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第1章 数字逻辑基础1

1.1 概述1

1.1.1 数字逻辑研究的对象及方法1

1.1.2 数字电路的发展2

1.1.3 数字电路的分类4

1.2 数制及其转换5

1.2.1 进位计数制5

1.2.2 二进制5

1.2.3 数制转换6

1.3 带符号数的代码表示8

1.3.1 原码及其运算8

1.3.2 反码及其运算9

1.3.3 补码及其运算10

1.3.4 符号位扩展10

1.4 数的定点与浮点表示11

1.5 数码和字符的编码12

1.5.1 BCD编码12

1.5.2 格雷码13

1.5.3 字符编码13

1.5.4 奇偶校验码14

1.6 习题15

第2章 逻辑代数基础16

2.1 逻辑代数的基本概念16

2.1.1 逻辑代数的定义16

2.1.2 逻辑代数的基本运算17

2.1.3 逻辑代数的复合运算20

2.1.4 逻辑函数的表示法及逻辑函数的相等22

2.2 逻辑代数的基本定律、规则和常用公式23

2.2.1 基本定律23

2.2.2 重要规则25

2.3 逻辑函数表达式的形式与变换27

2.3.1 逻辑函数表达式的基本形式28

2.3.2 逻辑函数表达式的标准形式28

2.3.3 逻辑函数表达式的转换30

2.4 逻辑函数的化简33

2.4.1 代数化简法33

2.4.2 卡诺图化简法35

2.4.3 包含无关项的逻辑函数的化简40

2.4.4 多输出逻辑函数的化简41

2.5 习题42

第3章 集成门电路46

3.1 概述46

3.2 门电路的符号及特性46

3.2.1 简单逻辑门46

3.2.2 复合逻辑门电路48

3.2.3 正逻辑和负逻辑50

3.3 TTL门电路51

3.3.1 TTL与非门51

3.3.2 TTL逻辑门的外特性53

3.3.3 集电极开路输出门（OC门）和三态输出门（TS门）54

3.4 CMOS集成逻辑门电路57

3.4.1 CMOS反相器（非门）57

3.4.2 CMOS与非门58

3.4.3 CMOS或非门58

3.4.4 CMOS三态门59

3.4.5 CMOS漏极开路输出门（OD门）59

3.4.6 CMOS传输门60

3.5 TTL和CMOS之间的接口电路60

3.5.1 用TTL门驱动CMOS门60

3.5.2 用CMOS门驱动TTL门61

3.6 习题61

第4章 组合逻辑电路65

4.1 概述65

4.2 组合逻辑电路的分析66

4.2.1 组合电路的分析步骤66

4.2.2 组合电路的分析举例66

4.3 组合逻辑电路的设计69

4.3.1 设计步骤69

4.3.2 设计举例69

4.4 加法器74

4.4.1 半加器和全加器74

4.4.2 加法器模块76

4.4.3 加法器的应用77

4.5 数值比较器80

4.5.1 1位数值比较器80

4.5.2 4位数值比较器80

4.5.3 集成比较器的应用81

4.6 编码器和译码器83

4.6.1 编码器83

4.6.2 编码器的应用85

4.6.3 译码器86

4.6.4 译码器的应用93

4.7 数据选择器和数据分配器96

4.7.1 数据选择器96

4.7.2 数据选择器的应用98

4.7.3 数据分配器100

4.8 组合逻辑电路中的竞争与冒险101

4.8.1 竞争和冒险现象102

4.8.2 怎样判定电路中有无险象102

4.8.3 险象的消除和减弱103

4.9 组合逻辑电路的应用104

4.9.1 用全加器将2位8421BCD码变换成二进制代码104

4.9.2 数据传输系统105

4.10 习题105

第5章 触发器109

5.1 概述109

5.2 基本RS触发器110

5.2.1 用与非门构成的基本RS触发器110

5.2.2 用或非门构成的基本RS触发器111

5.3 钟控触发器（锁存器）113

5.3.1 钟控RS触发器113

5.3.2 钟控（电平型）D触发器114

5.4 主从触发器115

5.4.1 主从RS触发器115

5.4.2 主从JK触发器116

5.5 边沿触发器118

5.5.1 边沿（维持-阻塞）D触发器118

5.5.2 边沿JK触发器119

5.6 集成触发器121

5.6.1 集成D触发器121

5.6.2 集成JK触发器121

5.7 其他功能的触发器122

5.7.1 T触发器122

5.7.2 T′触发器（翻转触发器）122

5.8 各类触发器的相互转换123

5.8.1 JK触发器转换为D、T、T′和RS触发器123

5.8.2 D触发器转换为JK、T、T′和RS触发器124

5.9 触发器的应用126

5.9.1 消颤开关126

