目錄
第1章 數字邏輯基礎 11.1 概述 11.1.1 數字技術的特點 11.1.2 數字電路的發展 21.1.3 數字電路的研究對象、分析工具及描述方法 31.2 數制與碼制 31.2.1 基數、位權的基本概念 31.2.2 幾種常用的數制 41.2.3 數制之間的相互轉換 51.2.4 碼制 81.3 三種基本邏輯運算 101.3.1 與運算 101.3.2 或運算 111.3.3 非運算 121.3.4 常用復合邏輯 131.4 邏輯代數的基本定理 141.4.1 邏輯代數的基本定律 141.4.2 基本規則 151.4.3 邏輯運算的優先級別 161.4.4 基本定律的應用 161.5 邏輯函數及其表示方法 181.5.1 邏輯函數的定義 181.5.2 邏輯函數的表示方法 181.6 邏輯函數的化簡 211.6.1 邏輯函數化簡的意義 211.6.2 代數化簡法 221.6.3 卡諾圖化簡法 25小結 33習題 34習題分析舉例 36
第2章 邏輯門電路 402.1 簡單的與、或、非門電路 402.1.1 二極管的開關特性 402.1.2 三極管的開關特性 412.1.3 簡單的與、或、非門電路 432.2 TTL與非門電路 472.2.1 TTL與非門的工作原理 472.2.2 TTL與非門的外特性 502.2.3 TTL與非門的主要參數 522.2.4 抗飽和TTL電路 572.2.5 集電極開路與非門和三態與非門 582.3 CMOS門電路 622.3.1 NMOS邏輯門電路 622.3.2 CMOS邏輯門電路 642.3.3 CMOS傳輸門 672.4 邏輯門電路使用中的幾個實際問題 682.4.1 各種門電路之間的接口問題 682.4.2 門電路帶其他負載的問題 722.4.3 多余輸入端的處理措施 72小結 73習題 73習題分析舉例 76
第3章 組合邏輯電路 793.1 概述 793.1.1 組合邏輯電路的特點 793.1.2 組合邏輯電路邏輯功能描述方式及各種描述方式的相互關系 803.2 組合邏輯電路的分析方法 833.3 組合邏輯電路設計的一般方法 873.4 編碼器與譯碼器 903.4.1 編碼器 903.4.2 譯碼器 943.5 數據分配器與數據選擇器 1043.5.1 數據分配器 1043.5.2 數據選擇器 1043.6 算術運算電路 1103.6.1 加法器 1103.6.2 二進制減法運算 1123.6.3 加法器應用舉例 1153.6.4 數值比較器 1173.7 組合邏輯電路應用舉例 1213.7.1 奇偶發生器/校驗器在數據傳輸中的應用 1213.7.2 簡易交通信號燈控制電路 1223.7.3 全加器電路實現形式的多樣性討論 1243.8 組合邏輯電路中的競爭-冒險 1293.8.1 產生競爭-冒險的原因 1293.8.2 冒險現象的判別 1313.8.3 消除冒險現象的方法 132
小結 134
習題 135習題分析舉例 140
第4章 觸發器 1454.1 概述 1454.2 觸發器的電路結構與工作原理 1464.2.1 基本RS觸發器 1464.2.2 同步RS觸發器 1494.2.3 主從觸發器 1534.2.4 邊沿觸發器 1574.3 觸發器的邏輯功能及其描述方法 1604.3.1 RS觸發器 1614.3.2 JK觸發器 1634.3.3 D觸發器 1634.3.4 T觸發器 1644.4 觸發器的脈沖工作特性 1674.4.1 傳輸延遲時間 1674.4.2 建立時間 1684.4.3 保持時間 1684.4.4 *大時鐘頻率 168小結 169習題 169習題分析舉例 174
第5章 時序邏輯電路 1795.1 概述 1795.1.1 時序邏輯電路的一般結構形式 1795.1.2 時序邏輯電路的描述方法 1805.2 時序邏輯電路的分析方法 1825.2.1 同步時序邏輯電路分析舉例 1825.2.2 異步時序電路分析舉例 1855.3 寄存器和移位寄存器 1875.3.1 寄存器 1875.3.2 移位寄存器 1885.4 計數器 1925.4.1 觸發器組成的計數器 1925.4.2 集成計數器 1955.4.3 計數器的設計方法 2045.5 順序脈沖發生器與序列信號發生器 2135.5.1 順序脈沖發生器 2135.5.2 序列信號發生器 2145.6 時序邏輯電路應用舉例 2165.6.1 定周期交通信號燈控制電路 2165.6.2 多路脈沖信號形成電路 2175.6.3 計數器電路實現形式的靈活性討論 218小結 225習題 226習題分析舉例 229
