第1章 逻辑代数基础 1
1.1数字逻辑电路概述 1
1.1.1数字信号 1
1.1.2数字电路的特点 2
1.1.3数字电路的分类与应用 2
1.2数制与码制 3
1.2.1常用数制及其相互转换 3
1.2.2二进制正、负数的表示法 6
1.2.3常用的编码 8
1.3逻辑代数基础 11
1.3.1逻辑代数中的三种基本运算 11
1.3.2逻辑代数的基本公式 14
1.3.3逻辑代数的基本定理 15
1.4逻辑函数及其表示方法 17
1.4.1逻辑函数的定义 17
1.4.2逻辑函数的两种标准形式 17
1.4.3逻辑函数的表示方法 19
1.4.4逻辑函数形式间的相互变换 23
1.5逻辑函数的化简方法 26
1.5.1公式化简法 26
1.5.2卡诺图化简法 28
1.6具有无关项的逻辑函数的化简 31
1.6.1无关项 31
1.6.2无关项在逻辑函数化简中的应用 32
本章小结 33
习题 34
第2章 门电路 37
2.1概述 37
2.2基本门电路 38
2.2.1半导体二极管的开关特性 38
2.2.2二极管与门、或门 40
2.2.3半导体三极管的开关特性 43
2.2.4三极管非门 45
2.3 TTL门电路 46
2.3.1 TTL反相器的电路结构和工作原理 46
2.3.2 TTL反相器的特性 47
2.3.3其他类型的TTL门电路 52
2.4 CMOS门电路 58
2.4.1 MOS管的开关特性 58
2.4.2 CMOS反相器的电路结构和工作原理 62
2.4.3 CMOS反相器的特性 62
2.4.4其他类型的CMOS门电路 66
2.5集成门电路的使用注意事项 69
2.5.1 TTL门电路的使用注意事项 69
2.5.2 CMOS门电路的使用注意事项 70
2.5.3数字集成电路的接口 71
本章小结 72
习题 73
第3章 组合逻辑电路 78
3.1组合逻辑电路的特点 78
3.2组合逻辑电路的分析方法和设计方法 79
3.2.1组合逻辑电路的分析方法 79
3.2.2组合逻辑电路的设计方法 81
3.3常用的组合逻辑电路 86
3.3.1编码器 86
3.3.2译码器 89
3.3.3数据选择器和数据分配器 97
3.3.4加法器 100
3.3.5数值比较器 103
3.4用中规模集成电路（MSI）设计组合逻辑电路 106
3.4.1用编码器设计组合逻辑电路 106
3.4.2用译码器设计组合逻辑电路 107
3.4.3用数据选择器设计组合逻辑电路 110
3.4.4用加法器设计组合逻辑电路 112
3.5组合逻辑电路中的竞争-冒险现象 115
3.5.1竞争-冒险现象及其成因 115
3.5.2消除竞争-冒险现象的方法 117
本章小结 118
习题 119
第4章 触发器 123
4.1概述 123
4.2基本RS触发器 124
4.2.1与非门组成的基本RS触发器 124
4.2.2用或非门组成的基本RS触发器 125
4.3同步触发器 126
4.3.1同步RS触发器 126
4.3.2同步D触发器 127
4.3.3同步触发器的动作特点 128
4.4主从触发器 128
4.4.1主从RS触发器 129
4.4.2主从JK触发器 130
4.4.3主从触发器的动作特点 131
4.5边沿触发器 132
4.5.1维持-阻塞边沿D触发器 132
4.5.2 CMOS主从结构的边沿触发器 133
4.5.3边沿触发器的动作特点 134
4.6触发器的逻辑功能及相互转换 135
4.6.1触发器逻辑功能的分类 135
4.6.2不同类型的触发器之间的转换 138
4.7集成触发器 139
4.7.1集成触发器举例 139
4.7.2集成触发器的脉冲工作特性和主要指标 141
本章小结 143
习题 143
第5章 时序逻辑电路 150
5.1概述 150
5.1.1时序逻辑电路的结构及特点 150
5.1.2时序逻辑电路的分类 151
5.2时序逻辑电路的分析方法 151
5.2.1时序逻辑电路的一般分析方法 151
5.2.2同步时序逻辑电路的分析举例 152
5.2.3异步时序逻辑电路的分析举例 154
5.3计数器 155
5.3.1计数器的特点和分类 155
5.3.2二进制计数器 156
5.3.3十进制计数器 162
5.3.4 N进制计数器 167
5.4寄存器 175
5.4.1寄存器的主要特点和分类 175
5.4.2基本寄存器 176
