绪论 1
第1章 数字电路基础 5
概述 5
1.1 数制和码制 5
1.1.1 数制 5
1.1.2 几种常用数制之间的转换 7
1.1.3 码制 10
1.1.4 算术运算和逻辑运算 15
1.2 逻辑代数基础 17
1.2.1 基本逻辑运算 17
1.2.2 逻辑代数的基本公式 23
1.2.3 逻辑代数的基本定理 26
1.2.4 逻辑函数的表示方法 28
1.2.5 逻辑函数的公式法化简 33
1.2.6 逻辑函数的卡诺图法化简 36
1.2.7 具有无关项的逻辑函数及其化简 43
1.3 EDA技术基础 45
1.3.1 VHDL语言基础 45
1.3.2 Multisim 10.0软件简介 51
小结 53
思考题 53
习题 54
第2章 门电路 56
概述 56
2.1 逻辑门电路中的开关器件 57
2.1.1 二极管及其开关特性 57
2.1.2 三极管及其开关特性 58
2.1.3 MOS管及其开关特性 60
2.2 分立元件门电路 62
2.2.1 二极管与门和或门 62
2.2.2 三极管非门 64
2.2.3 MOS管非门 64
2.3 TTL门电路 64
2.3.1 TTL反相器的电路结构和工作原理 64
2.3.2 TTL反相器的外部特性 66
2.3.3 TTL反相器的动态特性 70
2.3.4 其他类型的TTL门电路 74
2.3.5 TTL数字集成电路系列 80
2.4 CMOS门电路 84
2.4.1 CMOS反相器的电路结构和工作原理 84
2.4.2 CMOS反相器的外部特性 86
2.4.3 CMOS与非门和或非门 88
2.4.4 CMOS三态门和漏极开路门 90
2.4.5 CMOS传输门 92
2.4.6 CMOS数字集成电路系列 94
2.5 门电路的VHDL描述及其仿真 96
2.5.1 门电路的VHDL描述 96
2.5.2 门电路的仿真 98
小结 99
思考题 99
习题 100
第3章 组合逻辑电路 106
概述 106
3.1 组合逻辑电路的分析 106
3.1.1 组合逻辑电路的特点 106
3.1.2 组合逻辑电路的分析方法 107
3.2 组合逻辑电路的设计 109
3.3 组合逻辑电路中的竞争与冒险 111
3.3.1 竞争与冒险的概念 112
3.3.2 竞争与冒险的识别 112
3.3.3 冒险现象的消除 114
3.4 组合逻辑电路的VHDL描述及其仿真 115
3.4.1 组合逻辑电路的VHDL描述 115
3.4.2 组合逻辑电路的仿真 117
小结 117
思考题 118
习题 118
第4章 常用组合逻辑器件 120
概述 120
4.1 编码器和译码器 121
4.1.1 编码器 121
4.1.2 译码器 125
4.1.3 显示译码器 130
4.2 数据选择器和数据分配器 132
4.2.1 数据选择器 132
4.2.2 数据分配器 134
4.3 加法器和数值比较器 135
4.3.1 加法器 136
4.3.2 数值比较器 138
4.4 中规模集成电路实现组合逻辑函数 141
小结 145
思考题 145
习题 146
第5章 时序逻辑电路 149
概述 149
5.1 触发器 151
5.1.1 基本触发器 151
5.1.2 同步触发器 153
5.1.3 边沿触发器 155
5.1.4 触发器的逻辑功能及其描述方法 158
5.2 时序逻辑电路状态的描述 163
5.3 时序逻辑电路的分析方法 167
5.3.1 时序逻辑电路的分析步骤 167
5.3.2 时序逻辑电路的分析举例 167
5.4 时序逻辑电路的设计方法 171
5.4.1 时序逻辑电路的设计步骤 171
5.4.2 时序逻辑电路的设计举例 173
5.5 时序逻辑电路的竞争与冒险 179
5.6 时序逻辑电路的VHDL描述及其仿真 182
5.6.1 时序逻辑电路的VHDL描述 182
5.6.2 时序逻辑电路的仿真 185
小结 186
思考题 187
习题 187
