数字电路逻辑设计-图书-人邮教育社区

内容摘要

　　本书以知识性、实用性和先进性为宗旨，结合综合型人才培养目标和教学特点，从教材体系结构及内容的安排上，紧紧围绕抽象—理论—设计三个形态，优化课程结构，精练教学内容，拓宽专业基础，特别注重综合构思素质的培养。全面而系统地阐述了数字电路逻辑设计的基本理论、
分析方法和设计原理，强化基础，突出应用。增加了电子设计自动化的内容，使数字逻辑电路的设计从传统的单纯硬件设计方法变为计算机软硬件协同设计。
　　全书共10章，内容涉及数字逻辑基础、逻辑代数与逻辑函数、集成逻辑门电路及工作原理、组合逻辑电路、集成双稳态触发器、同步时序逻辑电路、异步时序逻辑电路、可编程逻辑器件、D/A及A/D转换和EDA技术等。
　　本书结构与内容新颖，力求反映数字电路逻辑设计的最新发展技术；叙述上通俗易懂，层次上由浅入深，分析与设计方法上灵活多样，收集了应用设计的实例，使读者容易掌握并应用。
　　本书作为普通高校计算机科学与技术、通信、电子信息以及自动化等专业的教材，也可作为成人教育的教材和相关专业技术人员的参考书。

第 1章　数字逻辑基础　1
1.1　进位计数制　1
1.1.1　数制与十进制数的表示　2
1.1.2　二进制数的表示　2
1.1.3　任意进制数的表示　4
1.2　数制转换　5
1.2.1　二进制数与十进制数的转换　5
1.2.2　二、八、十六进制数的转换　8
1.3　带符号数的代码表示　8
1.3.1　真值与机器数　8
1.3.2　带符号二进制数的原码　9
1.3.3　带符号二进制数的反码　10
1.3.4　带符号二进制数的补码　10
1.3.5　计算机内数的加、减法运算　11
1.3.6　十进制数的补数　14
1.4　码制和字符的代码表示　16
1.4.1　码制　16
1.4.2　可靠性编码　17
1.4.3　字符代码　18
习题　120

第 2章　逻辑代数与逻辑函数　21
2.1　逻辑代数与逻辑函数的描述　21
2.1.1　逻辑代数与三种基本逻辑运算　22
2.1.2　复合逻辑运算及描述　23
2.1.3　逻辑函数　25
2.2　逻辑代数的基本公式、定理及重要规则　25
2.2.1　逻辑代数的基本公式　25
2.2.2　逻辑代数的基本定理　26
2.2.3　逻辑代数中的几个重要规则　27
2.3　逻辑函数的形式与转换　28
2.3.1　逻辑函数的表示方法　28
2.3.2　逻辑函数表达式的基本形式　29
2.3.3　逻辑函数的两种标准形式　30
2.4　逻辑函数的化简　33
2.4.1　逻辑函数的**简形式　33
2.4.2　逻辑函数的代数化简方法　34
2.4.3　逻辑函数的卡诺图表示　36
2.4.4　逻辑函数的卡诺图化简　37
2.5　具有无关项的逻辑函数及其化简　39
2.5.1　约束项、任意项和逻辑函数式中的无关项　39
2.5.2　无关项在化简逻辑函数中的应用　40
2.6　逻辑函数的实现　41
2.6.1　用与非门实现逻辑函数　41
2.6.2　用或非门实现逻辑函数　42
2.6.3　用与或非门实现逻辑函数　43
2.6.4　异或/同或门实现逻辑函数　44
习题　246

第3章　集成逻辑门电路及工作原理　49
3.1　数字集成电路概述　49
3.2　TTL与非门电路　50
3.2.1　电路结构与原理　50
3.2.2　功能分析　51
3.2.3　外特性及主要参数　53
3.3　其他类型的TTL逻辑门电路　55
3.3.1　OC门(Open Collector gate)　55
3.3.2　三态门(Three state gate)　57
3.4　MOS集成逻辑门电路　59
3.4.1　NMOS反相器及逻辑门　59
3.4.2　CMOS反相器及逻辑门　62
3.5　使用集成门电路应注意的实际问题　66
3.5.1　使用TTL门电路时应注意的问题　66
3.5.2　使用CMOS门电路时应注意的问题　67
3.5.3　门电路接口技术　68
习题　369

第4章　组合逻辑电路　71
4.1　组合逻辑电路的分析　71
4.1.1　组合逻辑电路的分析方法　71
4.1.2　组合逻辑电路实例分析　72
4.2　组合逻辑电路的设计　74
4.2.1　组合逻辑电路的设计方法　74
4.2.2　基本组合逻辑电路的设计举例　75
4.3　组合逻辑电路的竞争冒险　81
4.3.1　竞争与冒险的产生　82
4.3.2　判别冒险的方法　83
4.3.3　消除冒险的方法　84
4.4　中规模集成逻辑电路及其应用　85
4.4.1　编码器及其逻辑设计　85
4.4.2　译码器及其逻辑设计　89
4.4.3　数据选择器及其逻辑设计　96
4.4.4　数值比较器　98
4.4.5　奇偶检验器　101
习题4　103