5.4.3移位寄存器 178
5.4.4移位寄存器型计数器 182
5.5顺序脉冲发生器 183
5.5.1计数型顺序脉冲发生器 183
5.5.2移位型顺序脉冲发生器 184
5.5.3用MSI构成顺序脉冲发生器 188
5.6时序逻辑电路的设计方法 189
5.6.1同步时序逻辑电路的设计方法 189
5.6.2异步时序逻辑电路的设计方法 193
5.7时序逻辑电路中的竞争-冒险现象 195
5.7.1竞争-冒险现象的成因 195
5.7.2防止移位寄存器错移位的方法 198
本章小结 198
习题 199
第6章 脉冲波形的产生与整形 204
6.1 555定时器 204
6.1.1 555定时器的电路结构 205
6.1.2 555定时器的工作原理 205
6.2施密特触发器 206
6.2.1用555定时器构成的施密特触发器 207
6.2.2用CMOS门电路构成的施密特触发器 208
6.2.3集成施密特触发器 210
6.2.4施密特触发器应用示例 211
6.3多谐振荡器 212
6.3.1用555定时器构成的多谐振荡器 213
6.3.2用门电路构成的多谐振荡器电路 215
6.3.3石英晶体多谐振荡器 216
6.3.4多谐振荡器应用示例 217
6.4单稳态触发器 218
6.4.1用555定时器构成的单稳态触发器 219
6.4.2用门电路构成的单稳态触发器 220
6.4.3集成单稳态触发器 221
6.4.4单稳态触发器应用 224
本章小结 226
习题 226
第7章 存储器、复杂可编程器件和现场可编程门阵列 232
7.1概述 232
7.1.1半导体存储器的特点及分类 232
7.1.2半导体存储器的技术指标 233
7.2只读存储器 233
7.2.1固定只读存储器（ROM） 233
7.2.2可编程只读存储器（PROM） 235
7.2.3可擦除可编程只读存储器 236
7.2.4 ROM应用示例 236
7.3随机存取RAM 239
7.3.1静态RAM 240
7.3.2动态RAM 241
7.3.3集成RAM简介 242
7.3.4 RAM的扩展 242
7.4复杂可编程逻辑器件 244
7.4.1 CPLD的结构 244
7.4.2 CPLD编程简介 247
7.5现场可编程门阵列 248
7.5.1 FPGA中编程实现逻辑功能的基本原理 248
7.5.2 FPGA的结构 250
7.5.3 FPGA编程简介 256
本章小结 258
习题 259
第8章 数/模和模/数转换 262
8.1 D/A转换器 263
8.1.1 D/A转换器的基本原理 263
8.1.2二进制权电阻DAC 263
8.1.3 R-2R倒T型电阻网络DAC 264
8.1.4权电流型D/A转换器 265
8.1.5集成DAC及其应用 266
8.1.6 D/A转换器的主要技术指标 269
8.2 A/D转换器 270
8.2.1 A/D转换的一般步骤和取样定理 270
8.2.2取样-保持电路 272
8.2.3并行比较ADC 273
8.2.4反馈比较式ADC 275
8.2.5双积分ADC 278
8.2.6集成ADC应用示例 279
8.2.7 ADC的主要技术指标 281
本章小结 282
习题 283
第9章 EDA技术及应用 284
9.1概述 284
9.1.1 EDA技术的含义 284
9.1.2 EDA技术的发展历程 285
9.1.3 EDA的工程设计流程 286
9.2大规模可编程逻辑器件 287
9.2.1可编程逻辑器件的发展及分类 288
9.2.2 CPLD/FPGA结构及工作原理 289
9.3 EDA工具软件 291
9.3.1常见的EDA工具软件 291
9.3.2 Quartus Ⅱ操作指南 292
本章小结 302
习题 303
第10章 典型数字系统设计 304
10.1数字系统概述 304
10.1.1数字系统的组成 304
10.1.2数字系统的设计方法 305
10.2跑马灯设计 310
10.2.1设计要求 310
10.2.2电路状态转换 310
10.2.3 Verilog HDL程序实现 310
10.2.4仿真结果 313
10.3数字频率计 314
10.3.1设计要求 314
10.3.2设计原理 314
10.3.3设计方法 314
10.3.4仿真结果 317
本章小结 317
习题 317
参考文献 318