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引论1

第1章　数制与编码12

1-1　数制12

1.1.1 十进制和任意进制12

1.1.2　二进制13

1.1.3　二进制数的算术运算16

1.1.4　十六进制和八进制19

1-2　二值编码20

1.2.1　格雷码21

1.2.2　带符号数的编码表示法23

1.2.3　用反码和补码进行加／减运算24

1.2.4　二-十进制码27

1.2.5　ASCII码30

1-3　可靠性编码31

1.3.1　奇偶校验码32

1.3.2　Berger码32

1.3.3　纠错码的基本概念33

1-4　应用实例33

本章习题35

第2章　组合逻辑函数39

2-1　布尔代数39

2.1.1　代入规则41

2.1.2　反演规则41

2.1.3　对偶规则42

2-2　逻辑函数和逻辑表达式42

2.2.1　导出逻辑表达式与真值表43

2.2.2　积之和表达式与最小项表达式44

2.2.3　和之积表达式与最大项表达式46

2-3　逻辑图48

2-4　卡诺图及逻辑化简52

2.4.1　真值表与卡诺图52

2.4.2　表达式与卡诺图54

2.4.3 由卡诺图写出最简表达式57

2.4.4　未完全规定的逻辑函数的化简61

2-5　计算机辅助逻辑化简63

2.5.1　逻辑函数的描述64

2.5.2　蕴涵65

2.5.3　一种启发式逻辑函数最小化算法66

2.5.4 ESPRESSO算法67

本章习题69

第3章　组合逻辑电路设计77

3-1　集成逻辑电路的电气特性77

3.1.1　集成电路的主要电气指标78

3.1.2　逻辑电路的输出结构83

3.1.3　正、负逻辑极性84

3.1.4　逻辑符号85

3-2　组合逻辑电路的门级实现86

3-3　常用组合逻辑模块及其应用92

3.3.1　4位并行加法器92

3.3.2　数值比较器95

3.3.3　编码器96

3.3.4　译码器98

3.3.5　数据选择器104

3-4　基于功能分解的组合电路设计方法109

3.4.1　功能分析和函数分解109

3.4.2　改进原电路，实现逻辑功能113

3.4.3　积木块化设计115

3-5　险象与竞争118

3.5.1　不考虑延迟时的电路输出119

3.5.2　逻辑险象及其消除119

3.5.3　功能险象122

3.5.4　输入信号的上升及下降时间引起的毛刺125

3.5.5　动态险象125

本章习题127

第4章　时序电路基础135

4-1　集成锁存器和触发器135

4.1.1　S-R锁存器135

4.1.2　时钟S-R锁存器140

4.1.3　D触发器142

4.1.4　J-K触发器147

4.1.5 T与T＇触发器150

4.1.6　脉冲反馈型异步计数器151

4-2　同步时序电路153

4.2.1 同步时序电路的结构和代数法描述153

4.2.2　米里型电路的状态表（图）155

4.2.3　莫尔型电路的状态表（图）158

4.2.4　功能表描述159

4.2.5 自启动161

4.2.6　异步信号的处理164

4-3　集成计数器及其应用166

4.3.1　集成计数器166

4.3.2　任意模计数器169

4.3.3　计数器的扩展171

4.3.4　集成计数器应用举例173

4-4　集成移位寄存器及其应用176

4.4.1　集成移位寄存器176

4.4.2　移位型计数器177

4.4.3 串-并变换器及并-串变换器178

4.4.4　线性移位寄存器181

4-5　存储器182

4.5.1　随机访问存储器183

4.5.2　只读存储器190

4.5.3　存储器扩展与地址译码194

4-6　异步时序电路分析196

4.6.1　脉冲异步电路分析197

4.6.2　电平异步电路分析202

4-7　应用实例210

4.7.1　数码预置电路211

4.7.2　键盘扫描电路211

4.7.3　报警装置的密码控制电路213

本章习题216

第5章 时序电路设计232

