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第1章 数字逻辑基础 1

1.1概述 1

1.2数制和代码 1

1.2.1十进制数和二进制数 1

1.2.2十六进制和八进制 2

1.2.3不同进制数之间的转换 3

1.2.4二进制符号数的表示法 6

1.2.5二进制代码 7

1.3逻辑运算 9

1.3.1基本逻辑运算 10

1.3.2复合逻辑运算 11

1.3.3正负逻辑问题 12

1.4逻辑门电路 14

1.4.1半导体的开关特性 14

1.4.2简单门电路 17

1.4.3 TTL集成门电路 18

1.4.4 CMOS集成门电路 26

1.5逻辑函数的化简法 27

1.5.1基本公式和定律 28

1.5.2基本运算规则 31

1.5.3逻辑函数代数法化简 32

1.6逻辑函数的卡诺图化简法 34

1.6.1最小项的定义及其性质 34

1.6.2卡诺图 35

1.6.3逻辑函数的卡诺图表示 37

1.6.4逻辑函数卡诺图化简 37

1.6.5具有约束的逻辑函数化简 39

1.7逻辑函数的描述方法及转换 41

1.7.1逻辑函数的描述方法 41

1.7.2几种描述方法之间的转换 43

本章小结 45

习题1 45

第2章 组合逻辑电路 50

2.1组合逻辑电路概述 50

2.2组合逻辑电路的分析与设计 50

2.2.1组合逻辑电路的分析 50

2.2.2组合逻辑电路的设计 52

2.3组合逻辑电路中的竞争冒险 56

2.3.1产生竞争冒险的原因 57

2.3.2竞争冒险的判断 57

2.3.3消除竞争冒险的方法 58

2.4加法器与算术逻辑单元 60

2.4.1半加器和全加器 60

2.4.2集成加法器 62

2.4.3算术逻辑单元 64

2.5数值比较器 66

2.5.1数值比较器的设计 66

2.5.2集成数值比较器 68

2.6编码器 69

2.6.1编码器的工作原理 70

2.6.2集成优先编码器 73

2.7译码器与数据分配器 76

2.7.1译码器的分析及设计 76

2.7.2集成译码器 78

2.7.3数据分配器 86

2.8数据选择器 87

2.8.1数据选择器的类型及功能 87

2.8.2集成数据选择器 89

本章小结 94

习题2 95

第3章 触发器 99

3.1基本RS触发器 99

3.1.1工作原理和逻辑功能 99

3.1.2基本RS触发器的特点 101

3.1.3集成RS触发器 102

3.2同步触发器 103

3.2.1同步RS触发器 103

3.2.2同步D触发器 104

3.2.3同步JK触发器 106

3.2.4同步T触发器 108

3.2.5同步触发器的特点 110

3.3边沿触发器 110

3.3.1边沿D触发器 110

3.3.2边沿JK触发器 111

3.3.3集成边沿触发器 112

3.4不同类型触发器之间的相互转换 114

3.4.1 JK触发器转换成RS、D和T触发器 115

3.4.2 D触发器转换成RS、JK和T触发器 116

3.5触发器的电气特性 117

3.6触发器的应用举例 118

本章小结 120

习题3 121

第4章 时序逻辑电路 127

4.1时序逻辑电路概述 127

4.1.1时序逻辑电路的特点及分类 127

4.1.2时序逻辑电路的功能描述方法 128

4.2时序逻辑电路的分析 129

4.2.1时序逻辑电路的分析步骤 129

4.2.2同步时序逻辑电路分析举例 130

4.2.3异步时序逻辑电路分析举例 136

4.3时序逻辑电路的设计 138

4.3.1同步时序逻辑电路的设计 138

4.3.2异步时序逻辑电路的设计 146

4.4常用中规模集成时序逻辑电路 148

4.4.1寄存器与移位寄存器 148

4.4.2计数器 153

4.4.3脉冲序列信号发生器 167

4.4.4脉冲分配器 171

本章小结 172

习题4 173

第5章数/模转换与模/数转换 179

5.1概述 179

5.2 DAC 180

