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第一章 二进制数及其运算1

引言1

1.1 无符号二进制数的算术运算1

1.1.1 无符号二进制数的加法运算1

1.1.2 无符号二进制数的减法运算2

1.1.3 无符号二进制数的乘法运算2

1.1.4 无符号二进制数的除法运算3

1.2 有符号二进制数4

1.2.1 二进制原码4

1.2.3 二进制补码5

1.2.2 二进制反码5

1.2.4 关于有符号二进制数的4个公式6

1.2.5 二进制补码的真值的两种求法7

1.2.6 对于带小数的有符号二进制数的处理7

1.2.7 数制的取值范围8

1.2.8 溢出8

1.2.9 有符号二进制数码位数的扩展及压缩8

1.2.10 先扩展符号位，再进行求补运算10

1.3 二进制补码的算术运算11

1.3.1 二进制补码的加法运算11

1.3.2 二进制补码的减法运算13

1.3.3 二进制补码的乘法运算15

1.3.4 二进制补码的除法运算17

小结20

思考题和习题20

第二章 数字系统的一般设计方法22

引言22

2.1 时钟偏移问题23

2.2 异步输入及同步器25

2.2.1 异步输入25

2.2.2 简单同步器中的暂稳态25

2.2.3 同步器故障间隔平均时间26

2.2.4 常用同步器及其设计31

2.2.5 多周同步器33

2.2.6 按钮单同步脉冲产生器34

2.3 数字系统的设计方法35

2.3.1 试凑法36

2.3.2 数字系统由上向下设计法的工具——时序流程图37

2.3.3 数字系统由上向下设计法的工具——状态图40

2.3.4 经典法41

2.3.5 降维卡诺图法44

2.3.6 状态图法51

2.3.7 多路开关法58

2.3.8 每个状态一个触发器法(环形计数器法)64

2.3.9 微程序法69

小结73

思考题和习题73

第三章 用寄存器传送语言设计数字系统75

引言75

3.1 寄存器传送语言75

3.1.1 标识符75

3.1.2 操作符75

3.1.3 语句及其硬件实现76

3.2 硬件程序举例82

3.3 8位总线-16位总线转换器(接口)83

3.3.1 硬件程序83

3.3.2 控制器的设计84

3.3.3 受控电路的设计87

3.4 用硬件程序法设计交通灯控制系统88

3.5 二进制补码乘法器90

3.5.1 系统级设计90

3.5.2 逻辑级设计93

小结99

思考题和习题100

引言101

第四章 可编程逻辑器件及其应用101

4.1 可编程只读存储器102

4.1.1 PROM的内部结构102

4.1.2 EPROM和微处理器的连接103

4.2 现场可编程逻辑阵列104

4.2.1 用FPLA构成组合逻辑电路104

4.2.2 用FPLA和触发器构成时序逻辑电路105

4.3 可编程阵列逻辑105

4.3.1 PAL16R6器件106

4.3.2 PAL器件系列107

4.4.1 ABEL语言的基本语法规则111

4.4 高级布尔方程语言ABEL111

4.4.2 ABEL源文件118

4.4.3 熔丝图120

4.4.4 ABEL3.0软件及其功能121

4.4.5 ABEL源文件的修改122

4.5 PAL器件应用举例123

4.5.1 双向总线收发器123

4.5.2 定点-浮点转换器(用PAL20R8器件实现)125

4.5.3 变模计数器(用状态图进行设计)128

4.6 通用阵列逻辑132

4.6.1 GAL16V8器件132

4.6.2 输出逻辑宏单元OLMC(n)的5种组态136

4.6.3 用GAL代替PAL器件141

4.6.4 GAL20V8器件144

4.6.5 E2CMOS编程单元147

4.6.6 GAL器件的电子标签字、结构控制字及加密单元149

4.6.7 GAL器件的上电复位及寄存器预装载功能150

4.7 用ABEL3.0软件编译处理ABEL源文件的实际过程152

4.7.1 ABEL3.o软件对系统的要求152

