第1章 概述 1
1.1 数字逻辑电路的发展简史 1
1.2 模拟与数字 2
1.2.1 模拟信号和数字信号 2
1.2.2 模拟电路和数字电路 2
1.2.3 数字系统 3
1.3 典型数字系统实例——8位模型计算机 5
1.3.1 8位模型计算机系统功能 5
1.3.2 8位模型计算机各功能部件简介 5
本章小结 6
习题 7
第2章 数制和码制 8
2.1 几种常用的数制 8
2.1.1 数制 8
2.1.2 常见的四种数制 9
2.1.3 不同进制数的相互转换 10
2.2 编码 13
2.2.1 二-十进制码 14
2.2.2 格雷码 15
2.2.3 奇偶校验码 16
2.3 原码、反码和补码 16
2.3.1 原码 17
2.3.2 反码 17
2.3.3 补码 17
本章小结 18
习题 19
第3章 逻辑代数基础 20
3.1 逻辑代数中的基本运算 20
3.1.1 三种基本运算 21
3.1.2 复合运算 22
3.2 逻辑代数的基本定律和常用公式 26
3.2.1 逻辑代数的基本定律 26
3.2.2 逻辑代数的常用公式 26
3.3 逻辑函数 27
3.3.1 逻辑函数的定义 27
3.3.2 逻辑函数的约束条件 28
3.4 逻辑函数的表示 28
3.4.1 真值表 28
3.4.2 逻辑代数式 29
3.4.3 逻辑图表示 34
3.4.4 卡诺图表示 34
3.5 逻辑代数的三个规则 37
3.6 逻辑函数的化简方法 39
3.6.1 化简逻辑函数的意义 39
3.6.2 公式化简法 40
3.6.3 卡诺图化简法 43
本章小结 47
习题 48
第4章 VHDL 51
4.1 VHDL概述 51
4.2 VHDL的基本结构 52
4.2.1 VHDL程序的基本结构与程序设计举例 52
4.2.2 实体 53
4.2.3 结构体 54
4.2.4 库、程序包及其他 55
4.3 VHDL要素 58
4.3.1 VHDL文字规则 58
4.3.2 VHDL数据对象 60
4.3.3 VHDL数据类型 61
4.3.4 VHDL操作符 64
4.4 VHDL基本语句 66
4.4.1 VHDL顺序语句 66
4.4.2 VHDL并行语句 74
4.5 VHDL描述风格 80
4.5.1 行为描述 81
4.5.2 数据流描述 82
4.5.3 结构描述 83
本章小结 85
习题 85
第5章 逻辑门电路 87
5.1 基本逻辑门电路 87
5.1.1 二极管、晶体管和场效应管的开关特性 87
5.1.2 二极管门电路 88
5.1.3 晶体管非门电路 89
5.2 TTL集成逻辑门电路 90
5.2.1 TTL与非门的基本结构和工作原理 90
5.2.2 TTL门电路的性能参数 92
5.2.3 TTL非门、或非门和与或非门 95
5.2.4 TTL集电极开路门和三态门 96
5.2.5 TTL数字集成电路的各种系列 100
5.2.6 TTL数字集成电路使用中的注意事项 102
5.3 CMOS门电路 102
5.3.1 CMOS反相器 103
5.3.2 CMOS传输门 103
5.3.3 漏极输出和三态输出的CMOS门电路 104
5.3.4 CMOS数字集成电路的各种系列 104
5.3.5 CMOS逻辑门使用中的注意事项 105
5.4 TTL与CMOS电路接口原则 105
5.4.1 TTL电路驱动CMOS电路 106
5.4.2 CMOS电路驱动TTL电路 106
5.5 其他类型逻辑门电路 107
5.5.1 ECL门电路 107
5.5.2 I2L门电路 107
本章小结 109
习题 109
第6章 组合逻辑电路 112
6.1 组合逻辑电路的特点及功能描述 112
6.2 采用SSI的组合逻辑电路的分析与设计 113
6.2.1 采用SSI的组合逻辑电路的分析 113
6.2.2 采用SSI的组合逻辑电路的设计 115
6.3 常用的MSI组合逻辑电路 120
6.3.1 加法器 120
6.3.2 译码器 124
6.3.3 编码器 133
6.3.4 数据分配器 139
6.3.5 数据选择器 141
6.3.6 数值比较器 146
6.3.7 奇偶校验电路 150
6.4 采用MSI的组合逻辑电路的分析与设计 151
6.4.1 采用MSI的组合逻辑电路的设计 151
6.4.2 采用MSI的组合逻辑电路的分析 157
6.5 组合逻辑电路的竞争-冒险 159
6.5.1 竞争-冒险产生的原因 159
6.5.2 消除冒险现象的方法 160
本章小结 163
习题 164
第7章 集成触发器 167
7.1 基本RS触发器 167
7.1.1 基本RS触发器电路组成和工作原理 168
7.1. 2 基本RS触发器描述方法 169
7.2 同步触发器 171
7.2.1 同步RS触发器 172
7.2.2 同步D触发器 173
7.2.3 同步JK触发器 174
7.2.4 同步T、T′触发器 176
7.2.5 同步触发器的特点 176
7.3 边沿触发器 177
7.3.1 边沿JK触发器 177
7.3.2 边沿D触发器 182
7.4 触发器逻辑功能的转换 185
本章小结 189
习题 189
第8章 时序逻辑电路 193
8.1 时序逻辑电路的特点及功能描述 194
8.2 时序逻辑电路分析 195
8.3 寄存器 199
8.3.1 寄存器 200
8.3.2 移位寄存器 201
8.3.3 移位寄存器的应用 204
8.4 计数器 210
8.4.1 同步计数器 210
8.4.2 异步计数器 220
