1数字逻辑基础 1
1.1数字电路与数字信号 1
1.1.1数字电路的发展历史及分类 1
1.1.2模拟信号与数字信号 4
1.1.3数字信号的描述方法 6
1.2数制 8
1.2.1十进制数 8
1.2.2二进制数 9
1.2.3十六进制数与八进制数 12
1.2.4二进制数的算术运算 14
1.3码制 15
1.3.1二-十进制编码 16
1.3.2格雷码 17
1.3.3 ASCII字符编码 18
1.4逻辑运算及逻辑门 19
1.4.1基本逻辑运算及对应的逻辑门 20
1.4.2常用复合逻辑运算及对应的逻辑门 24
1.4.3集成逻辑门电路简介 27
1.5使用逻辑门的电路举例 29
小结 32
自我检验题 32
习题 33
2逻辑代数 36
2.1逻辑代数的基本公式和规则 36
2.1.1逻辑代数的基本公式 36
2.1.2逻辑代数的基本规则 38
2.2逻辑函数的代数化简法 39
2.2.1逻辑函数的最简形式 40
2.2.2逻辑函数的代数化简法 41
2.3逻辑函数表达式的两种标准形式 44
2.3.1最小项与最小项表达式 44
2.3.2最大项与最大项表达式 45
2.4逻辑函数的卡诺图化简法 48
2.4.1用卡诺图表示逻辑函数 48
2.4.2用卡诺图化简逻辑函数 51
2.4.3含无关项的逻辑函数及其化简 54
2.4.4多输出逻辑函数的化简 56
2.5逻辑函数应用中的几个问题 57
2.5.1正逻辑与负逻辑 57
2.5.2逻辑符号的等效变换 58
小结 60
自我检验题 60
习题 61
3组合逻辑电路 64
3.1概述 64
3.2组合逻辑电路的分析 65
3.3组合逻辑电路的设计 67
3.4常用组合逻辑电路 71
3.4.1编码器 71
3.4.2译码器/数据分配器 75
3.4.3数据选择器 85
3.4.4数值比较器 90
3.4.5加法器 93
3.5组合逻辑电路的竞争-冒险 97
3.5.1竞争-冒险现象及产生的原因 97
3.5.2消去竞争-冒险的方法 98
3.6应用举例：汽车尾灯控制电路 100
3.6.1电路的组成及其功能 100
3.6.2工作原理 101
小结 102
自我检验题 103
习题 103
4锁存器和触发器 108
4.1双稳态电路的基本特性 108
4.2锁存器 109
4.2.1基本SR锁存器 109
4.2.2门控SR锁存器 113
4.2.3门控D锁存器 114
4.3触发器的电路结构和工作原理 116
4.3.1主从D触发器 116
4.3.2维持阻塞D触发器 117
4.3.3有清零输入和预置输入的D触发器 119
4.3.4带使能端的D触发器 120
4.4触发器的逻辑功能 121
4.4.1 D触发器 122
4.4.2 JK触发器 123
4.4.3 T触发器 125
4.4.4 T’触发器 126
4.5触发器的时间参数分析 127
4.6触发器的应用实例 130
小结 130
自我检验题 131
习题 132
5时序逻辑电路 137
5.1概述 137
5.1.1时序逻辑电路的基本结构及特点 137
5.1.2时序逻辑电路的分类 138
5.1.3时序电路逻辑功能的描述 139
5.2时序逻辑电路的分析 141
5.2.1同步时序逻辑电路分析的一般步骤 142
5.2.2同步时序逻辑电路的分析举例 142
5.2.3异步时序逻辑电路的分析举例 145
5.3同步时序逻辑电路的设计 147
5.3.1同步时序逻辑电路设计的一般步骤 147
5.3.2同步时序逻辑电路设计举例 149
5.4寄存器和移位寄存器 155
5.4.1寄存器 156
5.4.2移位寄存器 156
5.4.3集成移位寄存器及其应用 157
5.5计数器 159
5.5.1异步计数器 159
5.5.2同步计数器 161
5.5.3集成计数器及其应用 163
5.6应用举例：会客厅多路照明灯控制电路 169
小结 170
自我检验题 171
习题 172
6硬件描述语言Verilog HDL 180
6.1概述 180
6.2 Verilog HDL程序的基本结构 181
6.2.1简单Verilog HDL程序实例 181
6.2.2 Verilog HDL程序的基本结构 183
6.3 Verilog HDL基本语法规则 184
6.3.1词法规定 184
6.3.2逻辑值集合 185
6.3.3常量及其表示 185
6.3.4数据类型 188
6.4 Verilog HDL结构级建模 192
6.4.1多输入门 192
6.4.2多输出门 194
6.4.3三态门 195
6.4.4门级建模设计举例 196
6.5 Verilog HDL数据流建模与运算符 197
6.5.1数据流建模 197
6.5.2 Verilog HDL运算符 199
6.5.3运算符的优先级别 204
6.6 Verilog HDL行为级建模 205
6.6.1行为级建模基础 205
