数字电路与FPGAPDF电子书下载

第1章　数字逻辑基础 1

1.1　数字信号及数字电路 1

1.1.1　模拟量与数字量 1

目录 1

1.1.2　数字信号和数字电路 2

1.2　二进制数 2

1.2.1　二进制数表示法 2

1.2.2　二进制数和十进制数的互相转换 3

1.2.3　八进制数、十六进制数 4

1.3.1　原码、反码和补码 5

1.3　码制与编码 5

1.3.2　二—十进制（BCD）码 7

1.3.3　格雷（Gray）码 8

1.4　逻辑代数基本知识 8

1.4.1　基本逻辑运算 8

1.4.2　逻辑代数基本定律 10

1.4.3　复合逻辑运算 11

1.4.4　逻辑函数的标准形式 13

1.4.5　逻辑函数的化简 15

1.5　本章小结 22

思考题及习题 23

第2章　晶体管开关与逻辑门电路 27

2.1　双极型晶体管的开关特性及简单门电路 27

2.1.1　晶体二极管的开关特性 28

2.1.2　双极型晶体三极管的开关特性 29

2.1.3　晶体管门电路 32

2.2　晶体管—晶体管逻辑门（TTL）电路 35

2.2.1　TTL与非门电路 36

2.2.2　其它TTL门电路 42

2.2.3　使用TTL门电路应注意的问题 45

2.3　其他类型双极型数字集成电路 46

2.3.1　发射极耦合逻辑（ECL）电路 46

2.3.2　集成注入逻辑（I2L）电路 47

2.4　MOS集成门电路 49

2.4.1　NMOS管和PMOS管 49

2.4.2　CMOS集成逻辑门电路 52

2.5　CMOS与TTL电路之间的连接 59

2.6　本章小结 60

思考题及习题 62

3.1.1　组合电路的一般分析 65

第3章　组合逻辑电路 65

3.1　组合电路的一般分析与设计 65

3.1.2　用门电路设计组合逻辑电路 67

3.2　常用组合电路及其组件 68

3.2.1　加法器 68

3.2.2　编码器 71

3.2.3　译码器 73

3.2.4　数据选择器 78

3.2.5　数据比较器 79

3.2.6　奇偶产生／校验器 81

3.3.1　单个输出函数电路 82

3.3　中规模组件实现组合逻辑电路 82

3.3.2　多输出函数电路 84

3.4　组合逻辑电路的竞争—冒险 85

3.4.1　冒险现象的成因 86

3.4.2　竞争—冒险现象的判断 86

3.4.3　消除冒险的方法 87

3.5　本章小结 88

思考题及习题 88

4.1.1　脉冲信号的描述 92

第4章　触发器与波形变换、产生电路 92

4.1　脉冲信号 92

4.1.2　波形的产生与变换 93

4.2　触发器 93

4.2.1　基本RS触发器 93

4.2.2　同步RS触发器 97

4.2.3　主从结构JK触发器 99

4.2.4　边沿型D触发器 102

4.2.5　边沿型JK触发器 103

4.2.6　其它类型的触发器 104

4.3　施密特触发器 105

4.3.1　用门电路组成的施密特触发器 105

4.3.2　集成施密特触发器 107

4.3.3　施密特触发器的应用 107

4.4　单稳态触发器 108

4.4.1　用门电路组成的单稳态触发器 108

4.4.2　集成单稳态触发器 111

4.4.3　单稳态触发器的应用 114

4.5　多谐振荡器 115

4.5.1　用门电路和阻容器件组成的多谐振荡器 116

4.5.2　石英晶体多谐振荡器 118

4.6　555集成定时器 118

4.6.1　集成定时器的工作原理 118

4.6.2　555集成定时器的应用举例 119

4.7　本章小结 122

思考题及习题 123

第5章　时序逻辑电路 132

5.1　时序逻辑电路概述 132

5.2　时序逻辑电路的分析 134

5.3　锁存器、寄存器、移位寄存器 136

5.3.1　锁存器 136

5.3.2　数码寄存器 137

5.3.3　移位寄存器 138

5.3.4　寄存器的应用 142

5.4　计数器 143

5.4.1　同步计数器 144

5.4.2　异步计数器 152

5.4.3　N进制计数器 155

5.5　时序电路的设计 162

5.5.1　建立原始状态表 163

5.5.2　状态化简 164

5.5.3　状态分配 165

5.5.4　列状态转移激励表 166

5.5.5　求激励方程和输出方程 167

5.5.6　按照激励方程和输出方程画逻辑图 167

5.5.7　关于输出与输入的关系问题 170

5.5.8　关于自启动问题 170

思考题及习题 172

5.6　本章小结 172

第6章　程序逻辑电路 180

6.1　程序逻辑电路的组成与特点 180

6.2 随机访问存储器（RAM） 181

6.2.1 RAM的基本结构和工作原理 181

6.2.2 RAM的存储单元 182

6.2.3 RAM的集成电路 184

6.2.4 RAM的扩展 186

6.3 只读存储器（ROM） 188

6.3.1 ROM的结构及工作原理 188

6.3.3 可擦可编程只读存储器（EPROM） 189

6.3.2 可编程只读存储器（PROM） 189

6.3.4 电可擦可编程只读存储器（EEPROM） 191

6.4　程序逻辑电路的应用 192

6.5　本章小结 193

思考题及习题 193

第7章　CPLD与FPGA 195

7.1　PLD的逻辑表示法 195

7.2　复杂的可编程逻辑器件（CPLD） 197

7.3　现场可编程门阵列（FPGA） 199

7.4　典型软件开发系统Altera公司的MAX+PLUSⅡ 203

7.5　本章小结 208

思考题及习题 208

第8章　硬件描述语言（VHDL） 209

8.1　VHDL程序的组成 209

8.1.1　实体（Entity） 210

8.1.2　构造体（Architecture） 211

8.1.3　包集合（Package） 214

8.1.4　库（Library） 216

8.1.5　配置（Configuration） 216

8.2.1 VHDL语言的标识符（Identifiers） 217

8.2　VHDL语言的标识符、客体、数据类型和操作符 217

8.2.2 VHDL语言的客体（Object） 218

8.2.3 VHDL的数据类型（Data Type） 219

8.2.4 子类型（Subtypes） 222

8.2.5 属性（Attributes） 223

8.2.6 VHDL的运算操作符 223

8.3 VHDL构造体的描述方法 224

8.3.1 顺序语句（Seguentiat Statement） 225

8.3.2 并发语句（Concurrent Statements） 232

8.3.3 断言语句（Assert Statements） 241

8.4.1 基本逻辑门的VHDL设计源文件 243

8.4 数字电路的VHDL设计举例 243

8.4.2　组合逻辑门的VHDL设计源文件 244

8.4.3　时序逻辑电路的VHDL设计 249

8.4.4　只读存储器（ROM）的VHDL设计 256

8.5　本章小结 257

思考题与习题 257

附录1　国标图形符号简表 260

附录2　部分国标符号与FPGA开发软件所用符号对照 263

附录3　英汉名词对照表 265

参考资料 271