第1章 数制与编码 1
1．1概述 1
1．1．1模拟电子技术和数字电子技术 1
1．1．2脉冲信号和数字信号 1
1．1．3数字电路的特点 2
1．2数制 2
1．2．1四种数制 2
1．2．2数制之间的转换 3
1．3编码 5
1．3．1二-十进制编码 6
1．3．2字符编码 6
1．4现代数字系统的设计方法 7
本章小结 8
思考题和习题 9
第2章 逻辑代数和VHDL基础 10
2．1逻辑代数基本概念 10
2．1．1逻辑常量和逻辑变量 10
2．1．2基本逻辑和复合逻辑 10
2．1．3逻辑函数的表示方法 14
2．1．4逻辑函数的相等 16
2．2逻辑代数的运算法则 17
2．2．1逻辑代数的基本公式 17
2．2．2逻辑代数的基本定理 17
2．2．3逻辑代数的常用公式 19
2．2．4异或运算公式 20
2．3逻辑函数的表达式 20
2．3．1逻辑函数的常用表达式 20
2．3．2逻辑函数的标准表达式 21
2．3．3约束及其表示方法 23
2．4逻辑函数的公式简化法 24
2．4．1逻辑函数简化的意义 24
2．4．2逻辑函数的公式简化法 25
2．5 VHDL基础 26
2．5．1 VHDL设计实体的基本结构 26
2．5．2 VHDL语言要素 28
2．5．3 VHDL的顺序语句 38
2．5．4并行语句 43
本章小结 46
思考题和习题 47
第3章 门电路 49
3．1概述 49
3．2 TTL集成门 50
3．2．1 TTL集成与非门 50
3．2．2 TTL与非门的外部特性 51
3．2．3 TTL与非门的主要参数 55
3．2．4 TTL与非门的改进电路 55
3．2．5 TTL集成电路多余输入端的处理 57
3．2．6 TTL其他类型的集成电路 57
3．2．7 TTL电路的系列产品 59
3．3其他类型的双极型集成电路 60
3．3．1 ECL电路 60
3．3．2 IL电路 60
3．4 MOS集成门 60
3．4．1 MOS管 60
3．4．2 MOS管开关的电路结构和工作原理 62
3．4．3 MOS非门 63
3．4．4 MOS门 64
3．4．5 CMOS门的外部特性 68
3．5基于VHDL的门电路设计 69
本章小结 71
习题 71
第4章 组合逻辑电路 73
4．1概述 73
4．1．1组合逻辑电路的结构和特点 73
4．1．2组合逻辑电路的分析方法 73
4．1．3组合逻辑电路的设计方法 74
4．2若干常用的组合逻辑电路 77
4．2．1算术运算电路 78
4．2．2编码器 80
4．2．3译码器 83
4．2．4数据选择器 87
4．2．5数值比较器 90
4．2．6奇偶校验器 92
4．3基于VHDL的组合逻辑电路设计 94
4．3．1加法器的设计 94
4．3．2编码器的设计 96
4．3．3译码器的设计 99
4．3．4数据选择器的设计 101
4．3．5数值比较器的设计 103
4．3．6奇偶校验器的设计 104
4．4组合逻辑电路的竞争——冒险现象 106
本章小结 108
习题 109
第5章 触发器 112
5．1概述 112
5．2基本RS触发器 112
5．2．1由与非门构成的基本RS触发器 113
5．2．2由或非门构成的基本RS触发器 115
5．3钟控触发器 116
5．3．1钟控RS触发器 116
5．3．2钟控D型触发器 118
5．3．3钟控JK触发器 119
5．3．4钟控T型触发器 120
5．3．5钟控T触发器 121
5．4集成触发器 121
5．4．1边沿JK触发器 121
5．4．2维持-阻塞结构集成触发器 122
5．5触发器之间的转换 123
5．5．1用JK触发器实现其他类型触发器 123
5．5．2用D触发器实现其他类型触发器的转换 124
5．6基于VHDL的触发器设计 125
5．6．1基本RS触发器的设计 125
5．6．2 D锁存器的设计 127
5．6．3 D触发器的设计 128
5．6．4 JK触发器的设计 128
本章小结 130
习题 130
第6章 时序逻辑电路 133
6．1概述 133
6．1．1时序逻辑电路功能的描述方法 133
6．1．2时序逻辑电路的分析方法 134
6．1．3同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路 136
6．2寄存器和移位寄存器 136
6．2．1数码寄存器 136
