第1章 数字逻辑基础 1
1.1 概述 1
1.1.1 数字技术的特点 1
1.1.2 数字电路的发展 2
1.1.3 数字电路的研究对象、分析工具及描述方法 3
1.2 数制与码制 3
1.2.1 基数、位权的基本概念 3
1.2.2 几种常用的数制 4
1.2.3 数制之间的相互转换 5
1.2.4 码制 8
1.3 三种基本逻辑运算 9
1.3.1 与运算 10
1.3.2 或运算 11
1.3.3 非运算 12
1.3.4 常用复合逻辑 12
1.4 逻辑代数的基本定理 13
1.4.1 逻辑代数的基本定律 13
1.4.2 基本规则 15
1.4.3 基本定律的应用 16
1.5 逻辑函数及其表示方法 17
1.5.1 逻辑函数的定义 17
1.5.2 逻辑函数的表示方法 17
1.6 逻辑函数的化简 19
1.6.1 逻辑函数化简的意义 19
1.6.2 代数化简法 20
1.6.3 卡诺图化简法 23
本章小结 30
思考题与习题 30
第2章 逻辑门电路 33
2.1 简单的与、或、非门电路 33
2.1.1 二极管的开关特性 33
2.1.2 三极管的开关特性 34
2.1.3 简单的与、或、非门电路 36
2.2 TTL与非门电路 39
2.2.1 TTL与非门的工作原理 39
2.2.2 TTL与非门的夕特性 41
2.2.3 TTL与非门的主要参数 44
2.2.4 抗饱和TTL电路 48
2.2.5 集电极开路与非门和三态与非门 49
2.3 CMOS门电路 53
2.3.1 NMOS逻辑门电路 53
2.3.2 CMOS逻辑门电路 54
2.3.3 CMOS传输门 57
2.4 逻辑门电路使用中的几个实际问题 58
2.4.1 各种门电路之间的接口问题 58
2.4.2 多余输入端的处理措施 60
2.4.3 集成逻辑门器件的选择 60
本章小结 61
思考题与习题 61
第3章 组合逻辑电路 65
3.1 概述 65
3.1.1 组合逻辑电路的特点 65
3.1.2 组合逻辑电路逻辑功能描述方式及其相互关系 66
3.2 组合逻辑电路的分析方法 69
3.3 组合逻辑电路设计的一般方法 72
3.4 编码器与译码器 74
3.4.1 编码器 74
3.4.2 译码器 79
3.5 数据分配器与数据选择器 86
3.5.1 数据分配器 86
3.5.2 数据选择器 87
3.6 算术运算电路 91
3.6.1 加法器 91
3.6.2 二进制减法运算 93
3.6.3 加法器应用举例 96
3.6.4 数值比较器 97
3.7 组合逻辑电路应用举例 100
3.7.1 奇偶发生器／校验器在数据传输中的应用 101
3.7.2 简易交通信号灯控制电路 102
3.7.3 全加器电路实现形式的多样性讨论 104
3.8 组合逻辑电路中的竞争-冒险 108
3.8.1 产生竞争-冒险的原因 108
3.8.2 冒险现象的判别 110
3.8.3 消除冒险现象的方法 112
本章小结 113
思考题与习题 114
第4章 触发器 120
4.1 概述 120
4.2 触发器的电路结构与工作原理 121
4.2.1 基本RS触发器 121
4.2.2 同步RS触发器 124
4.2.3 主从触发器 128
4.2.4 边沿触发器 131
4.3 触发器的逻辑功能及其描述方法 134
4.3.1 RS触发器 135
4.3.2 JK触发器 136
4.3.3 D触发器 136
4.3.4 T触发器 138
4.4 触发器的动态工作特性 140
4.4.1 传输延迟时间 140
4.4.2 建立时间 140
4.4.3 保持时间 141
4.4.4 最大时钟频率 141
本章小结 142
思考题与习题 142
第5章 时序逻辑电路 148
5.1 概述 148
5.1.1 时序逻辑电路的一般结构形式 148
5.1.2 时序逻辑电路的描述方法 149
5.2 时序逻辑电路的分析方法 150
5.2.1 同步时序逻辑电路分析举例 150
5.2.2 异步时序电路分析举例 153
5.3 寄存器和移位寄存器 154
5.3.1 寄存器 154
5.3.2 移位寄存器 155
5.4 计数器 158
5.4.1 2n进制计数器组成规律 158
5.4.2 集成计数器 161
5.4.3 计数器的设计方法 167
5.5 顺序脉冲发生器与序列信号发生器 176
5.5.1 顺序脉冲发生器 176
5.5.2 序列信号发生器 177