5.9.2 分频和双相时钟的产生127

5.9.3 异步脉冲同步化127

5.10 集成触发器的参数128

5.10.1 触发器的静态参数128

5.10.2 触发器的动态参数128

5.11 习题128

第6章 同步时序逻辑电路132

6.1 概述132

6.2 时序逻辑电路的结构和类型132

6.2.1 时序逻辑电路的结构和特点132

6.2.2 时序逻辑电路的分类133

6.3 同步时序逻辑电路的分析134

6.3.1 分析步骤134

6.3.2 分析举例135

6.4 同步时序逻辑电路的设计141

6.4.1 设计步骤141

6.4.2 建立原始状态图（或状态表）142

6.4.3 状态化简147

6.4.4 状态分配152

6.4.5 同步时序电路设计举例153

6.5 计数器及其应用160

6.5.1 计数器的特点和分类160

6.5.2 n位二进制计数器160

6.5.3 十进制计数器165

6.5.4 利用反馈归0法和反馈置数法构成任意进制计数器170

6.5.5 计数器容量的扩展171

6.6 寄存器172

6.6.1 锁存器172

6.6.2 基本寄存器173

6.6.3 移位寄存器173

6.6.4 移位寄存器型计数器175

6.7 同步时序逻辑电路的应用178

6.7.1 计数器用作分频器178

6.7.2 计数型序列信号发生器178

6.8 习题179

第7章 异步时序逻辑电路183

7.1 异步时序逻辑电路的分类及特点183

7.2 脉冲异步时序逻辑电路183

7.2.1 脉冲异步时序逻辑电路的分析184

7.2.2 脉冲异步时序逻辑电路的设计188

7.3 电平异步时序逻辑电路196

7.3.1 电平异步时序逻辑电路的分析197

7.3.2 电平异步时序逻辑电路中的竞争与险象198

7.3.3 电平异步时序逻辑电路的设计200

7.4 异步计数器的原理与应用204

7.5 习题207

第8章 硬件描述语言Verilog HDL211

8.1 Verilog HDL概述211

8.2 Verilog HDL基本语法212

8.2.1 标识符212

8.2.2 数值和常数212

8.2.3 数据类型213

8.2.4 Verilog HDL的基本结构214

8.3 Verilog HDL的操作符215

8.3.1 算术操作符215

8.3.2 关系操作符216

8.3.3 等价操作符217

8.3.4 位操作符217

8.3.5 逻辑操作符218

8.3.6 缩减操作符218

8.3.7 移位操作符218

8.3.8 条件操作符219

8.3.9 拼接和复制操作符219

8.4 基本逻辑门电路的Verilog HDL220

8.4.1 与门的Verilog HDL描述220

8.4.2 或门的Verilog HDL描述220

8.4.3 非门的Verilog HDL描述221

8.4.4 与非门的Verilog HDL描述221

8.4.5 或非门的Verilog HDL描述221

8.4.6 缓冲器电路的Verilog HDL描述222

8.4.7 与或非门的Verilog HDL描述222

8.5 Verilog HDL的描述方式223

8.5.1 门级描述223

8.5.2 数据流级描述224

8.5.3 行为级描述224

8.6 组合逻辑电路的Verilog HDL实现226

8.6.1 数据比较器226

8.6.2 编码器227

8.6.3 译码器228

8.7 触发器的Verilog HDL实现229

8.7.1 维持-阻塞D触发器229

8.7.2 集成D触发器229

8.7.3 边沿型JK触发器230

8.7.4 集成JK触发器230

8.8 时序逻辑电路的Verilog HDL实现231

8.8.1 移位寄存器231

8.8.2 计数器232

8.8.3 复杂时序逻辑电路233

8.9 较复杂的电路设计实践235

8.10 习题239

第9章 脉冲波形的产生与整形240

9.1 概述240

9.2 555定时器241

9.2.1 555定时器的内部结构241

9.2.2 555定时器的基本功能242

9.3 用555定时器构成自激多谐振荡器242

9.3.1 电路结构243

9.3.2 工作原理243

9.4 用逻辑门构成的自激多谐振荡器245

9.5 石英晶体振荡器246

9.6 单稳态触发器247

9.6.1 用555定时器构成的单稳态触发器247

9.6.2 集成单稳态触发器248

9.6.3 单稳态触发器的应用251

9.7 施密特触发器252

9.7.1 用555定时器构成施密特触发器252

9.7.2 施密特触发器的应用254

9.8 习题255

参考文献257