第5章　集成双稳态触发器　107
5.1　双稳态触发器的基本特点及分类　107
5.1.1　输入量和输出量的设置　107
5.1.2　双稳态触发器输出与约束方程的一般表达式　108
5.1.3　集成双稳态触发器的分类　108
5.2　基本RS双稳触发器及其分析　109
5.2.1　电路结构与工作原理　109
5.2.2　工作特性及波形　111
5.3　钟控RS触发器及其分析　111
5.3.1　钟控RS触发器的电路结构与工作特性　111
5.3.2　逻辑功能及其描述方法　114
5.4　钟控D触发器及其分析　116
5.4.1　电路结构与工作原理　116
5.4.2　逻辑功能及其描述方法　116
5.5　钟控JK触发器及其分析　117
5.5.1　电路结构与工作原理　117
5.5.2　逻辑功能及其描述方法　118
5.6　钟控T触发器及其分析　119
5.7　各类触发器的比较　120
5.7.1　各类触发器的逻辑符号比较　120
5.7.2　各类触发器描述表达式的比较　121
习题5　122

第6章　同步时序逻辑电路　124
6.1　同步时序逻辑电路的模型与描述法　124
6.1.1　同步时序逻辑电路的结构模型　124
6.1.2　同步时序逻辑电路的描述方法　125
6.2　同步时序逻辑电路的分析　128
6.2.1　时序逻辑电路分析的一般步骤　128
6.2.2　同步时序电路分析举例　128
6.3　同步时序逻辑电路的设计　131
6.3.1　设计同步时序逻辑电路的过程　131
6.3.2　建立原始状态转换图和状态转换表　131
6.3.3　原始状态化简　134
6.3.4　状态编码　141
6.4　同步时序逻辑电路设计举例　144
6.5　常用集成时序逻辑电路及其应用　148
6.5.1　寄存器和移位寄存器　148
6.5.2　计数器　153
6.5.3　计数器的应用　158
习题6　162

第7章　异步时序逻辑电路　166
7.1　脉冲异步时序逻辑电路　166
7.1.1　脉冲异步时序逻辑电路的分析　166
7.1.2　脉冲异步时序逻辑电路的设计　168
7.2*　电平异步时序逻辑电路　171
7.2.1　电平异步时序逻辑电路的特点与模型　171
7.2.2　电平异步时序逻辑电路的分析　172
7.2.3　电平异步时序逻辑电路的设计　174
7.3*　电平异步时序逻辑电路的竞争分析　178
习题7　179

第8章　可编程逻辑器件　183
8.1　概述　183
8.2　只读存储器ROM　185
8.2.1　只读存储器的分类　185
8.2.2　ROM的结构与工作原理　186
8.2.3　ROM的应用举例　187
8.3　随机读写存储器RAM　189
8.3.1　RAM的结构　189
8.3.2　RAM的存储元　189
8.3.3　地址译码方法　191
8.4　可编程逻辑阵列(PLA)　192
8.4.1　FPLA的结构特点　192
8.4.2　FPLA的应用　193
8.5　通用阵列逻辑(GAL)　195
8.5.1　GAL器件的基本逻辑结构与原理　196
8.5.2　输出逻辑宏单元的结构　197
8.5.3　输出逻辑宏单元的工作模式　199
习题8　201

第9章　D/A及A/D转换　203
9.1　D/A转换器　203
9.1.1　权电阻网络D/A转换器　204
9.1.2　倒T型电阻网络D/A转换器　205
9.1.3　权电流D/A转换器　206
9.1.4　D/A转换器的主要技术指标　207
9.1.5　D/A转换器集成芯片及选择注意点　208
9.1.6　集成DAC器件介绍　210
9.2　A/D转换器　212
9.2.1　A/D转换器的工作原理　212
9.2.2　并行比较型A/D转换器　214
9.2.3　逐次比较型A/D转换器　215
9.2.4　双积分型A/D转换器　216
9.2.5　A/D转换器的主要技术指标　219
9.2.6　A/D转换器集成芯片及选择要求　220
9.2.7　集成ADC器件介绍　221
习题9　223

第 10章　EDA设计　226
10.1　EDA概述　226
10.1.1　EDA技术的发展　226
10.1.2　EDA技术的基本特征和工具　226
10.2　VHDL语言与数字电路逻辑设计　228
10.2.1　VHDL语言的基本结构　228
10.2.2　基本对象、数据类型及运算符　232
10.2.3　顺序语句　236
10.2.4　并行语句　239
10.2.5　子程序及其引用　246
10.2.6　包集合与库　248
10.2.7　元器件配置　251
10.3　VHDL基本逻辑电路设计实例　254
10.3.1　组合逻辑电路的设计　254
10.3.2　时序逻辑电路描述　259
10.3.3　状态机的VHDL描述　262
习题10　262

参考文献　264