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第1章 概述1

1.1 数字逻辑电路的发展简史1

1.2 模拟与数字2

1.2.1 模拟信号和数字信号2

1.2.2 模拟电路和数字电路2

1.2.3 数字系统3

1.3 典型数字系统实例——8位模型计算机5

1.3.1 8位模型计算机系统功能5

1.3.2 8位模型计算机各功能部件简介5

本章小结6

习题7

第2章 数制和码制8

2.1 几种常用的数制8

2.1.1 数制8

2.1.2 常见的四种数制9

2.1.3 不同进制数的相互转换10

2.2 编码13

2.2.1 二-十进制码13

2.2.2 格雷码15

2.2.3 奇偶校验码15

2.3 原码、补码和反码16

2.3.1 原码16

2.3.2 反码17

2.3.3 补码17

本章小结18

习题18

第3章 逻辑代数基础20

3.1 逻辑代数中的基本运算20

3.1.1 三种基本运算20

3.1.2 复合运算22

3.2 逻辑代数的基本定律和常用公式25

3.2.1 逻辑代数的基本定律25

3.2.2 逻辑代数的常用公式26

3.3 逻辑函数27

3.3.1 逻辑函数的定义27

3.3.2 逻辑函数的约束条件27

3.4 逻辑函数的表示28

3.4.1 真值表28

3.4.2 逻辑代数式28

3.4.3 逻辑图表示33

3.4.4 卡诺图表示33

3.5 逻辑代数的三个规则37

3.6 逻辑函数的化简方法38

3.6.1 化简逻辑函数的意义38

3.6.2 公式化简法39

3.6.3 卡诺图化简法42

本章小结46

习题46

第4章 VHDL49

4.1 VHDL概述49

4.2 VHDL的基本结构50

4.2.1 VHDL程序的基本结构与程序设计举例50

4.2.2 实体51

4.2.3 结构体52

4.2.4 库、程序包及其他53

4.3 VHDL要素56

4.3.1 VHDL文字规则56

4.3.2 VHDL数据对象57

4.3.3 VHDL数据类型59

4.3.4 VHDL操作符62

4.4 VHDL基本语句64

4.4.1 VHDL顺序语句64

4.4.2 VHDL并行语句70

4.5 VHDL描述风格75

4.5.1 行为描述76

4.5.2 数据流描述77

4.5.3 结构描述78

本章小结80

习题80

第5章 逻辑门电路82

5.1 基本逻辑门电路82

5.1.1 二极管、晶体管和场效应管的开关特性82

5.1.2 二极管门电路83

5.1.3 晶体管非门电路84

5.2 TTL集成逻辑门电路84

5.2.1 TTL与非门的基本结构和工作原理85

5.2.2 TTL门电路的性能参数87

5.2.3 TTL非门、或非门和与或非门89

5.2.4 TTL集电极开路门和三态门90

5.2.5 TTL数字集成电路的各种系列94

5.2.6 TTL数字集成电路使用中的注意事项96

5.3 CMOS门电路96

5.3.1 CMOS反相器97

5.3.2 CMOS传输门97

5.3.3 漏极输出和三态输出的CMOS门电路98

5.3.4 CMOS数字集成电路的各种系列98

5.3.5 CMOS逻辑门使用中的注意事项99

5.4 TTL与CMOS电路接口原则99

5.4.1 TTL电路驱动CMOS电路100

5.4.2 CMOS电路驱动TTL电路100

5.5 其他类型逻辑门电路101

5.5.1 ECL门电路101

5.5.2 I2L门电路101

本章小结103

习题103

第6章 组合逻辑电路106

6.1 组合逻辑电路的特点及功能描述106

6.2 采用SSI的组合逻辑电路的分析与设计107

6.2.1 采用SSI的组合逻辑电路的分析107

6.2.2 采用SSI的组合逻辑电路的设计109

6.3 常用的MSI组合逻辑电路113

6.3.1 加法器113

6.3.2 译码器118

6.3.3 编码器126

6.3.4 数据分配器132

6.3.5 数据选择器133

6.3.6 数值比较器138

6.3.7 奇偶校验电路141

6.4 采用MSI的组合逻辑电路的分析与设计143

6.4.1 采用MSI的组合逻辑电路的设计143

6.4.2 采用MSI的组合逻辑电路的分析148

6.5 组合逻辑电路的竞争-冒险150

6.5.1 竞争-冒险产生的原因150

6.5.2 消除冒险现象的方法151

本章小结154

习题155

第7章 集成触发器158

7.1 基本RS触发器158

7.1.1 基本RS触发器电路组成和工作原理159

7.1.2 基本RS触发器描述方法160

7.2 同步触发器162

7.2.1 同步RS触发器162

7.2.2 同步D触发器163

7.2.3 同步JK触发器165

7.2.4 同步T、T′触发器167

7.2.5 同步触发器的特点167

7.3 边沿触发器168

7.3.1 边沿JK触发器168

7.3.2 边沿D触发器172

7.4 触发器逻辑功能的转换176

本章小结179

习题180

第8章 时序逻辑电路183

8.1 时序逻辑电路的特点及功能描述183

8.2 时序逻辑电路分析184