5.6 时序逻辑电路应用举例 179
5.6.1 定周期交通信号灯控制电路 179
5.6.2 多路脉冲信号形成电路 179
本章小结 180
思考题与习题 180
第6章 半导体存储器 185
6.1 概述 185
6.2 只读存储器 188
6.3 随机存储器 195
本章小结 201
思考题与习题 201
第7章 脉冲波形的产生与变换 205
7.1 概述 205
7.2 多谐振荡器 206
7.2.1 反相器与RC元件组成的环形多谐振荡器 207
7.2.2 采用石英晶体的多谐振荡器 212
7.3 单稳态触发器 213
7.3.1 门电路与RC元件构成的单稳态触发器 213
7.3.2 集成单稳态触发器 215
7.3.3 单稳态触发器的应用 217
7.4 施密特触发器 218
7.4.1 门电路构成的施密特触发器 219
7.4.2 施密特触发器的应用 221
7.5 555定时器及其应用 223
7.5.1 555定时器的电路组成及工作原理 223
7.5.2 555构成的施密特触发器 225
7.5.3 555构成的单稳态触发器 225
7.5.4 555构成的多谐振荡器 226
7.6 应用电路举例 229
本章小结 231
思考题与习题 231
第8章 数／模与模／数转换电路 236
8.1 概述 236
8.2 数／模转换电路 237
8.2.1 D/A转换的基本思路 237
8.2.2 典型的D/A转换电路 238
8.2.3 D/A转换器的输出方式 240
8.2.4 D/A转换器的主要技术参数 243
8.2.5 集成D/A转换器举例 244
8.3 模／数转换电路 245
8.3.1 A/D转换的基本原理 245
8.3.2 直接A/D转换器 247
8.3.3 间接A/D转换器 252
8.3.4 A/D转换器的主要技术参数 254
8.3.5 集成A/D转换器举例 255
本章小结 256
思考题与习题 256
第9章 可编程逻辑器件 259
9.1 概述 259
9.1.1 可编程逻辑器件发展过程简介 259
9.1.2 PLD的分类 260
9.1.3 PLD中门电路的习惯表示方法 262
9.2 PLA和PAL的电路结构 262
9.2.1 PLA的电路结构与应用举例 262
9.2.2 PAL的电路结构与应用举例 262
9.3 通用阵列逻辑 268
9.3.1 GAL器件的基本结构 268
9.3.2 可编程输出逻辑宏单元OLMC 268
9.3.3 GAL器件的特点 273
9.4 高密度可编程逻辑器件 273
9.4.1 典型的CPLD结构 274
9.4.2 现场可编程门阵列FPGA 279
9.4.3 CPLD与FPGA比较 282
本章小结 283
思考题与习题 283
第10章 VHDL语言简介 285
10.1 VHDL语言基础 285
10.1.1 标识符、常量及信号 286
10.1.2 数据类型 287
10.1.3 运算操作符 288
10.1.4 基本设计单元 289
10.2 常用组合逻辑功能器件的VHDL语言描述 291
10.2.1 VHDL语言的主要描述语句 291
10.2.2 常用组合逻辑功能器件的VHDL描述 294
10.3 触发器的VHDL语言描述 299
10.3.1 时钟信号的VHDL描述 299
10.3.2 D触发器的VHDL描述 300
10.3.3 JK触发器的VHDL描述 301
10.3.4 RS触发器的VHDL描述 303
10.4 常见时序逻辑电路的VHDL语言描述 304
10.4.1 生成语句及元件例化语句 304
10.4.2 寄存器的VHDL描述 306
10.4.3 计数器的VHDL描述 308
本章小结 310
思考题与习题 310
第11章 VHDL在数字系统分析与设计中的应用举例 311
11.1 键盘编码器电路组成及程序分析 311
11.2 具有基本功能的数字时钟电路的设计 315
11.2.1 设计要求及系统框图 315
11.2.2 从上到下的层次化设计 316
11.2.3 从下向上创建模块 318
11.2.4 设计顶层模块的VHDL源程序 324
11.3 简易交通信号灯控制电路的设计 327
11.3.1 设计要求及系统框图 327
11.3.2 从上到下的层次化设计 328
11.3.3 从下向上创建模块 329
本章小结 333
思考题与习题 333
参考文献 334