第1章 基础知识 1
1.1概述 1
1.1.1数字信号与模拟信号 1
1.1.2数字系统的基本结构 2
1.2常用数制及其转换 3
1.2.1十进制 3
1.2.2二进制 4
1.2.3二进制与十进制之间的相互转换 4
1.2.4八进制数和十六进制数及其与二进制数之间的转换 5
1.2.5八进制在数制转换中的桥梁作用 7
1.2.6不同数制数据的后缀表示 8
1.3带符号二进制数的表示方法 8
1.3.1原码 8
1.3.2反码 9
1.3.3补码 10
1.3.4二进制数的加、减法运算 11
1.4常用编码 12
1.4.1二-十进制编码（BCD码） 12
1.4.2格雷码 14
1.4.3 ASCII码 14
1.5 Proteus软件简介 15
1.5.1 Proteus简介 15
1.5.2 Proteus ISIS简介 16
1.5.3 Proteus ISIS实用快捷键 18
本章小结 18
思考题与习题 19
第2章 逻辑代数基础 20
2.1逻辑变量与逻辑函数 20
2.2基本逻辑运算与基本逻辑门 21
2.2.1逻辑与运算和与门 21
2.2.2逻辑或运算和或门 22
2.2.3逻辑非运算和非门 23
2.2.4基本逻辑门的其他符号表示 24
2.2.5由基本逻辑门构成的其他复合门 24
2.3逻辑代数的公式与规则 25
2.3.1基本公式 25
2.3.2常用公式 26
2.3.3关于等式的基本规则 26
2.4逻辑函数的表示方法 27
2.4.1逻辑真值表 27
2.4.2逻辑函数表达式 28
2.4.3逻辑图 28
2.4.4卡诺图 29
2.4.5波形图 29
2.5逻辑函数的标准形式 29
2.5.1常用的逻辑函数式 29
2.5.2逻辑函数的与-或式和或-与式 30
2.5.3最小项和最大项 30
2.5.4逻辑函数的标准与-或式和标准或-与式 32
2.6逻辑函数的化简方法 34
2.6.1逻辑函数的公式法化简 34
2.6.2逻辑函数的卡诺图法化简 35
本章小结 43
思考题与习题 43
第3章 逻辑门电路 46
3.1基本逻辑门电路 46
3.1.1二极管门电路 46
3.1.2三极管非门电路 48
3.2 CMOS管门电路 50
3.2.1 CMOS反相器 50
3.2.2 CMOS与非门 51
3.2.3 CMOS或非门 52
3.2.4其他类型CMOS门 52
3.3 TTL门电路 54
3.3.1 TTL与非门的基本结构和工作原理 54
3.3.2 TTL与非门的电压传输特性与抗干扰能力 56
3.3.3 TTL与非门的I/O特性与带负载能力 57
3.3.4 TTL与非门的动态特性 60
3.3.5 TTL与非门的主要性能参数 61
3.4 CMOS和TTL集成逻辑门电路简介 62
3.4.1 CMOS集成逻辑门电路 62
3.4.2 TTL集成逻辑门电路 64
本章小结 65
思考题与习题 65
第4章 组合逻辑基础 67
4.1概述 67
4.2组合逻辑电路的分析 68
4.3组合逻辑电路的设计 69
4.4组合逻辑电路中的竞争-冒险 71
4.4.1竞争-冒险的产生 71
4.4.2竞争-冒险的判断 72
4.4.3竞争-冒险的消除方法 73
4.5组合逻辑电路的Verilog HDL编程入门 74
4.5.1可编程逻辑器件与硬件描述语言简介 74
4.5.2 Verilog HDL组合逻辑电路设计实例 74
本章小结 80
思考题与习题 80
第5章 组合逻辑电路 82
5.1译码器 82
5.1.1二进制译码器 82
5.1.2二-十进制译码器 85
5.1.3半导体数码管和七段字形码译码器 86
5.2编码器 88
5.2.1二进制编码器 88
5.2.2二进制优先编码器 90
5.2.3二-十进制编码器 92
5.3数据分配器与数据选择器 93
5.3.1数据选择器 93
5.3.2数据分配器 95
5.4数值比较电路 96
5.4.1比较原理 97
5.4.2 45 5位比较器 97
5.5算术运算电路 98
5.5.1二进制加法器 98
5.5.2二进制减法器 101
5.6奇偶校验电路 101
5.6.1奇偶校验的基本原理 101
5.6.2集成电路奇偶校验发生器/校验器 103
5.7中规模集成电路构成组合电路的分析与设计 104
5.7.1分析方法 104
5.7.2设计方法 106
本章小结 108
思考题与习题 108
第6章 时序逻辑基础 111
6.1时序逻辑电路概述 111
6.1.1时序逻辑电路的特点 111
6.1.2时序逻辑电路的结构模型 111
6.1.3时序逻辑电路的分类 112
6.1.4时序逻辑电路的表示方法 112
6.2触发器 114
6.2.1 RS触发器 114
6.2.2 D触发器 121
6.2.3 JK触发器 124
6.2.4 T触发器 129