4.7.2 ABEL3.0软件的安装152

4.7.3 输入或编辑ABEL源文件152

4.7.4 编译处理ABEL源文件154

4.7.5 读编译处理后产生的文件(“检验和”)155

4.8.1 8输入优先级编码器161

4.8 GAL器件应用举例161

4.8.2 变模计数器(用真值表进行设计)163

4.8.3 交通灯控制系统(用GAL16V8器件实现)166

4.8.4 二进制补码乘法器的控制器(用GAL16V8器件实现)170

4.8.5 HDB3码编码器172

4.8.6 CAI滤波器180

4.8.7 步进电动机控制器184

4.8.8 用1片GAL20V8代替6片中、小规模集成电路190

小结193

思考题和习题194

5.1.2 点后缀196

5.1.1 Sma rtPart智能软件的作用196

第五章 用ABEL4.0和SmartPart智能软件设计数字系统196

5.1 不预先指明器件的设计196

引言196

5.2 ABEL4.0及SmartPart智能软件的程序流程197

5.3 不预先指明器件的设计对ABEL源文件的要求198

5.4 用ABEL4.0及SmartPart智能软件编译处理ABEL源文件的实际过程199

5.4.1 对系统的要求199

5.4.2 ABEL4.0及SmartPart智能软件的安装199

5.4.3 输入或编辑ABEL源文件199

5.4.4 编译处理ABEL.源文件201

5.4.5 观察各种文件209

5.4.6 用ABEL4.0及SmartPart智能软件编译处理ABEL源文件步骤小结214

5.5 用真值表进行不预先指明器件的设计215

5.6 用状态图进行不预先指明器件的设计217

5.7 用逻辑方程进行不预先指明器件的设计226

5.8 GAL22V10器件231

5.9 用计算机和编程器对可编程逻辑器件编程的实际过程233

5.9.1 编程的硬件准备233

5.9.2 编程的软件准备233

5.9.3 编程操作234

小结236

思考题和习题237

第六章 高密度在系统可编程大规模集成逻辑器件及其开发238

引言238

6.1 ispLSI1000系列逻辑器件239

6.1.1 ispLLSI1016器件239

6.1.2 通用逻辑块GLB240

6.1.3 输出布线区ORP241

6.1.4 I/O单元243

6.1.5 巨块的输出使能控制244

6.1.6 时钟分配网络244

6.2 ispLSI2000系列逻辑器件245

6.1.7 ispLSI1016器件引脚图245

6.3 ispLSI3000系列逻辑器件249

6.4 ispLSI逻辑器件开发系统pDS软件252

6.4.1 逻辑宏253

6.4.2 点后缀254

6.4.3 关键字255

6.4.4 运算符255

6.4.5 运行pDS软件的系统配置256

6.4.6 pDS软件设计流程256

6.4.7 逻辑分割规则257

6.4.8 输入设计和检验258

6.4.9 布线259

6.4.10 产生.JED文件259

6.5 ispLSI逻辑器件的在系统编程260

6.5.1 ispLSI器件“E2CMOS单元阵列”的编程方法260

6.5.2 编程电缆(下载电缆)及ISP接口适配器261

6.5.3 编程状态机及其指令262

6.5.4 典型的编程过程263

6.5.5 在印制电路板上编程多个ispLSI器件(菊花链)264

6.5.6 ispLSI器件内的寄存器预装载测试265

6.6.1 逻辑分割，选器件型号266

6.6 ispLSI逻辑器件应用举例——异步时序逻辑电路266

6.6.2 安装pDS软件267

6.6.3 上机操作步骤及编程267

6.6.4 观察文件273

6.7 用逻辑宏进行设计278

小结281

思考题和习题282

参考文献282

附录A GAL16V8B/BL的技术规格284

附录B GAL22V10B/BL的技术规格287

附录C ispLSI1016的技术规格289

附录D 国际标准逻辑图符号摘要290