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绪论 1

第1章　逻辑代数基础 5

概述 5

1．1　数制和码制 5

1．1．1　数制 5

1．1．2　几种常用数制之间的转换 7

1．1．3　码制 10

1．1．4　算术运算和逻辑运算 15

1．2　逻辑代数基础 17

1．2．1　基本逻辑运算 17

1．2．2　逻辑代数的基本公式 23

1．2．3　逻辑代数的基本定理 26

1．2．4　逻辑函数的表示方法 27

1．2．5　逻辑函数的公式法化简 33

1．2．6　逻辑函数的卡诺图化简 35

1．2．7　具有无关项的逻辑函数及其化简 43

1．3　EDA技术基础 44

1．3．1　VHDL语言基础 44

1．3．2　Multisim 8．0软件简介 50

小结 52

思考题 53

习题 54

第2章　门电路 56

概述 56

2．1　逻辑门电路中的开关器件 57

2．1．1　二极管及其开关特性 57

2．1．2　三极管及其开关特性 58

2．1．3　MOS管及其开关特性 60

2．2　分立元件门电路 63

2．2．1　二极管与门和或门 63

2．2．2　三极管非门 64

2．2．3　MOS管非门 64

2．3　TTL门电路 64

2．3．1　TTL反相器的电路结构和工作原理 64

2．3．2　TTL反相器的外部特性 67

2．3．3　TTL反相器的动态特性 70

2．3．4　其他类型的TTL门电路 74

2．3．5　TTL数字集成电路系列 80

2．4　CMOS门电路 84

2．4．1　CMOS反相器的电路结构和工作原理 84

2．4．2　CMOS反相器的外部特性 86

2．4．3　CMOS与非门和或非门 88

2．4．4　CMOS三态门和漏极开路门 90

2．4．5　CMOS传输门 92

2．4．6　CMOS数字集成电路系列 94

2．5　门电路的VHDL描述及其仿真 96

2．5．1　门电路的VHDL描述 96

2．5．2　门电路的仿真 98

小结 99

思考题 99

习题 100

第3章　组合逻辑电路 106

概述 106

3．1　组合逻辑电路的分析 106

3．1．1　组合逻辑电路的特点 106

3．1．2　组合逻辑电路的分析 107

3．2　组合逻辑电路的设计 109

3．3　组合逻辑电路中的竞争与冒险 111

3．3．1　竞争与冒险的概念 111

3．3．2　竞争与冒险的识别 112

3．3．3　冒险现象的消除 114

3．4　组合逻辑电路的VHDL描述及其仿真 115

3．4．1　组合逻辑电路的VHDL描述 115

3．4．2　组合逻辑电路的仿真 116

小结 117

思考题 117

习题 118

第4章　常用组合逻辑器件 120

概述 120

4．1　编码器和译码器 121

4．1．1　编码器 121

4．1．2　译码器 125

4．1．3　显示译码器 130

4．2　数据选择器和数据分配器 132

4．2．1　数据选择器 132

4．2．2　数据分配器 134

4．3　加法器和数值比较器 135

4．3．1　加法器 135

4．3．2　数值比较器 138

4．4　中规模集成电路实现组合逻辑函数 140

小结 144

思考题 145

习题 145

第5章　时序逻辑电路 148

概述 148

5．1　触发器 150

5．1．1　基本触发器 150

5．1．2　同步触发器 152

5．1．3　边沿触发器 154

5．1．4　触发器的逻辑功能及其描述方法 157

5．2　时序逻辑电路状态的描述 162

5．3　时序逻辑电路的分析方法 166

5．3．1　时序逻辑电路的分析步骤 166

5．3．2　时序逻辑电路的分析举例 166

5．4　时序逻辑电路的设计方法 170

5．4．1　时序逻辑电路的设计步骤 170

5．4．2　时序逻辑电路的设计举例 172

5．5　时序逻辑电路的竞争与冒险 178

5．6　时序逻辑电路的VHDL描述及其仿真 181

5．6．1　时序逻辑电路的VHDL描述 181

5．6．2　时序逻辑电路的仿真 184

小结 185

思考题 186

习题 186

第6章　常用时序逻辑器件 190

概述 190

6．1　寄存器和移位寄存器 191