第6章 半導體存儲器 2346.1 概述 2346.2 只讀存儲器 2376.3 隨機存儲器 245小結 252習題 253
第7章 脈沖波形的產生與變換 2577.1 概述 2577.2 多諧振蕩器 2587.2.1 反相器與RC元件組成的環形多諧振蕩器 2597.2.2 采用石英晶體的多諧振蕩器 2647.3 單穩態觸發器 2667.3.1 門電路與RC元件構成的單穩態觸發器 2667.3.2 集成單穩態觸發器 2697.3.3 單穩態觸發器的應用 2717.4 施密特觸發器 2727.4.1 門電路構成的施密特觸發器 2737.4.2 施密特觸發器的應用 2757.5 555定時器及其應用 2777.5.1 555定時器的電路組成及工作原理 2777.5.2 555構成的施密特觸發器 2797.5.3 555構成的單穩態觸發器 2807.5.4 555構成的多諧振蕩器 2827.6 應用電路舉例 285小結 287習題 288習題分析舉例 293
第8章 數/模與模/數轉換電路 2968.1 概述 2968.2 數/模轉換電路 2978.2.1 D/A轉換的基本思路 2978.2.2 典型的D/A轉換電路 2988.2.3 D/A轉換器的輸出方式 3028.2.4 D/A轉換器的主要技術參數 3048.2.5 集成D/A轉換器應用舉例 3068.3 模數轉換電路 3088.3.1 A/D轉換的基本原理 3088.3.2 直接A/D轉換器 3118.3.3 間接A/D轉換器 3158.3.4 A/D轉換器的主要技術參數 3188.3.5 集成A/D轉換器舉例 319小結 320習題 320習題分析舉例 323
第9章 可編程邏輯器件 3259.1 概述 3259.1.1 可編程邏輯器件發展過程簡介 3259.1.2 PLD的分類 3269.1.3 PLD中門電路的習慣表示方法 3289.2 PLA和PAL的電路結構 3289.2.1 PLA的電路結構與應用舉例 3299.2.2 PAL的電路結構與應用舉例 3299.3 通用陣列邏輯(GAL) 3359.3.1 GAL器件的基本結構 3359.3.2 可編程輸出邏輯宏單元OLMC 3359.3.3 GAL器件的特點 3409.4 高密度可編程邏輯器件HPLD 3419.4.1 典型的CPLD結構 3429.4.2 現場可編程門陣列FPGA 3479.4.3 CPLD與FPGA比較 351小結 351習題 352
第10章 VHDL簡介 35310.1 VHDL基礎 35310.1.1 標識符、常量及信號 35410.1.2 數據類型 35510.1.3 運算操作符 35610.1.4 基本設計單元 35710.2 常用組合邏輯功能器件的VHDL描述 35910.2.1 VHDL的主要描述語句 35910.2.2 常用組合邏輯功能器件的VHDL描述 36310.3 觸發器的VHDL描述 36810.3.1 時鐘信號的VHDL描述 36810.3.2 D觸發器的VHDL描述 36910.3.3 JK觸發器的VHDL描述 37110.3.4 RS觸發器的VHDL描述 37210.4 常見時序邏輯電路的VHDL描述 37310.4.1 生成語句及元件例化語句 37310.4.2 寄存器的VHDL描述 37510.4.3 計數器的VHDL描述 377小結 380習題 380
第11章 VHDL在數字系統分析與設計中的應用舉例 38111.1 鍵盤編碼器電路組成及程序分析 38111.2 具有基本功能的數字時鐘電路的設計 385
11.2.1 設計要求及系統框圖 38611.2.2 從上到下的層次化設計 38711.2.3 從下向上創建模塊 38911.2.4 設計頂層模塊的VHDL源程序 39511.3 簡易交通信號燈控制電路的設計 39811.3.1 設計要求及系統框圖 39911.3.2 從上到下的層次化設計 40011.3.3 從下向上創建模塊 401小結 405習題 405
部分習題參考答案 407
參考文獻 411