8.4.3 任意进制计数器的构成方法 224
8.5 序列信号发生器 231
8.5.1 移存型序列信号发生器 231
8.5.2 计数型序列信号发生器 232
8.5.3 计数器和数据选择器组成的序列信号发生器 233
8.6 时序逻辑电路的设计 235
8.6.1 概述 235
8.6.2 同步时序逻辑电路的设计 237
本章小结 248
习题 249
第9章 脉冲产生与整形电路 252
9.1 555定时器 252
9.1.1 555定时器的电路结构 252
9.1.2 555定时器的工作原理 253
9.2 施密特触发器原理及应用 254
9.2.1 用555定时器电路组成的施密特触发器 255
9.2.2 集成施密特触发器 256
9.2.3 施密特触发器的应用 257
9.3 单稳态触发器原理及应用 258
9.3.1 用555定时器构成单稳态触发器 259
9.3.2 TTL集成单稳态触发器 260
9.3.3 单稳态触发器的应用 262
9.4 多谐振荡器原理及应用 263
9.4.1 用555定时器构成多谐振荡器 263
9.4.2 施密特触发器构成的多谐振荡器 266
9.4.3 石英晶体多谐振荡器 266
本章小结 269
习题 270
第10章 半导体存储器 273
10.1 半导体存储器概述 273
10.1.1 半导体存储器的特点与应用 273
10.1.2 半导体存储器的主要技术指标 274
10.2 顺序存储器 274
10.2.1 先入先出的顺序存储器 275
10.2.2 先入后出的顺序存储器 275
10.3 随机存储器 276
10.3.1 随机存储器概述 276
10.3.2 静态随机存储器 277
10.3.3 动态随机存储器 277
10.3.4 RAM集成芯片6264简介 278
10.4 只读存储器 278
10.4.1 只读存储器概述 278
10.4.2 固定（掩模）只读存储器 279
10.4.3 可编程只读存储器 280
10.4.4 可擦除可编程只读存储器 282
10.4.5 电可擦除可编程只读存储器 283
10.4.6 用ROM实现组合逻辑函数 284
10.4.7 快闪存储器 285
10.5 存储器容量的扩展 286
10.5.1 位扩展 286
10.5.2 字扩展 286
10.5.3 字位同时扩展 287
本章小结 289
习题 289
第11章 数模和模数转换器 290
11.1 概述 290
11.2 数模转换器 291
11.2.1 数模转换的表示 291
11.2.2 DAC的一般构成 292
11.2.3 权电阻网络DAC 293
11.2.4 DAC的主要参数 295
11.3 集成DAC及其应用 296
11.3.1 集成DAC在数字系统中的应用 296
11.3.2 集成DAC的选型原则 297
11.3.3 集成DAC应用实例 298
11.4 模数转换器 300
11.4.1 模数转换的步骤 300
11.4.2 并联比较型ADC 302
11.4.3 逐次逼近型ADC 304
11.4.4 双积分型ADC 304
11.4.5 ADC的主要参数 304
11.5 集成ADC及其应用 305
11.5.1 集成ADC在数字系统中的应用 305
11.5.2 集成ADC的选型原则 305
11.5.3 集成ADC应用实例 306
本章小结 308
习题 308
第12章 可编程逻辑器件及其应用 310
12.1 概述 310
12.1.1 可编程逻辑器件综述 310
12.1.2 可编程逻辑器件的发展历程 311
12.1.3 可编程逻辑器件的分类 311
12.2 简单PLD的可编程原理 313
12.2.1 电路符号表示 313
12.2.2 PROM、PLA、PAL及GAL 313
12.3 CPLD与FPGA的基本结构 315
12.3.1 CPLD结构 315
12.3.2 FPGA结构 317
12.3.3 CPLD和FPGA的比较 318
12.3.4 主流CPLD/FPGA厂商及其代表产品 319
12.3.5 工程项目中CPLD/FPGA芯片的选型原则 320
12.4 CPLD/FPGA的开发流程 321
12.4.1 设计输入方式 322
12.4.2 常用硬件描述语言简介 322
12.4.3 主流EDA软件概述 323
12.5 Altera主流FPGA的应用开发设计 325
12.5.1 FPGA最小系统 325
12.5.2 SOPC-NiosⅡ-EP2C35实验教学开发平台简述 325
12.5.3 基于SOPC-NiosⅡ-EP2C35实验教学开发平台的实例设计 328
本章小结 338
习题 338
第13章 数字系统设计基础 340
13.1 数字系统概述 341
13.1.1 数字系统的优点 341
13.1.2 数字系统的基本构成 341
13.2 数字系统的设计方法 343
13.2.1 传统的设计方法 343
13.2.2 基于EDA的现代数字系统设计方法 343
13.3 数字系统的设计步骤 346
13.4 状态机的设计 347
13.4.1 状态机的基本结构 350
13.4.2 状态机的分类 350
13.4.3 状态机的VHDL设计 350
13.5 数字系统设计举例 356
13.5.1 设计任务及方案构思 356
13.5.2 顶层电路的设计 357
13.5.3 次级模块电路的分析及VHDL实现 357
13.5.4 控制器的VHDL设计 369
本章小结 373
习题 373
参考文献 375