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第1章 数字逻辑基础1

1.1概述1

1.2数制和代码1

1.2.1十进制数和二进制数1

1.2.2十六进制和八进制2

1.2.3不同进制数之间的转换3

1.2.4二进制符号数的表示法6

1.2.5二进制代码7

1.3逻辑运算9

1.3.1基本逻辑运算10

1.3.2复合逻辑运算11

1.3.3正负逻辑问题12

1.4逻辑门电路14

1.4.1半导体的开关特性14

1.4.2简单门电路17

1.4.3 TTL集成门电路18

1.4.4 CMOS集成门电路26

1.5逻辑函数的化简法27

1.5.1基本公式和定律28

1.5.2基本运算规则31

1.5.3逻辑函数代数法化简32

1.6逻辑函数的卡诺图化简法34

1.6.1最小项的定义及其性质34

1.6.2卡诺图35

1.6.3逻辑函数的卡诺图表示37

1.6.4逻辑函数卡诺图化简37

1.6.5具有约束的逻辑函数化简39

1.7逻辑函数的描述方法及转换41

1.7.1逻辑函数的描述方法41

1.7.2几种描述方法之间的转换43

本章小结45

习题145

第2章 组合逻辑电路50

2.1组合逻辑电路概述50

2.2组合逻辑电路的分析与设计50

2.2.1组合逻辑电路的分析50

2.2.2组合逻辑电路的设计52

2.3组合逻辑电路中的竞争冒险56

2.3.1产生竞争冒险的原因57

2.3.2竞争冒险的判断57

2.3.3消除竞争冒险的方法58

2.4加法器与算术逻辑单元60

2.4.1半加器和全加器60

2.4.2集成加法器62

2.4.3算术逻辑单元64

2.5数值比较器66

2.5.1数值比较器的设计66

2.5.2集成数值比较器68

2.6编码器69

2.6.1编码器的工作原理70

2.6.2集成优先编码器73

2.7译码器与数据分配器76

2.7.1译码器的分析及设计76

2.7.2集成译码器78

2.7.3数据分配器86

2.8数据选择器87

2.8.1数据选择器的类型及功能87

2.8.2集成数据选择器89

本章小结94

习题295

第3章 触发器99

3.1基本RS触发器99

3.1.1工作原理和逻辑功能99

3.1.2基本RS触发器的特点101

3.1.3集成RS触发器102

3.2同步触发器103

3.2.1同步RS触发器103

3.2.2同步D触发器104

3.2.3同步JK触发器106

3.2.4同步T触发器108

3.2.5同步触发器的特点110

3.3边沿触发器110

3.3.1边沿D触发器110

3.3.2边沿JK触发器111

3.3.3集成边沿触发器112

3.4不同类型触发器之间的相互转换114

3.4.1 JK触发器转换成RS、D和T触发器115

3.4.2 D触发器转换成RS、JK和T触发器116

3.5触发器的电气特性117

3.6触发器的应用举例118

本章小结120

习题3121

第4章 时序逻辑电路127

4.1时序逻辑电路概述127

4.1.1时序逻辑电路的特点及分类127

4.1.2时序逻辑电路的功能描述方法128

4.2时序逻辑电路的分析129

4.2.1时序逻辑电路的分析步骤129

4.2.2同步时序逻辑电路分析举例130

4.2.3异步时序逻辑电路分析举例136

4.3时序逻辑电路的设计138

4.3.1同步时序逻辑电路的设计138

4.3.2异步时序逻辑电路的设计146

4.4常用中规模集成时序逻辑电路148

4.4.1寄存器与移位寄存器148

4.4.2计数器153

4.4.3脉冲序列信号发生器167

4.4.4脉冲分配器171

本章小结172

习题4173

第5章数/模转换与模/数转换179

5.1概述179

5.2 DAC180

5.2.1 D/A转换的基本知识180

5.2.2常用的数模转换技术181

5.2.3数模转换器的性能指标184

5.2.4集成DAC185

5.3 ADC186

5.3.1 A/D转换的基本知识186

5.3.2常用的A/D转换技术188

5.3.3 ADC的性能指标194

5.3.4集成ADC195

本章小结196

习题5197

第6章 脉冲波形的产生与变换201

6.1集成定时器555201

6.2多谐振荡器202

6.2.1 555定时器构成的多谐振荡器203

6.2.2门电路构成的多谐振荡器205

6.2.3石英晶体多谐振荡器206

6.2.4多谐振荡器的应用207

6.3单稳态触发器209

6.3.1 555定时器构成的单稳态触发器209

6.3.2门电路构成的单稳态触发器211

6.3.3集成单稳态触发器214

6.3.4单稳态触发器的应用216

6.4施密特触发器217

6.4.1 555定时器构成的施密特触发器218

6.4.2门电路构成的施密特触发器219

6.4.3集成施密特触发器220

6.4.4施密特触发器的应用220

本章小结222

习题6223

第7章 综合案例应用设计226

7.1彩灯控制器设计226

7.1.1设计要求226

7.1.2基本结构227

7.1.3设计实现228

7.2温度监控报警电路设计231

7.2.1设计要求231

7.2.2基本结构231

7.2.3设计实现232

7.3交通灯信号控制器设计235

7.3.1设计要求235

7.3.2基本结构235

7.3.3设计实现236

本章小结239

习题7239

第8章 可编程逻辑器件240

8.1概述240

8.2基本结构和表示方法241

8.2.1基本结构241

8.2.2 PLD电路的表示方法241

8.2.3 PLD的分类244

8.3低密度可编程逻辑器件244

8.3.1可编程只读存储器244

8.3.2可编程逻辑阵列246

8.3.3可编程阵列逻辑246

8.3.4通用阵列逻辑（GAL）247

8.4复杂可编程逻辑器件249

8.4.1 CPLD的基本结构250

8.4.2典型CPLD器件的结构250

8.5现场可编程门阵列254

8.5.1 FPGA的基本结构255

8.5.2典型FPGA器件的结构257

8.6 CPLD/FPGA的设计流程和编程263

8.6.1 CPLD/ FPGA的设计流程264

8.6.2 CPLD器件的编程265

8.6.3 FPGA器件的配置265

本章小结268

习题8269

第9章Verilog HDL硬件描述语言设计基础270

9.1 Verilog程序的基本结构270

9.2 Verilog语言要素272

9.3 Verilog常量272

9.3.1整数273

9.3.2实数274

9.3.3字符串274

9.3.4符号常量275

9.4数据类型276

9.4.1线网（net）类型276

9.4.2寄存器类型277

9.4.3向量279

9.5 Verilog的运算符281

9.6 Verilog的行为级建模285

9.6.1过程语句285

9.6.2语句块289

9.6.3赋值语句291

9.6.4程序控制语句293

9.6.5 Verilog的编译指示语句299

9.6.6任务和函数302

9.7 Verilog的结构级建模306

9.7.1门级建模306

9.7.2用户自定义元件309

9.7.3模块级建模314

9.8数字电路的Verilog描述实例321

9.8.1常用组合逻辑电路的Verilog描述322

9.8.2常用时序逻辑电路的Verilog描述328

9.8.3有限状态机的Verilog描述335

本章小结340

习题9341

附录A Verilog HDL（IEEE Std 1364—2001）支持的关键字343

参考文献344