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第1章 数制与编码1

1.1进位记数制1

1.1.1进位记数制及其基数和权1

1.1.2几种常用的进位记数制1

1.2不同进位制数之间的转换4

1.2.1二进制数转换为十进制数4

1.2.2十进制数转换为二进制数4

1.2.3任意两种进位制数之间的转换7

1.3二进制数的算术运算和逻辑运算8

1.3.1二进制数的算术运算8

1.3.2二进制数的逻辑运算9

1.3.3移位运算9

1.4数据在计算机中的表示形式10

1.4.1机器数与真值10

1.4.2常见的机器数形式10

1.4.3数的定点表示与浮点表示15

1.4.4二-十进制编码16

1.4.5其他几种BCD码17

1.5字符代码20

本章小结21

习题122

第2章 逻辑代数的基本原理及应用23

2.1逻辑代数的基本概念23

2.1.1逻辑代数的特点23

2.1.2基本逻辑运算23

2.1.3逻辑函数26

2.1.4逻辑函数的相等26

2.2逻辑代数的基本公式27

2.3逻辑代数的3个重要规则28

2.3.1代入规则28

2.3.2反演规则29

2.3.3对偶规则29

2.4逻辑函数的代数化简法30

2.4.1代数化简法概述30

2.4.2“与或”表达式的化简31

2.4.3“或与”表达式的化简32

本章小结33

习题233

第3章 逻辑门电路35

3.1分立元件的门电路35

3.1.1二极管“与”门35

3.1.2二极管“或”门36

3.1.3“非”门36

3.1.4“与非”门37

3.2集成门电路37

3.2.1 TTL“与非”门38

3.2.2其他类型的TTL门电路39

3.2.3 ECL门电路44

3.3 MOS门电路44

3.3.1 MOS管与MOS反相器44

3.3.2 CMOS传输门45

3.4逻辑门电路的性能指标46

3.4.1输出高电平和输出低电平46

3.4.2关门电平、开门电平和阈值电压46

3.4.3平均延迟时间47

3.4.4扇入系数和扇出系数47

3.4.5空载导通电源电流和空载截止电源电流48

3.5常用逻辑门的图形符号48

本章小结49

习题350

第4章 组合逻辑电路51

4.1几个基本概念51

4.1.1“积之和”与“和之积”51

4.1.2最小项和最大项51

4.1.3最小项表达式和最大项表达式52

4.2逻辑函数的卡诺图化简法54

4.2.1卡诺图54

4.2.2卡诺图的编号56

4.2.3用卡诺图化简逻辑函数57

4.3不完全规定的逻辑函数的化简方法60

4.3.1无关最小项的概念60

4.3.2利用无关最小项化简逻辑函数60

4.4组合逻辑电路的分析62

4.5组合逻辑电路的设计63

4.5.1加法电路的设计64

4.5.2代码转换电路的设计65

4.5.3七段数字显示器的原理与设计67

4.6几种常用的组合逻辑电路70

4.6.1加法器70

4.6.2译码器71

4.6.3编码器72

4.6.4多路选择器74

4.6.5多路分配器77

4.7利用中、大规模集成电路进行逻辑设计78

4.7.1利用中规模集成电路构成所需逻辑部件78

4.7.2 ROM的逻辑结构及其应用80

4.7.3可编程逻辑阵列PLA85

4.8组合逻辑电路中的竞争与险象86

4.8.1竞争现象86

4.8.2险象的产生86

4.8.3险象的判别88

4.8.4险象的消除89

本章小结91

习题492

第5章 时序电路的基本单元——触发器94

5.1 RS触发器94

5.1.1基本RS触发器94

5.1.2钟控RS触发器96

5.1.3数据锁存器97

5.2触发器外部逻辑特性的描述98

5.3维阻D触发器99

5.4主从JK触发器101

5.4.1主从触发器101

5.4.2 JK触发器102

5.4.3主从JK触发器103

5.5 T触发器103

5.6触发器的主要参数104

5.6.1触发器的直流参数104

5.6.2触发器的时间参数105

5.7不同类型触发器间的转换105

5.7.1 D触发器转换成其他类型的触发器106

5.7.2 JK触发器转换成其他类型的触发器107

5.8触发器的激励表108

