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第1章 数字逻辑基础1

1.1 几种常用的数制1

1.2 数制之间的相互转换4

1.2.1 十进制数转换为二进制数4

1.2.2 二进制数、十六进制数和八进制数之间的转换6

1.3 二进制数的算术运算6

1.3.1 无符号二进制数的算术运算6

1.3.2 带符号二进制数的减法运算8

1.4 二进制代码10

1.4.1 二－十进制码10

1.4.2 格雷码11

1.4.3 ASCII码11

1.5 二值逻辑变量与基本逻辑运算12

1.6 逻辑代数基础16

1.6.1 逻辑代数的基本定律和公式16

1.6.2 逻辑代数的基本规则17

1.7 逻辑函数的表示方法18

1.8 逻辑函数的化简和变换20

1.8.1 逻辑函数的公式化简法20

1.8.2 逻辑函数的卡诺图化简法22

1.8.3 多个逻辑函数的整体化简法32

本章小结33

习题34

第2章 逻辑门电路38

2.1 概述38

2.1.1 数字集成电路简介38

2.1.2 正逻辑与负逻辑40

2.1.3 标准高低电平的规定40

2.2 分立元件基本逻辑门电路41

2.2.1 二极管的开关特性41

2.2.2 二极管与门电路42

2.2.3 二极管或门电路43

2.2.4 晶体管的开关特性44

2.2.5 晶体管非门电路46

2.3 TTL逻辑门电路47

2.3.1 TTL非门的基本电路47

2.3.2 TTL非门的外部特性与主要参数48

2.3.3 其他类型的TTL门电路55

2.4 CMOS逻辑门电路65

2.4.1 MOS管的开关特性65

2.4.2 CMOS非门的基本电路66

2.4.3 CMOS非门的外部特性与主要参数68

2.4.4 其他类型的CMOS门电路71

2.5 砷化镓逻辑门电路77

2.6 各种门电路之间的接口问题78

2.6.1 TTL与CMOS器件之间的接口78

2.6.2 TTL和CMOS电路带负载时的接口问题80

2.6.3 门电路多余输入端的处理81

本章小结82

习题83

第3章 组合逻辑电路88

3.1 组合逻辑电路的分析88

3.2 组合逻辑电路的设计91

3.3 组合逻辑电路中的竞争冒险96

3.3.1 产生竞争冒险现象的原因96

3.3.2 检查竞争冒险现象的方法97

3.3.3 消除竞争冒险现象的方法97

3.4 几种常用的组合逻辑电路98

3.4.1 加法器98

3.4.2 数值比较器101

3.4.3 数据选择器105

3.4.4 编码器110

3.4.5 译码器116

本章小结128

习题129

第4章 触发器133

4.1 RS锁存器133

4.1.1 RS锁存器的电路结构133

4.1.2 工作原理及逻辑功能134

4.2 电平触发的触发器136

4.2.1 电路结构136

4.2.2 工作原理及逻辑功能137

4.2.3 电平触发D触发器138

4.2.4 电平触发方式的工作特点139

4.3 主从触发器139

4.3.1 主从RS触发器139

4.3.2 主从JK触发器140

4.4 边沿触发器143

4.4.1 CMOS传输门构成的边沿D触发器143

4.4.2 维持－阻塞边沿D触发器144

4.4.3 利用门电路传输延迟时间的边沿JK触发器147

4.5 触发器的逻辑功能及相互转换148

4.5.1 触发器逻辑功能分类148

4.5.2 触发器功能转换151

4.5.3 触发器的电气特性153

本章小结153

习题154

第5章 时序逻辑电路159

5.1 时序逻辑电路概述159

5.1.1 时序逻辑电路的模型159

5.1.2 时序逻辑电路的分类160

5.1.3 时序逻辑电路的功能描述160

5.2 同步时序逻辑电路的分析163

5.2.1 分析同步时序逻辑电路的一般步骤164

5.2.2 同步时序逻辑电路分析举例164

5.3 同步时序逻辑电路的设计167

5.3.1 设计同步时序逻辑电路的一般步骤167

5.3.2 同步时序逻辑电路设计举例168

5.4 异步时序逻辑电路的分析174

5.5 寄存器和移位寄存器175

5.5.1 寄存器175

5.5.2 移位寄存器176

5.5.3 移位寄存器的应用178

5.6 计数器181

5.6.1 异步计数器182

5.6.2 同步计数器185

5.6.3 集成计数器189

本章小结195

习题196

第6章 半导体存储器与可编程逻辑器件203

6.1 半导体存储器203

6.1.1 只读存储器204

6.1.2 静态随机存储器206

6.1.3 动态随机存储器207

6.1.4 存储器的扩展208

6.2 可编程逻辑器件210

6.2.1 PLD的发展210

6.2.2 PLD的分类211

6.2.3 PLD的结构原理215

6.2.4 低密度PLD的结构原理217

6.2.5 CPLD的结构原理221

6.2.6 FPGA的结构原理227

本章小结232

习题233

第7章 脉冲波形的变换与产生235

7.1 脉冲电路与脉冲信号概述235

7.2 单稳态触发器236

7.2.1 CMOS门电路构成的单稳态触发器236

7.2.2 单稳态集成触发器239

7.2.3 单稳态触发器的应用242

7.3 施密特触发器244

7.3.1 门电路构成的施密特触发器244

7.3.2 施密特触发器的应用246

7.4 多谐振荡器248

7.4.1 门电路构成的多谐振荡器248

7.4.2 施密特触发器构成的多谐振荡器250

7.4.3 石英晶体多谐振荡器251

7.5 555定时器及其应用252

7.5.1 555定时器252

7.5.2 555定时器构成的单稳态触发器253

7.5.3 555定时器构成的施密特触发器255

7.5.4 555定时器构成的多谐振荡器257

本章小结259

习题260

第8章 数／模与模／数转换器265

8.1 D/A转换器265

8.1.1 D/A转换器的基本原理265

8.1.2 倒T形电阻网络D/A转换器267

8.1.3 权电流型D/A转换器268

8.1.4 D/A转换器的输出方式270

8.1.5 D/A转换器的主要技术指标271

8.1.6 集成D/A转换器及其应用273

8.2 A/D转换器276

8.2.1 直接型A/D转换器的工作原理276

8.2.2 并行比较型A/D转换器278

8.2.3 逐次逼近型A/D转换器280

8.2.4 双积分型A/D转换器282

8.2.5 V-F变换型A/D转换器284

8.2.6 △-∑型A/D转换器288

8.2.7 A/D转换器的主要技术指标289

8.2.8 集成A/D转换器及其应用290

本章小结293

习题294

第9章 数字系统设计自动化EDA299

9.1 数字系统概述299

9.1.1 数字系统的组成299

9.1.2 数字系统的设计方法300

9.1.3 数字系统的实现方式301

9.2 EDA技术301

9.3 Verilog HDL基础302

9.3.1 Verilog HDL的基本结构302

9.3.2 Verilog HDL语言要素304

9.3.3 Verilog HDL描述语句307

9.3.4 VerilogHDL描述方式316

9.3.5 组合逻辑电路设计317

9.3.6 时序逻辑电路设计323

9.3.7 基于Verilog HDL的数字系统设计329

本章小结337

习题337

参考文献339