5.2.1 D/A转换的基本知识 180

5.2.2常用的数模转换技术 181

5.2.3数模转换器的性能指标 184

5.2.4集成DAC 185

5.3 ADC 186

5.3.1 A/D转换的基本知识 186

5.3.2常用的A/D转换技术 188

5.3.3 ADC的性能指标 194

5.3.4集成ADC 195

本章小结 196

习题5 197

第6章 脉冲波形的产生与变换 201

6.1集成定时器555 201

6.2多谐振荡器 202

6.2.1 555定时器构成的多谐振荡器 203

6.2.2门电路构成的多谐振荡器 205

6.2.3石英晶体多谐振荡器 206

6.2.4多谐振荡器的应用 207

6.3单稳态触发器 209

6.3.1 555定时器构成的单稳态触发器 209

6.3.2门电路构成的单稳态触发器 211

6.3.3集成单稳态触发器 214

6.3.4单稳态触发器的应用 216

6.4施密特触发器 217

6.4.1 555定时器构成的施密特触发器 218

6.4.2门电路构成的施密特触发器 219

6.4.3集成施密特触发器 220

6.4.4施密特触发器的应用 220

本章小结 222

习题6 223

第7章 综合案例应用设计 226

7.1彩灯控制器设计 226

7.1.1设计要求 226

7.1.2基本结构 227

7.1.3设计实现 228

7.2温度监控报警电路设计 231

7.2.1设计要求 231

7.2.2基本结构 231

7.2.3设计实现 232

7.3交通灯信号控制器设计 235

7.3.1设计要求 235

7.3.2基本结构 235

7.3.3设计实现 236

本章小结 239

习题7 239

第8章 可编程逻辑器件 240

8.1概述 240

8.2基本结构和表示方法 241

8.2.1基本结构 241

8.2.2 PLD电路的表示方法 241

8.2.3 PLD的分类 244

8.3低密度可编程逻辑器件 244

8.3.1可编程只读存储器 244

8.3.2可编程逻辑阵列 246

8.3.3可编程阵列逻辑 246

8.3.4通用阵列逻辑（GAL） 247

8.4复杂可编程逻辑器件 249

8.4.1 CPLD的基本结构 250

8.4.2典型CPLD器件的结构 250

8.5现场可编程门阵列 254

8.5.1 FPGA的基本结构 255

8.5.2典型FPGA器件的结构 257

8.6 CPLD/FPGA的设计流程和编程 263

8.6.1 CPLD/ FPGA的设计流程 264

8.6.2 CPLD器件的编程 265

8.6.3 FPGA器件的配置 265

本章小结 268

习题8 269

第9章Verilog HDL硬件描述语言设计基础 270

9.1 Verilog程序的基本结构 270

9.2 Verilog语言要素 272

9.3 Verilog常量 272

9.3.1整数 273

9.3.2实数 274

9.3.3字符串 274

9.3.4符号常量 275

9.4数据类型 276

9.4.1线网（net）类型 276

9.4.2寄存器类型 277

9.4.3向量 279

9.5 Verilog的运算符 281

9.6 Verilog的行为级建模 285

9.6.1过程语句 285

9.6.2语句块 289

9.6.3赋值语句 291

9.6.4程序控制语句 293

9.6.5 Verilog的编译指示语句 299

9.6.6任务和函数 302

9.7 Verilog的结构级建模 306

9.7.1门级建模 306

9.7.2用户自定义元件 309

9.7.3模块级建模 314

9.8数字电路的Verilog描述实例 321

9.8.1常用组合逻辑电路的Verilog描述 322

9.8.2常用时序逻辑电路的Verilog描述 328

9.8.3有限状态机的Verilog描述 335

本章小结 340

习题9 341

附录A Verilog HDL（IEEE Std 1364—2001）支持的关键字 343

参考文献 344