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第1章　数字系统与编码1

1.1　数字系统中的进位制1

1.1.1　数制1

1.1.2　数制转换4

1.2　数字系统中的编码7

1.2.1　带符号数的代码表示7

1.2.2　十进制数的二进制编码11

1.2.3　可靠性编码13

1.2.4　字符编码18

1.3　小结19

1.4　习题与思考题19

第2章　门电路21

2.1　数字信号基础21

2.1.1　脉冲信号21

2.1.2　逻辑电平与正、负逻辑22

2.2　半导体器件的开关特性22

2.2.1　二极管的开关特性23

2.2.2　三极管的开关特性24

2.2.3　MOS管的开关特性27

2.3　基本逻辑门电路28

2.3.1　与门、或门和非门28

2.3.2　复合门30

2.3.3　三态门与传输门31

2.4　TTL集成门电路32

2.4.1　数字集成电路的分类32

2.4.2 TTL与非门33

2.4.3　集电极开路的与非门36

2.4.4　TTL门电路使用注意事项36

2.5　CMOS集成门电路37

2.5.1 CMOS非门37

2.5.2　CMOS与非门37

2.5.3　CMOS或非门38

2.5.4 CMOS三态门38

2.5.5　CMOS门电路的特点与使用注意事项38

2.6 TTL电路与CMOS电路之间的接口电路39

2.6.1 三极管组成的接口电路39

2.6.2　其他接口电路40

2.7　小结40

2.8　习题与思考题41

第3章　组合逻辑的分析与设计43

3.1　逻辑代数基础43

3.1.1　逻辑变量及基本逻辑运算43

3.1.2　逻辑代数的基本公式、定理与规则45

3.1.3　逻辑函数及其表达式48

3.2　逻辑函数的化简53

3.2.1　代数化简法53

3.2.2　卡诺图化简法55

3.2.3　列表化简法（Q-M法）59

3.2.4　逻辑函数化简中两个实际问题61

3.3　组合逻辑电路的分析65

3.3.1　组合逻辑电路分析的一般方法65

3.3.2　组合逻辑电路分析举例66

3.4　组合逻辑电路的设计68

3.4.1　组合逻辑电路设计的一般方法68

3.4.2　组合逻辑电路设计中应考虑的问题72

3.5　组合逻辑电路设计举例及其VHDL描述76

3.5.1 VHDL概述76

3.5.2　半加器和全加器的设计87

3.5.3　BCD码编码器和七段显示译码器的设计91

3.5.4　代码转换器的设计96

3.6　组合逻辑电路中的竞争与险象98

3.6.1　竞争与险象的产生99

3.6.2　险象的分类100

3.6.3　险象的判断101

3.6.4　险象的消除102

3.7　小结104

3.8　习题与思考题105

第4章　触发器112

4.1　双稳态触发器112

4.1.1　RS触发器112

4.1.2　JK触发器116

4.1.3　D触发器121

4.1.4　T触发器122

4.1.5　触发器的时间参数122

4.2　单稳态触发器123

4.3　多谐振荡器124

4.3.1　RC环形多谐振荡器124

4.3.2　石英晶体构成的多谐振荡器125

4.4　施密特触发器126

4.5　小结127

4.6　习题与思考题128

第5章　时序逻辑的分析与设计133

5.1　时序逻辑电路的结构与类型133

5.1.1　Mealy型电路134

5.1.2　Moore型电路135

5.2　同步时序逻辑电路的分析136

5.2.1 同步时序逻辑电路的分析方法136

5.2.2　常用同步时序逻辑电路143

5.3 同步时序逻辑电路的设计157

5.3.1　建立原始状态表157

5.3.2　状态表的化简158

5.3.3　状态分配163

5.3.4　求激励函数和输出函数165

5.4　VHDL时序电路设计特点167

5.4.1　电路的时钟控制167

5.4.2　状态图的VHDL描述169

5.5　同步时序逻辑电路设计举例171

5.6　小结180

5.7　习题与思考题181

第6章　集成电路的逻辑设计与可编程逻辑器件190

6.1　常用中规模通用集成电路190

6.1.1　二进制并行加法器191

6.1.2　译码器和编码器196

6.1.3　多路选择器和多路分配器207

6.1.4　数值比较器214

6.1.5　奇偶发生／校验器218

6.2　半导体存储器220

6.2.1　概述220

6.2.2　随机读写存储器221

6.2.3　只读存储器ROM228

6.3　可编程逻辑器件235

6.3.1　PLD概述235

6.3.2 可编程逻辑器件PROM239

6.3.3 可编程逻辑阵列PLA242

6.3.4　可编程阵列逻辑PAL246

6.3.5 通用阵列逻辑GAL252

6.4　小结260

6.5　习题与思考题261

第7章　高密度可编程器件268

7.1　在系统可编程技术268

7.2　ISP器件的结构与原理269

7.3　在系统编程原理278

7.3.1　ISP器件编程元件的物理布局279

7.3.2　ISP编程接口280

7.3.3　ISP器件的编程方式281

7.4　FPGA器件286

7.4.1 Xilinx XC4000 FPGA系列287

7.4.2 XC4000系列FPGA的基本结构以及工作原理288

7.4.3 XC4000系列FPGA的配置模式296

7.4.4 XC4000系列FPGA的配置过程299

7.4.5 Altera的FLEX10K系列器件302

7.5　小结309

7.6　习题与思考题310

第8章　数字系统设计方法及实例分析311

8.1　数字系统的基本概念及设计方法311

8.1.1　数字系统的基本模型311

8.1.2　数字系统设计的描述工具312

8.1.3　数字系统设计方法314

8.2　常用数字系统开发软件介绍317

8.2.1 MAXPLUS Ⅱ317

8.2.2 QUARTUS Ⅱ328

8.3　数字电路基础实验举例337

8.3.1　半加器和全加器的设计337

8.3.2　四位全加器的设计339

8.3.3　BCD码加法器的设计339

8.3.4　7人表决电路的设计340

8.3.5 同步十进制加法计数器74160的实现341

8.3.6　1111序列检测器的设计342

8.3.7　简易数字钟的设计342

8.4　数字系统综合设计举例342

8.4.1　多功能数字钟342

8.4.2　交通灯控制器345

8.4.3　电子密码锁的设计347

8.5　小结349

8.6　习题与思考题349

参考文献351