第1章 开关理论基础 1
1.1 二进制系统 1
1.1.1 连续量和离散量 1
1.1.2 开关量 2
1.1.3 数字波形 3
1.2 数制与码制 4
1.2.1 进位计数制 4
1.2.2 进位计数制的相互转换 5
1.2.3 二进制编码 7
1.3 逻辑函数及其描述工具 9
1.3.1 逻辑函数的基本概念 9
1.3.2 逻辑函数的描述工具 9
1.3.3 基本逻辑运算 10
1.3.4 正逻辑、负逻辑、三态门 15
1.4 布尔代数 15
1.4.1 布尔代数的基本定律 15
1.4.2 布尔代数运算的基本规则 16
1.4.3 用布尔代数简化逻辑函数 17
1.5 卡诺图 19
1.5.1 卡诺图的结构与特点 20
1.5.2 用卡诺图简化逻辑函数 23
1.6 数字集成电路 26
1.6.1 集成电路的制造技术类型 26
1.6.2 集成电路的封装类型 27
1.6.3 集成电路的规模类型 28
1.6.4 集成电路的使用特性 28
小结 30
习题 30
第2章 组合逻辑 32
2.1 组合逻辑分析 32
2.1.1 逐级电平推导法 32
2.1.2 列写布尔表达式法 33
2.1.3 数字波形图分析法 33
2.1.4 列写逻辑电路真值表法 34
2.1.5 组合逻辑中的竞争冒险 35
2.2 组合逻辑设计 37
2.2.1 组合逻辑设计步骤 37
2.2.2 逻辑问题的描述 37
2.2.3 利用任意项的逻辑设计 39
2.3 组合逻辑电路的等价变换 40
2.3.1 狄摩根定理的应用 40
2.3.2 与非门、或非门作为通用元件 41
2.3.3 利用与非门／非或门进行等价变换 42
2.3.4 逻辑函数的“与或非”门实现 42
2.4 数据选择器与分配器 43
2.4.1 数据选择器 43
2.4.2 数据分配器 44
2.5 译码器和编码器 45
2.5.1 译码器 45
2.5.2 编码器 47
2.6 数据比较器和加法器 50
2.6.1 数据比较器 50
2.6.2 加法器 52
2.7 奇偶校验器 53
2.7.1 奇偶校验的基本原理 53
2.7.2 具有奇偶校验的数据传输 54
小结 55
习题 55
第3章 时序逻辑 58
3.1 锁存器 58
3.1.1 锁存器的基本特性 58
3.1.2 基本SR锁存器 59
3.1.3 门控SR锁存器 60
3.1.4 门控D锁存器 61
3.2 触发器 61
3.2.1 SR触发器 62
3.2.2 D触发器 64
3.2.3 JK触发器 65
3.2.4 触发器的应用和时间参数 67
3.3 寄存器和移位寄存器 68
3.3.1 寄存器 68
3.3.2 移位寄存器 69
3.4 计数器 71
3.4.1 同步计数器 71
3.4.2 异步计数器 74
3.4.3 中规模集成计数器及应用 75
3.5 定时脉冲产生器 80
3.5.1 时钟脉冲源电路 80
3.5.2 节拍脉冲产生器 82
3.5.3 数字钟 84
3.6 同步时序逻辑分析 85
3.6.1 同步时序逻辑电路的描述工具 85
3.6.2 同步时序逻辑电路分析的一般方法 86
3.7 同步时序逻辑设计 90
3.7.1 同步时序逻辑设计方法和步骤 90
3.7.2 建立原始状态表的方法 94
3.7.3 状态编码 95
小结 98
习题 98
第4章 存储逻辑 102
4.1 特殊存储部件 102
4.1.1 寄存器堆 102
4.1.2 寄存器队列 103
4.1.3 寄存器堆栈 104
4.2 随机读写存储器RAM 105
4.2.1 RAM的逻辑结构 105
4.2.2 地址译码方法 106
4.2.3 SRAM存储器 108
4.2.4 DRAM存储器 108
4.3 只读存储器ROM 111
4.3.1 掩模ROM 111
4.3.2 可编程ROM 114
4.4 FLASH存储器 116
4.4.1 FLASH存储元 116
4.4.2 FLASH存储器的基本操作 116
4.4.3 FLASH存储器的阵列结构 117
4.5 存储器容量的扩充 118
4.5.1 字长位数扩展 118
4.5.2 字存储容量扩展 119
4.5.3 存储器模块条 120
小结 121
习题 121
第5章 可编程逻辑 122
5.1 PLD的基本概念 122
5.1.1 可编程阵列 122
5.1.2 PLD的类型 125
5.2 现场可编程门阵列FPGA 127
5.2.1 FPGA的基本结构 127
5.2.2 可组态逻辑块CLB 127
5.2.3 SRAM为基础的FPGA 129
5.3 在系统可编程ISP 130
5.3.1 ispLSI器件的体系结构 131
5.3.2 在系统编程原理 137
5.4 可编程逻辑的原理图方式设计 139
5.4.1 编程环境和设计流程图 139
5.4.2 设计输入 141
5.4.3 功能模拟 143
5.4.4 综合和实现（软件） 144
5.4.5 时序模拟 145
5.4.6 器件下载 146
5.5 可编程逻辑的VHDL文本方式设计 146
5.5.1 VHDL的基本概念 146
5.5.2 VHDL的组合逻辑设计 148
5.5.3 VHDL的时序逻辑设计 152
小结 155
习题 155
第6章 数字系统 157
6.1 数字系统的基本概念 157
6.1.1 一个数字系统实例 157
6.1.2 数字系统的基本模型 158
6.1.3 数字系统与逻辑功能部件的区别 159
6.2 数据通路 160
6.2.1 总线结构 160
6.2.2 数据通路实例 162
6.3 由顶向下的设计方法 165
6.3.1 数字系统的设计任务 165
6.3.2 算法状态机和算法流程图 167
6.4 小型控制器的设计 170
6.4.1 控制器的基本概念 170
6.4.2 计数器型控制器 170
6.4.3 多路选择器型控制器 173
6.4.4 定序型控制器 176
6.5 微程序控制器的设计 178
6.5.1 微程序控制的基本原理 178
6.5.2 微程序控制器的一般结构 179
6.5.3 微程序控制器的设计 180
6.6 数字系统设计实例 185
6.6.1 由顶向下——子系统的划分 185
6.6.2 小型控制器的实现方案 186
6.6.3 微程序控制器的实现方案 188
小结 189
习题 190
第7章 教学实验设计 192
7.1 教学实验仪器与测试工具 192
7.1.1 TEC-5A/5B数字逻辑与计算机组成实验系统 192
7.1.2 示波器 193
7.1.3 数字万用表 196
7.1.4 逻辑测试笔 197
7.2 基本逻辑门和三态门实验 198
7.3 数据选择器、译码器、全加器实验 200
7.4 触发器、移位寄存器实验 202
7.5 计数器实验 204
7.6 四相时钟分配器实验 204
7.7 E2PROM实验 206
7.8 可编程器件的原理图方式设计实验 207
7.9 可编程器件的VHDL文本方式设计实验 208
第8章 课程综合设计 212
8.1 简易频率计设计 212
8.2 交通灯控制器设计 213
8.3 电子钟设计 214
8.4 药片装瓶系统设计 214
参考文献 216
附录A 《数字逻辑与数字系统》（第四版）配套课件与设备 217
附录B “数字逻辑与数字系统”精品课程建设经验 218