第0章 绪论 1
0.1数字信号与数字电路 1
0.1.1数字信号的特点 1
0.1.2数字信号的优点 2
0.2数字系统的实现方法 3
0.2.1全硬件实现 3
0.2.2程序＋存储器的实现方法 4
0.3计算机的基本结构与运行方式 6
0.3.1计算机的基本结构 6
0.3.2计算机的运行方式 7
0.4数字系统设计实例 8
0.5本书的主要内容与学习方法 9
总结 9
习题 10
第1章 数字系统中的数制和码制 11
1.1数字系统中的数制 11
1.1.1十进制 11
1.1.2R进制 11
1.1.3二进制 12
1.1.4二进制的优点 12
1.1.5数制间的转换 14
1.1.6八进制与十六进制 15
1.2数字系统中数的表示方法与格式 17
1.2.1码的概念（二进制码与循环码） 17
1.2.2实数在数字系统中的表示方法 18
1.2.3定点数与浮点数 21
1.2.4十进制数的表示方法 23
1.3非数值数据在数字系统中的表示方法 24
总结 26
习题 26
第2章 逻辑函数与门网络 30
2.1逻辑代数的基本知识 30
2.1.1逻辑代数的基本运算 30
2.1.2逻辑代数的基本定律 34
2.1.3逻辑代数的基本规则 35
2.1.4逻辑代数的常用公式 36
2.1.5逻辑运算的完备集 37
2.2逻辑函数及其描述方法 37
2.2.1逻辑表达式 37
2.2.2逻辑图 38
2.2.3真值表 38
2.2.4卡诺图 39
2.2.5标准表达式 39
2.2.6最大项和标准或-与表达式 41
2.2.7非完全定义逻辑函数的描述 42
2.3门电路的基本知识 44
2.3.1正逻辑与负逻辑 44
2.3.2非门的电路模型 44
2.3.3其他门电路 45
2.3.4门电路的主要技术要求 46
2.3.5互补输出结构与开路门、三态门 51
2.3.6数字信号的传送与传输门（TG） 54
2.3.7集成门电路的外部封装 55
2.4逻辑函数的简化 55
2.4.1逻辑简化的意义与标准 55
2.4.2公式法简化 56
2.4.3卡诺图法简化 57
2.4.4计算机辅助逻辑简化 59
2.5组合逻辑电路 60
2.5.1组合逻辑电路的定义与特点 60
2.5.2组合逻辑电路的分析 61
2.5.3用混合逻辑电路图的方法描述组合逻辑电路 65
2.5.4组合逻辑电路的语言描述 67
2.5.5几种常用的组合逻辑模块 69
2.6组合逻辑电路的设计 82
2.6.1根据真值表设计 82
2.6.2使用模块根据算法设计 89
2.6.3用存储器与可编程逻辑器件实现组合逻辑电路 92
2.7电子设计自动化与逻辑模拟 93
2.7.1电子设计自动化（EDA）概述 93
2.7.2逻辑模拟 94
2.8组合逻辑电路的竞争与险象 99
2.8.1产生险象的原因 99
2.8.2消除险象的方法 102
2.9组合逻辑电路设计实例 102
总结 104
习题 106
第3章 时序逻辑电路 117
3.1触发器的原理与应用 117
3.1.1基本SR触发器 117
3.1.2锁存器 121
3.1.3触发器的无竞态触发方式 122
3.1.4带直接清除端的触发器 126
3.1.5触发器的应用 127
3.2时序逻辑电路的基本结构与描述方法 129
3.2.1时序逻辑电路的基本结构与行为特征 129
3.2.2时序逻辑电路的描述方法 129
3.3时序逻辑电路的分析方法 136
3.3.1传统的时序逻辑电路分析方法 136
3.3.2以集成计数器为核心的时序逻辑电路的分析方法 139
3.3.3以集成移位寄存器为核心的时序逻辑电路的分析方法 145
3.3.4以集成寄存器（锁存器）为核心的时序逻辑电路分析 149
3.3.5异步时序逻辑电路的分析 152
3.3.6时序逻辑电路的延时分析 155
3.4时序逻辑电路的设计方法 156
3.4.1传统的时序逻辑电路设计方法 156
3.4.2采用MSI时序逻辑功能模块设计 165
3.4.3时序逻辑电路的其他设计方法 170
3.5时序逻辑电路设计实例 174
总结 179
习题 180
第4章 可编程逻辑器件 190
4.1专用集成电路 190
4.1.1掩模设计 190
4.1.2编程设计 191
4.2可编程逻辑器件的电路结构 194
4.2.1简单可编程逻辑器件（SPLD） 194
4.2.2复杂可编程逻辑器件（CPLD） 200
4.2.3现场可编程门阵列（FPGA） 204
4.2.4CPLD与FPGA的性能比较 206
4.3可编程逻辑器件的使用 209
4.3.1PLD的设计流程 209
4.3.2开发软件使用方法 211
4.4VHDL语言 213
4.4.1概述 213
4.4.2程序包 214
4.4.3实体 214
