.5.1电路结构 152

8.5.2引脚功能 153

8.5.3定时器的逻辑功能 153

8.5.4 555定时器应用举例 154

8.6单次脉冲产生电路 156

8.6.1异步单脉冲发生器 156

8.6.2同步单脉冲发生器 156

本章小结 157

习题8 158

第9章数/模和模/数转换器 159

9.1概述 159

9.2 D/A转换器 160

9.2.1 D/A转换器的工作原理 160

9.2.2 D/A转换器的主要技术指标 163

9.2.3 D/A转换器芯片 164

9.2.4 D/A转换器与微处理器的接口 166

9.3 A/D转换器 167

9.3.1基本概念 167

9.3.2 A/D转换器的工作原理 168

9.3.3 A/D转换器的主要技术指标 169

9.3.4 A/D转换器芯片 170

9.3.5 A/D转换器与微处理器接口 171

本章小结 172

习题9 172

第10章 硬件描述语言VHDL基础 173

10.1 VHDL概述 173

10.2 VHDL程序的基本结构 174

10.2.1 VHDL程序示例 174

10.2.2实体 175

10.2.3结构体 177

10.2.4库、包集合及配置 177

10.3 VHDL语法基础 179

10.3.1标识符和保留字 179

10.3.2数据对象 180

10.3.3数据类型 182

10.3.4运算操作符 184

10.4 VHDL的常用描述语句 185

10.4.1顺序描述语句 185

10.4.2并行描述语句 192

10.5 VHDL描述实例 195

10.5.1组合逻辑电路的V HDL描述 195

10.5.2时序逻辑电路的VHDL描述 198

10.6状态机设计 205

10.6.1概述 205

10.6.2状态机的分类 205

10.6.3 Moore型状态机的VHDL描述 205

10.6.4 Mealy型状态机的VHDL描述 207

10.6.5状态机应用举例——序列码检测器 209

本章小结 210

习题10 211

第11章 可编程逻辑器件及其开发工具 212

11.1可编程逻辑器件概述 212

11.1.1 PLD的产生 212

11.1.2 PLD的发展 213

11.1.3 PLD的主要特点 214

11.1.4 PLD的基本结构 214

11.2 FPGA的工作原理与基本结构 215

11.2.1 FPGA的工作原理 215

11.2.2 FPGA的基本结构 216

11.2.3 IP核简介 218

11.3 FPGA的设计与开发 219

11.3.1 FPGA的基本开发流程 219

11.3.2 FPGA/CPLD开发工具MAX+Plus Ⅱ简介 220

本章小结 229

习题11 230

附录A常用逻辑符号对照表 231

附录B部分习题参考答案 233

参考文献 241