6．2．2移位寄存器 137
6．2．3集成移位寄存器 138
6．3计数器 140
6．3．1同步计数器的分析 140
6．3．2异步计数器 143
6．3．3集成计数器 146
6．4同步时序逻辑电路的设计 149
6．4．1数码寄存器的设计 149
6．4．2移位寄存器的设计 152
6．4．3同步计数器的设计 153
6．4．4顺序脉冲发生器的设计 159
6．4．5序列信号发生器的设计 160
6．4．6序列信号检测器的设计 163
6．4．7一般同步时序逻辑电路的设计 164
6．5异步时序逻辑电路的设计 169
本章小结 171
习题 171
第7章 半导体存储器 174
7．1概述 174
7．1．1半导体存储器的结构 174
7．1．2半导体存储器的分类 175
7．2随机存储器 176
7．2．1静态随机存储器 176
7．2．2动态随机存储器 177
7．2．3随机存储器的典型芯片 178
7．3只读存储器 179
7．3．1固定只读存储器 179
7．3．2可编程只读存储器 180
7．3．3可擦除可编程只读存储器 180
7．4半导体存储器的应用 181
7．5基于VHDL的存储器设计 182
7．5．1 RAM的设计 182
7．5．2 ROM的设计 184
本章小结 185
习题 185
第8章 数模和模数转换 186
8．1概述 186
8．2数模转换 187
8．2．1 D／A转换器的结构 187
8．2．2 D／A转换器的主要技术指标 190
8．2．3集成D／A转换器 190
8．3模数转换 192
8．3．1 A／D转换器的基本原理 192
8．3．2 A／D转换器的类型 194
8．3．3 A／D转换器的主要技术指标 199
8．3．4集成ADC芯片 200
本章小结 201
习题 202
第9章 数字系统设计 203
9．1数字系统的设计方法 203
9．1．1 4位二进制计数器的设计 204
9．1．2设计七段显示译码器dec7 s 205
9．1．3计数译码显示系统电路的设计 206
9．2系统设计实例 209
9．2．1 8位频率计的设计 209
9．2．2交通灯控制电路的设计 213
9．2．3数字电压表的设计 217
9．2．4信号发生器的设计 220
本章小结 225
习题 226
第10章 可编程逻辑器件 227
10．1 PLD的基本原理 227
10．1．1 PLD的分类 227
10．1．2阵列型PLD 230
10．1．3现场可编程门阵列 233
10．1．4基于查找表的结构 236
10．2 PLD的设计技术 238
10．2．1 PLD的设计方法 239
10．2．2 PLD的设计流程 239
10．2．3在系统可编程技术 239
10．2．4边界扫描技术 242
10．3 PLD的编程与配置 243
10．3．1 CPLD的ISP方式编程 243
10．3．2使用PC机的并口配置FPGA 244
本章小结 245
习题 246
第11章 VHDL仿真 247
11．1 VHDL仿真支持语句 247
11．1．1文件操作 247
11．1．2文件操作实例 248
11．2 VHDL的仿真方法 249
11．2．1 ModelSim的命令式仿真 250
11．2．2 ModelSim的波形仿真 252
11．2．3 ModelSim交互命令方式仿真 256
11．2．4 ModelSim批处理工作方式 257
11．3 VHDL测试平台软件的设计 257
11．3．1组合逻辑电路测试平台软件的设计 258
11．3．2时序逻辑电路测试平台软件的设计 260
11．3．3数字系统电路测试平台软件的设计 261
本章小结 263
习题 264
第12章 VHDL综合与优化 265
12．1综合的概念 265
12．2 VHDL设计的硬件实现 266
12．2．1编辑设计文件 266
12．2．2编译设计文件 269
12．2．3仿真设计文件 270
12．2．4编程下载设计文件 275
12．3设计优化 278
12．3．1面积与速度的优化 279
12．3．2时序约束与选项设置 280
12．3．3 Fitter设置 280
12．4 Quartus Ⅱ的RTL阅读器 281
本章小结 282
习题 282
附录A 国产半导体集成电路型号命名法（GB3430—82） 284
附录B Altera DE2开发板使用方法 286
参考文献 291