6.6.2触发器与移位寄存器的行为级建模 212
6.6.3计数器的行为级建模 214
6.6.4状态图的行为级建模 217
6.7分层次的电路设计方法 219
6.7.1设计方法 219
6.7.2模块实例引用语句 221
6.8 Verilog HDL设计实例 223
小结 226
自我检验题 226
习题 227
7逻辑门电路 231
7.1 CMOS逻辑门电路 231
7.1.1MOS管及其开关特性 232
7.1.2 CMOS反相器 235
7.1.3 CMOS与非门和或非门 239
7.1.4 CMOS传输门 240
7.1.5 CMOS三态输出和漏极开路输出门电路 242
7.1.6 CMOS集成电路的主要技术参数及使用中的几个问题 247
7.2 TTL逻辑门电路 252
7.2.1 BJT的开关特性 252
7.2.2 TTL反相器 253
7.2.3 TTL与非门及或非门电路 255
7.2.4 TTL门电路的输入、输出特性 256
7.2.5 TTL集电极开路输出和三态输出门电路 257
7.2.6 TTL系列门电路特性参数比较 258
7.3 BiCMOS门电路 259
7.4 CMOS与TTL门电路之间的接口问题 259
小结 263
自我检验题 263
习题 264
8半导体存储器 269
8.1只读存储器（ROM） 269
8.1.1固定ROM 270
8.1.2可编程ROM 272
8.1.3 ROM读操作实例 275
8.1.4 ROM应用举例 277
8.2随机存取存储器（RAM） 278
8.2.1 SRAM 278
8.2.2同步SRAM 282
8.2.3 DRAM 285
8.2.4 FIFO存储器及双口存储器简介 288
8.2.5存储容量的扩展 288
8.3应用举例：用RAM实现七段显示译码器 289
小结 291
自我检验题 291
习题 292
9可编程逻辑器件 294
9.1概述 294
9.1.1 PLD的历史 295
9.1.2 PLD开发流程简介 296
9.1.3 PLD器件的符号 297
9.2简单可编程逻辑器件 298
9.2.1可编程逻辑阵列PLA 298
9.2.2可编程阵列逻辑PAL 300
9.3复杂可编程逻辑器件 307
9.3.1 CPLD的基本结构 307
9.3.2逻辑块 308
9.3.3 I/O块 309
9.3.4可编程内部互连线资源 310
9.4现场可编程门阵列 311
9.4.1 FPGA实现逻辑函数的基本原理 311
9.4.2 FPGA的一般结构 313
9.4.3基于查找表（LUT）的逻辑块 314
9.4.4可编程布线资源 315
9.4.5 I/O块 316
9.5设计举例 318
小结 320
自我检验题 320
习题 321
10数模和模数转换器 325
10.1 D/A转换器 326
10.1.1 D/A转换器的基本原理 326
10.1.2倒T形电阻网络D/A转换器 328
10.1.3权电流型D/A转换器 331
10.1.4 D/A转换器的主要技术指标 332
10.2 A/D转换器 333
10.2.1 A/D转换的一般工作过程 334
10.2.2并行比较型A/D转换器 336
10.2.3逐次比较型A/D转换器 337
10.2.4双积分式A/D转换器 339
10.2.5 A/D转换器的主要技术指标 341
10.3应用举例：可编程波形产生器 342
小结 344
自我检验题 345
习题 345
11脉冲波形的产生与变换 350
11.1施密特触发器 350
11.1.1用门电路组成的施密特触发器 351
11.1.2施密特触发器的应用 353
11.2单稳态触发器 355
11.2.1用门电路组成的微分型单稳态触发器 355
11.2.2集成单稳态触发器 358
11.2.3单稳态触发器的应用 360
11.3多谐振荡器 361
11.3.1门电路组成的多谐振荡器 361
11.3.2石英晶体多谐振荡器 363
11.4 555定时器及其应用 364
11.4.1 555定时器 365
11.4.2用555组成的施密特触发器 366
11.4.3用555组成的单稳态触发器 367
11.4.4用555组成的多谐振荡器 371
11.5设计举例：顺序信号产生电路 373
小结 374
自我检验题 375
习题 376
附录A ASCII码中的控制字符 383
附录B EDA工具Quartus Ⅱ9.1简介 384
B.1 Quartus Ⅱ9.1软件主界面 384
B.2 Quartus Ⅱ的设计流程 385
B.3设计与仿真的过程 389
B.3.1建立新的设计项目 389
B.3.2输入设计文件 390
B.3.3编译设计文件 391
B.3.4设计项目的仿真验证 392
B.4引脚分配与器件编程 396
B.4.1引脚分配 396
B.4.2对目标器件编程 398
自我检验题、部分习题答案 401
参考文献 411