6．1．1　寄存器 191

6．1．2　移位寄存器 195

6．2　计数器 197

6．2．1　二进制计数器 199

6．2．2　十进制计数器 206

6．2．3　N进制计数器 211

6．3　顺序脉冲发生器 214

6．4　常用时序逻辑器件的应用 217

小结 221

思考题 221

习题 222

第7章　可编程逻辑器件 225

概述 225

7．1　可编程逻辑器件的发展 226

7．2　可编程逻辑器件的结构和表示方法 227

7．2．1　可编程逻辑器件的结构 227

7．2．2　PLD电路的表示方法 228

7．3　存储器 230

7．3．1　ROM的组成原理 230

7．3．2　ROM的分类 232

7．3．3　ROM的应用 232

7．4　可编程阵列逻辑（PAL） 235

7．4．1　基本的PAL电路 235

7．4．2　PAL的几种输出结构和反馈形式 236

7．4．3　PAL的应用举例 238

7．5　通用阵列逻辑（GAL） 240

7．5．1　输出逻辑宏单元 241

7．5．2　GAL器件的结构控制字 241

7．5．3　输出逻辑宏单元（OLMC）的组态 242

7．6　可擦除的可编程逻辑器件（EPLD） 244

7．6．1　EPLD的基本结构和特点 244

7．6．2　EPLD的与－或逻辑阵列 244

7．6．3　EPLD的输出逻辑宏单元（OLMC） 246

7．7　复杂可编程逻辑门阵列器件（CPLD） 247

7．7．1　嵌入式阵列块（EAB） 248

7．7．2　逻辑单元（LE）及逻辑阵列块（LAB） 250

7．7．3　快速通道（FT） 253

7．7．4　I／O单元（IOE） 255

7．8　现场可编程逻辑门阵列（FPGA） 257

7．8．1　FPGA的基本结构 257

7．8．2　可编程逻辑块（CLB） 258

7．8．3　可编程输入／输出块（IOB） 259

7．8．4　可编程内部连线（PI） 260

7．8．5　编程数据 262

7．8．6　FPGA与CPLD的比较 262

7．9　可编程逻辑器件开发流程 263

小结 265

思考题 266

习题 266

第8章　脉冲波形的产生和整形电路 268

概述 268

8．1　555定时器 269

8．1．1　555定时器的电路结构 269

8．1．2　555定时器的基本功能 270

8．2　施密特触发器 271

8．2．1　555定时器构成的施密特触发器 271

8．2．2　集成施密特触发器 273

8．2．3　施密特触发器的应用 275

8．3　单稳态触发器 276

8．3．1　555定时器构成的单稳态触发器 277

8．3．2　集成单稳态触发器 279

8．3．3　单稳态触发器的应用 282

8．4　多谐振荡器 282

8．4．1　555定时器构成的多谐振荡器 283

8．4．2　石英晶体多谐振荡器 285

8．4．3　多谐振荡器的应用 286

小结 287

思考题 288

习题 288

第9章　数－模和模－数转换器 292

概述 292

9．1　D／A转换器 293

9．1．1　倒T形电阻网络D／A转换器 293

9．1．2　权电流型D／A转换器 294

9．1．3　双极性输出D／A转换器 297

9．1．4　D／A转换器的主要技术指标 299

9．2　A／D转换器 302

9．2．1　A／D转换器的基本原理 302

9．2．2　并联比较型A／D转换器 302

9．2．3　反馈比较型A／D转换器 305

9．2．4　双积分型A／D转换器 307

9．2．5　A／D转换器的主要技术指标 309

小结 311

思考题 311

习题 312

第10章　数字系统设计基础 316

概述 316

10．1　数字系统设计方法 316

10．1．1　传统的数字系统设计方法 316

10．1．2　现代的数字系统设计方法 319

10．2　数字系统设计实例 321

10．2．1　十字路口交通灯控制器 321

10．2．2　1／100秒计时控制器 322

小结 327

思考题 327

习题 328

附录A　数字系统设计的VHDL文件 329

附录B　基本逻辑单元图形符号对照表 337

附录C　常用数字系统名词中英文对照表 339

习题答案 342

参考文献 371