本章小结109

习题5110

第6章 时序逻辑电路111

6.1时序电路的基本组成111

6.2时序电路的描述方法111

6.2.1状态图112

6.2.2状态表112

6.2.3时间图112

6.2.4 Mealy模型113

6.2.5 Moore模型114

6.3时序电路的分析115

6.4时序电路的设计117

6.4.1根据设计要求形成原始状态表117

6.4.2状态化简118

6.4.3状态分配与电路实现120

6.4.4时序电路设计举例121

本章小结123

习题6124

第7章 时序逻辑电路的应用126

7.1寄存器126

7.1.1代码寄存器126

7.1.2移位寄存器128

7.2串行加法器131

7.3计数器132

7.3.1概述132

7.3.2二进制异步计数器133

7.3.3二进制同步计数器134

7.3.4非二进制计数器137

7.3.5组合计数器140

本章小结141

习题7141

第8章 脉冲信号的产生与整形142

8.1脉冲信号波形的特性参数142

8.2单稳态触发器143

8.2.1微分型单稳电路143

8.2.2积分型单稳电路144

8.3多谐振荡器145

8.3.1环形多谐振荡器146

8.3.2 RC环形振荡器146

8.3.3石英晶体多谐振荡器148

8.4施密特触发器149

8.4.1电路组成149

8.4.2工作原理150

8.4.3应用举例150

8.5 555定时器151

8.5.1电路结构152

8.5.2引脚功能153

8.5.3定时器的逻辑功能153

8.5.4 555定时器应用举例154

8.6单次脉冲产生电路156

8.6.1异步单脉冲发生器156

8.6.2同步单脉冲发生器156

本章小结157

习题8158

第9章数/模和模/数转换器159

9.1概述159

9.2 D/A转换器160

9.2.1 D/A转换器的工作原理160

9.2.2 D/A转换器的主要技术指标163

9.2.3 D/A转换器芯片164

9.2.4 D/A转换器与微处理器的接口166

9.3 A/D转换器167

9.3.1基本概念167

9.3.2 A/D转换器的工作原理168

9.3.3 A/D转换器的主要技术指标169

9.3.4 A/D转换器芯片170

9.3.5 A/D转换器与微处理器接口171

本章小结172

习题9172

第10章 硬件描述语言VHDL基础173

10.1 VHDL概述173

10.2 VHDL程序的基本结构174

10.2.1 VHDL程序示例174

10.2.2实体175

10.2.3结构体177

10.2.4库、包集合及配置177

10.3 VHDL语法基础179

10.3.1标识符和保留字179

10.3.2数据对象180

10.3.3数据类型182

10.3.4运算操作符184

10.4 VHDL的常用描述语句185

10.4.1顺序描述语句185

10.4.2并行描述语句192

10.5 VHDL描述实例195

10.5.1组合逻辑电路的V HDL描述195

10.5.2时序逻辑电路的VHDL描述198

10.6状态机设计205

10.6.1概述205

10.6.2状态机的分类205

10.6.3 Moore型状态机的VHDL描述205

10.6.4 Mealy型状态机的VHDL描述207

10.6.5状态机应用举例——序列码检测器209

本章小结210

习题10211

第11章 可编程逻辑器件及其开发工具212

11.1可编程逻辑器件概述212

11.1.1 PLD的产生212

11.1.2 PLD的发展213

11.1.3 PLD的主要特点214

11.1.4 PLD的基本结构214

11.2 FPGA的工作原理与基本结构215

11.2.1 FPGA的工作原理215

11.2.2 FPGA的基本结构216

11.2.3 IP核简介218

11.3 FPGA的设计与开发219

11.3.1 FPGA的基本开发流程219

11.3.2 FPGA/CPLD开发工具MAX+Plus Ⅱ简介220

本章小结229

习题11230

附录A常用逻辑符号对照表231

附录B部分习题参考答案233

参考文献241