5-1　原始状态表的建立232

5-2　用触发器实现同步时序电路239

5.2.1 状态化简240

5.2.2　状态分配244

5.2.3　导出激励方程和输出方程245

5.2.4　设计举例248

5.2.5　时钟偏移249

5-3　用MSI时序模块实现同步时序电路251

5.3.1　用集成计数器设计同步时序电路252

5.3.2　用多D触发器设计同步时序电路255

5-4　脉冲异步时序电路的设计257

本章习题262

第6章 数字系统设计与仿真267

6-1　算法流程图及ASM图268

6.1.1　算法流程图270

6.1.2　算法设计271

6.1.3　电路划分与逻辑框图274

6.1.4　数据处理单元的设计277

6.1.5　ASM图278

6.1.6　控制单元的设计282

6.1.7　设计举例286

6-2　硬件描述语言VHDL294

6.2.1　设计实体295

6.2.2　数据对象、类型及运算符298

6.2.3　顺序语句301

6.2.4　并行语句303

6.2.5　程序包与设计库309

6.2.6　应用实例310

6-3　数字系统的仿真验证317

6.3.1　逻辑验证和逻辑模拟317

6.3.2　逻辑仿真的工具及应用319

本章习题325

第7章　可编程逻辑器件及其应用328

7-1　PLD的基本原理330

7.1.1 PLD的基本组成330

7.1.2　PLD的编程331

7.1.3　阵列结构331

7.1.4　PLD中阵列的表示方法333

7-2　简单可编程逻辑器件SPLD335

7.2.1　可编程只读存储器PROM336

7.2.2　可编程逻辑阵列PLA340

7.2.3　可编程阵列逻辑PAL343

7.2.4　通用阵列逻辑GAL347

7.2.5　输出逻辑宏单元OLMC348

7.2.6　OLMC的输出结构349

7-3　高密度可编程逻辑器件HDPLD351

7.3.1 HDPLD概述351

7.3.2 HDPLD组成352

7.3.3 HDPLD的宏单元360

7.3.4 HDPLD的输入／输出单元362

7.3.5 HDPLD的可编程连线资源364

7.3.6 ISP和ICR编程技术366

7-4　用PLD实现数字系统367

7.4.1 常用PLD器件与开发工具367

7.4.2　设计流程369

7.4.3　设计实例370

本章习题383

第8章 数字电路测试和可测试设计392

8-1　数字电路的故障检测392

8.1.1　故障模型394

8.1.2　用通路敏化法导出测试码395

8.1.3　构成完全检测测试集397

8.1.4　伪穷举测试和伪随机测试398

8.1.5　同步时序电路的测试399

8-2　数字电路的可测试设计400

8.2.1　可控制性和可观察性400

8.2.2　改善电路可测试性的方法402

8.2.3　扫描设计技术405

8-3　边界扫描设计408

8.3.1　边界扫描芯片的结构408

8.3.2　利用边界扫描设计进行板级故障检测413

8-4　内自测试415

8.4.1　测试设备和内自测试组成415

8.4.2　特征分析器416

8.4.3　内建逻辑模块观察器418

本章习题420

第9章 集成数模和模数转换器的原理与组成423

9-1　集成数模转换器423

9.1.1 常用D/A转换技术425

9.1.2　集成DAC的组成435

9.1.3　DAC的主要技术参数436

9.1.4　集成DAC芯片的选择439

9.1.5　典型集成DAC应用举例441

9-2　集成模数转换器444

9.2.1 A/D转换的一般过程445

9.2.2　常用A/D转换技术449

9.2.3　集成ADC的组成466

9.2.4　ADC的主要技术参数467

9.2.5　集成ADC芯片的选择468

9.2.6　典型集成ADC应用举例470

9-3　ADC和DAC的应用实例——数据采集和控制系统471

9.3.1 系统功能472

9.3.2　系统方案472

9.3.3 电路设计474

本章习题476

参考书目488

汉英名词术语对照489