4.4.4结构体 215
4.5可编程片上系统（SoPC） 221
4.6PLD设计举例 221
总结 225
习题 226
第5章 算术逻辑运算电路 228
5.1基本算术运算电路 228
5.1.1加法器 228
5.1.2数值比较器 232
5.1.3移位运算 233
5.2复杂运算电路的设计 234
5.2.1用基本运算电路配合控制程序的实现方法 234
5.2.2乘法电路 237
5.2.3除法电路 245
5.3BCD码算法 250
5.3.1 1位BCD码运算 250
5.3.2多位BCD码加法电路 251
5.3.3BCD码乘法 253
5.4逻辑运算和中规模集成ALU 253
5.5运算电路设计实例 255
总结 257
习题 258
第6章 存储器 261
6.1半导体存储器 261
6.1.1存储器的基本结构 261
6.1.2线性译码方式 262
6.1.3双向译码方式 263
6.1.4存储器容量的扩展 266
6.1.5静态RAM的读/写过程 267
6.1.6动态RAM的概念 269
6.2只读存储器 271
6.2.1固定ROM 272
6.2.2可编程ROM 272
6.2.3用ROM实现时序逻辑电路 273
6.3其他存储器 277
6.3.1磁表面存储器 277
6.3.2光学存储器 281
6.4计算机中的存储器体系与管理 283
6.4.1存储器的层次化体系 283
6.4.2超高速缓存与主存之间的数据交换 284
6.5存储器设计实例 285
总结 287
习题 287
第7章 终端、总线和接口 293
7.1外部信息与二进制代码之间的转换 294
7.1.1部分输入设备的转换原理与相关接口 294
7.1.2部分输出设备的转换原理 299
7.2数模与模数转换 304
7.2.1传感器与信号调理电路 304
7.2.2数模转换的基本原理 305
7.2.3常用的D/A转换方案 305
7.2.4D/A转换的主要技术指标 310
7.2.5A/D转换的基本原理 312
7.2.6几种常见的A/D转换方案 316
7.3系统总线 324
7.3.1总线的标准 324
7.3.2设备与总线的连接 324
7.3.3计算机总线的分类与标准 326
7.4接口电路 327
7.4.1计算机与终端的信息交换方式 327
7.4.2数模和模数转换常用集成芯片及其与数字系统之间的接口 331
7.5数字数据的远地传送 335
7.5.1数据串行传送方式 335
7.5.2校验码及校验电路 336
7.5.3串并转换与并串转换电路 337
7.6接口电路设计实例 338
总结 340
习题 341
第8章 数字系统与控制器设计 348
8.1数字系统的设计过程 348
8.1.1系统调研，确定初步方案 349
8.1.2逻辑划分，确定详细方案 350
8.1.3选择器件，确定具体电路 352
8.2全硬件数字系统控制器设计 358
8.2.1硬件控制器设计 358
8.2.2微程序控制器 362
8.3数字系统的软件实现方法 364
8.3.1模型计算机的指令系统 364
8.3.2模型计算机CPU的组成（硬件结构） 368
8.4模型计算机的控制器设计 370
8.4.1指令的执行过程分析 370
8.4.2组合电路控制器设计 373
8.4.3模型计算机微程序控制器 377
8.5数字系统与控制器设计实例 383
总结 388
习题 389
第9章 数字集成逻辑电路及其应用 392
9.1晶体管开关电路 392
9.1.1MOS晶体管的开关特性 392
9.1.2单沟道模拟开关电路 393
9.1.3CMOS双向模拟开关单元 394
9.1.4CMOS多路模拟开关（AMUX） 395
9.1.5双极型模拟开关 397
9.1.6二极管开关 400
9.2门电路 402
9.2.1门电路的基本结构 402
9.2.2门电路的传输特性与技术指标 402
9.2.3几种常用的门电路工艺与结构 403
9.2.4动态门的概念 419
9.3高速MOS门电路 420
9.3.1SCFL电路的基本结构 420
9.3.2SCFL数字单元电路 422
9.3.3其他SCFL电路 425
9.4开关信号的产生 427
9.4.1张弛振荡原理 427
9.4.2双稳态触发器 431
9.4.3单稳态触发器 434
9.4.4自激多谐振荡器 439
9.4.5 555定时器 441
9.4.6负阻器件及其应用 445
9.5集成电路应用设计实例 446
总结 447
习题 448
附录一 国家标准GB4728.12—85《电气图用图形符号 二进制逻辑单元》简介 460
附录二 VHDL简明教程 466
附录三 英汉名词术语对照 509
参考文献 514