6.2.5不同类型触发器间的转换 130
6.2.6集成触发器及其参数 131
6.3基于触发器时序逻辑电路的分析 138
6.3.1基于触发器时序逻辑电路的分析步骤 139
6.3.2基于触发器时序逻辑电路的分析举例 139
6.4基于触发器时序逻辑电路的设计 142
6.4.1基于触发器时序逻辑电路的设计步骤 142
6.4.2基于触发器时序逻辑电路的设计举例 143
本章小结 149
思考题与习题 149
第7章 时序逻辑电路 153
7.1寄存器 153
7.1.1数码寄存器 153
7.1.2锁存器 154
7.1.3移位寄存器 156
7.2计数器 161
7.2.1计数器分类 162
7.2.2同步集成计数器 163
7.2.3异步集成计数器 167
7.2.4基于MSI计数器的任意M进制计数器 170
7.2.5移位寄存器型计数器 177
7.3顺序脉冲发生器 180
7.3.1由计数器和译码器构成的顺序脉冲发生器 180
7.3.2环形计数器作为顺序脉冲发生器 182
7.4基于MSI时序逻辑电路的分析与设计 182
7.4.1基于MSI时序逻辑电路的分析 182
7.4.2基于MSI时序逻辑电路的设计 186
本章小结 189
思考题与习题 189
第8章 脉冲数字电路 193
8.1多谐振荡器 193
8.1.1 TTL环形多谐振荡器 193
8.1.2 CMOS多谐振荡器 200
8.2单稳态触发器 201
8.2.1微分型单稳态触发器 202
8.2.2积分型单稳态触发器 204
8.2.3集成单稳态触发器 206
8.2.4单稳态触发器的应用 208
8.3施密特触发器 210
8.3.1施密特触发器的特性 210
8.3.2门电路构成的施密特触发器 211
8.3.3集成施密特触发器 213
8.3.4施密特触发器的应用举例 213
8.4 555定时器及其应用 215
8.4.1 555定时器 215
8.4.2 555定时器构成单稳态触发器 216
8.4.3 555定时器构成多谐振荡器 218
8.4.4 555定时器构成施密特触发器 219
本章小结 220
思考题与习题 221
第9章 转换电路 224
9.1数/模转换电路 224
9.1.1数/模转换的基本概念 224
9.1.2权电阻网络DAC 225
9.1.3倒T型电阻网络DAC 226
9.1.4 DAC的主要技术指标 227
9.1.5集成DAC及应用举例 228
9.2模/数转换电路 234
9.2.1逐次逼近型ADC 236
9.2.2并行比较型ADC 238
9.2.3双积分型ADC 239
9.2.4 ADC的主要技术指标 241
9.2.5集成ADC及应用举例 241
9.3压/频转换电路 247
9.3.1电压/频率转换器LM331 247
9.3.2基于LM331的电压/频率转换电路 249
9.3.3基于LM331的频率/电压转换电路 251
本章小结 253
思考题与习题 254
第10章 可编程逻辑基础 256
10.1可编程逻辑概述 256
10.1.1 PLD分类 256
10.1.2 PLD的开发流程 257
10.1.3 PLD的逻辑表示 258
10.2通用阵列逻辑 GAL 260
10.2.1 GAL的结构及工作原理 260
10.2.2 GAL的编程 264
10.3复杂可编程逻辑器件CPLD 264
10.3.1 MAX7000系列CPLD 265
10.3.2 Altera MAX Ⅱ系列CPLD 267
10.4现场可编程门阵列FPGA 273
10.4.1 FPGA简介 273
10.4.2 Altera Cyclone系列FPGA 274
10.4.3 Cyclone FPGA器件的编程 279
10.4.4 Altera在Cyclone系列之后推出的新产品简介 284
本章小结 286
思考题与习题 287
第11章 数字系统设计基础 288
11.1数字系统概述 288
11.1.1数字系统的基本概念 288
11.1.2数字系统设计的一般过程 289
11.2数字频率计的原理与设计 290
11.2.1数字频率计的原理 290
11.2.2数字频率计的设计与实现 291
11.3十字路口交通灯控制系统设计 296
11.3.1设计要求 296
11.3.2设计原理 296
11.3.3 Proteus ISIS环境下的设计与仿真 297
11.3.4基于Verilog HDL的设计 300
本章小结 307
思考题与习题 307
附录A Proteus ISIS用法简介 309
附录B Verilog HDL语言简介 311
B.1文字规则 311
B.2数据类型 312
B.3运算符 313
B.4基本语句 314
附录C Quartus Ⅱ9.1集成开发环境用法简介 317
附录D常用IC引脚图 321
参考文献 323