8.3 常用时序逻辑电路187

8.3.1 寄存器和移位寄存器187

8.3.2 计数器197

8.3.3 序列信号发生器216

8.4 时序逻辑电路的设计219

8.4.1 概述219

8.4.2 同步时序逻辑电路的设计220

本章小结230

习题231

第9章 脉冲产生与整形电路233

9.1 555定时器233

9.1.1 555定时器的电路结构233

9.1.2 555定时器的工作原理234

9.2 施密特触发器原理及应用235

9.2.1 用555定时器电路组成的施密特触发器235

9.2.2 集成施密特触发器236

9.2.3 施密特触发器的应用238

9.3 单稳态触发器原理及应用239

9.3.1 用555定时器构成单稳态触发器240

9.3.2 TTL集成单稳态触发器241

9.3.3 单稳态触发器的应用243

9.4 多谐振荡器原理及应用244

9.4.1 用555定时器构成多谐振荡器244

9.4.2 施密特触发器构成的多谐振荡器246

9.4.3 石英晶体多谐振荡器247

本章小结250

习题250

第10章 半导体存储器253

10.1 半导体存储器概述253

10.1.1 半导体存储器的特点与应用253

10.1.2 半导体存储器的主要技术指标254

10.2 顺序存储器254

10.2.1 先入先出的顺序存储器254

10.2.2 先入后出的顺序存储器255

10.3 随机存储器255

10.3.1 随机存储器概述255

10.3.2 静态随机存储器256

10.3.3 动态随机存储器257

10.3.4 RAM集成芯片6264简介257

10.4 只读存储器258

10.4.1 只读存储器概述258

10.4.2 固定（掩模）只读存储器259

10.4.3 可编程只读存储器260

10.4.4 可擦除可编程只读存储器261

10.4.5 电可擦除可编程只读存储器263

10.4.6 用ROM实现组合逻辑函数264

10.4.7 快闪存储器264

10.5 存储器容量的扩展265

10.5.1 位扩展266

10.5.2 字扩展266

10.5.3 字位同时扩展266

本章小结268

习题269

第11章 数模和模数转换器270

11.1 概述270

11.2 数模转换器271

11.2.1 数模转换的表示271

11.2.2 DAC的一般构成272

11.2.3 权电阻网络DAC272

11.2.4 DAC的主要参数275

11.3 集成DAC及其应用276

11.3.1 集成DAC在数字系统中的应用276

11.3.2 集成DAC的选型原则277

11.3.3 集成DAC应用实例278

11.4 模数转换器280

11.4.1 模数转换的步骤280

11.4.2 并联比较型ADC282

11.4.3 逐次逼近型ADC283

11.4.4 双积分型ADC284

11.4.5 ADC的主要参数284

11.5 集成ADC及其应用285

11.5.1 集成ADC在数字系统中的应用285

11.5.2 集成ADC的选型原则285

11.5.3 集成ADC应用实例286

本章小结288

习题288

第12章 可编程逻辑器件及其应用289

12.1 概述289

12.1.1 可编程逻辑器件综述289

12.1.2 可编程逻辑器件的发展历程290

12.1.3 可编程逻辑器件的分类290

12.2 简单PLD的可编程原理291

12.2.1 电路符号表示292

12.2.2 PROM、PLA、PAL及GAL292

12.3 CPLD与FPGA的基本结构294

12.3.1 CPLD结构294

12.3.2 FPGA结构295

12.3.3 CPLD和FPGA的比较297

12.3.4 主流CPLD/FPGA厂商及其代表产品298

12.3.5 工程项目中CPLD/FPGA芯片的选型原则299

12.4 CPLD/FPGA的开发流程299

12.4.1 设计输入方式300

12.4.2 常用硬件描述语言简介301

12.4.3 主流EDA软件概述301

12.5 Altera主流FPGA的应用开发设计303

12.5.1 FPGA最小系统303

12.5.2 SOPC-NiosⅡ-EP2C35实验教学开发平台简述303

12.5.3 基于SOPC-NiosⅡ-EP2C35实验教学开发平台的实例设计306

本章小结316

习题316

第13章 数字系统设计基础318

13.1 数字系统概述319

13.1.1 数字系统的优点319

13.1.2 数字系统的基本构成319

13.2 数字系统的设计方法321

13.2.1 传统的设计方法321

13.2.2 基于EDA的现代数字系统设计方法321

13.3 数字系统的设计步骤324

13.4 状态机的设计325

13.4.1 状态机的基本结构327

13.4.2 状态机的分类328

13.4.3 状态机的VHDL设计328

13.5 数字系统设计举例334

13.5.1 设计任务及方案构思334

13.5.2 顶层电路的设计334

13.5.3 次级模块电路的分析及VHDL实现334

13.5.4 控制器的VHDL设计346

本章小结350

习题351

参考文献352