第6章 常用时序逻辑器件 191
概述 191
6.1 寄存器和移位寄存器 192
6.1.1 寄存器 192
6.1.2 移位寄存器 196
6.2 计数器 198
6.2.1 二进制计数器 200
6.2.2 十进制计数器 207
6.2.3 N进制计数器 211
6.3 顺序脉冲发生器 215
6.4 常用时序逻辑器件的应用 217
小结 222
思考题 222
习题 223
第7章 可编程逻辑器件 226
概述 226
7.1 可编程逻辑器件的发展 227
7.2 可编程逻辑器件的结构和表示方法 228
7.2.1 可编程逻辑器件的结构 228
7.2.2 PLD电路的表示方法 229
7.3 存储器 231
7.3.1 ROM的组成原理 231
7.3.2 ROM的分类 233
7.3.3 ROM的应用 234
7.4 PLA 236
7.4.1 基本的PLA电路 236
7.4.2 PLA的几种输出结构和反馈形式 237
7.4.3 PLA的应用举例 239
7.5 GLA 241
7.5.1 OLMC 242
7.5.2 GLA器件的结构控制字 242
7.5.3 OLMC的组态 243
7.6 EPLD 245
7.6.1 EPLD的基本结构和特点 245
7.6.2 EPLD的与－或逻辑阵列 245
7.6.3 EPLD的OLMC 246
7.7 CPLD 248
7.7.1 EAB 249
7.7.2 LE及LAB 251
7.7.3 FT 254
7.7.4 IOE 256
7.8 FPGA 258
7.8.1 FPGA的基本结构 258
7.8.2 CLB 259
7.8.3 IOB 260
7.8.4 PI 261
7.8.5 编程数据 263
7.8.6 FPGA与CPLD的比较 263
7.9 可编程逻辑器件的开发流程 264
小结 266
思考题 267
习题 267
第8章 脉冲波形的产生和整形电路 269
概述 269
8.1 555定时器 270
8.1.1 555定时器的电路结构 270
8.1.2 555定时器的基本功能 271
8.2 施密特触发器 272
8.2.1 555定时器构成的施密特触发器 272
8.2.2 集成施密特触发器 274
8.2.3 施密特触发器的应用 276
8.3 单稳态触发器 277
8.3.1 555定时器构成的单稳态触发器 278
8.3.2 集成单稳态触发器 279
8.3.3 单稳态触发器的应用 283
8.4 多谐振荡器 283
8.4.1 555定时器构成的多谐振荡器 284
8.4.2 石英晶体多谐振荡器 286
8.4.3 多谐振荡器的应用 287
小结 288
思考题 289
习题 289
第9章 数－模转换器和模－数转换器 293
概述 293
9.1 D/A转换器 294
9.1.1 倒T形电阻网络D/A转换器 294
9.1.2 权电流型D/A转换器 295
9.1.3 双极性输出D/A转换器 298
9.1.4 D/A转换器的主要技术指标 300
9.2 A/D转换器 303
9.2.1 A/D转换器的基本原理 303
9.2.2 并联比较型A/D转换器 304
9.2.3 反馈比较型A/D转换器 306
9.2.4 双积分型A/D转换器 308
9.2.5 A/D转换器的主要技术指标 311
小结 312
思考题 312
习题 313
第10章 数字系统设计基础 317
概述 317
10.1 数字系统设计方法 317
10.1.1 传统的数字系统设计方法 317
10.1.2 现代的数字系统设计方法 320
10.2 数字系统设计实例 322
10.2.1 十字路口交通灯控制器 322
10.2.2 1/100秒计时控制器 323
小结 328
思考题 328
习题 329
附录 330
附录1 数字系统设计的VHDL文件 330
附录2 基本逻辑单元图形符号对照表 338
附录3 常用数字系统名词中英文对照表 340
参考文献 343