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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22

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32

2.4 TTL集成门电路33

2.4.1 数字集成电路的分类33

2.4.2 TTL与非门34

2.4.3 集电极开路的与非门37

2.4.4 TTL门电路使用注意事项37

2.5 CMOS集成门电路38

2.5.1 CMOS非门38

2.5.2 CMOS与非门38

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39

2.6 TTL电路与CMOS电路之间的接口电路40

2.6.1 三极管组成的接口电路40

2.6.2 其他接口电路40

2.7 小结41

2.8 习题与思考题41

第3章 组合逻辑的分析与设计44

3.1 逻辑代数基础44

3.1.1 逻辑变量及基本逻辑运算44

3.1.2 逻辑代数的基本公式、定理与规则46

3.1.3 逻辑函数及其表达式49

3.2 逻辑函数的化简54

3.2.1 代数化简法54

3.2.2 卡诺图化简法56

3.2.3 列表化简法60

3.2.4 逻辑函数化简中两个实际问题62

3.3 组合逻辑电路的分析66

3.3.1 组合逻辑电路分析的一般方法66

3.3.2 组合逻辑电路分析举例67

3.4 组合逻辑电路的设计69

3.4.1 组合逻辑电路设计的一般方法69

3.4.2 组合逻辑电路设计中应考虑的问题73

3.5 VHDL描述基础77

3.5.1 VHDL概述77

3.5.2 VHDL描述的基本结构79

3.5.3 VHDL的标识符和保留字91

3.6 组合逻辑电路设计举例92

3.6.1 半加器和全加器的设计92

3.6.2 BCD码编码器和七段显示译码器的设计97

3.6.3 代码转换器的设计103

3.7 组合逻辑电路中的竞争与险象105

3.7.1 竞争与险象的产生106

3.7.2 险象的分类107

3.7.3 险象的判断108

3.7.4 险象的消除109

3.8 小结111

3.9 习题与思考题112

第4章 触发器119

4.1 双稳态触发器119

4.1.1 RS触发器119

4.1.2 JK触发器123

4.1.3 D触发器125

4.1.4 T触发器126

4.1.5 触发器的时间参数127

4.2 单稳态触发器127

4.3 多谐振荡器128

4.3.1 RC环形多谐振荡器128

4.3.2 石英晶体构成的多谐振荡器130

4.4 施密特触发器131

4.5 小结132

4.6 习题与思考题133

第5章 时序逻辑的分析与设计137

5.1 时序逻辑电路的结构与类型137

5.1.1 Mealy型电路138

5.1.2 Moore型电路139

5.2 同步时序逻辑电路的分析140

5.2.1 同步时序逻辑电路的分析方法140

5.2.2 常用同步时序逻辑电路147

5.3 同步时序逻辑电路的设计162

5.3.1 建立原始状态表162

5.3.2 状态表的化简163

5.3.3 状态分配168

5.3.4 求激励函数和输出函数170

5.4 VHDL时序电路设计特点172

5.4.1 电路的时钟控制172

5.4.2 状态图的VHDL描述174

5.5 同步时序逻辑电路设计举例176

5.6 异步时序电路186

5.6.1 脉冲异步时序逻辑电路的分析186

5.6.2 脉冲异步时序逻辑电路的设计189

5.7 小结192

5.8 习题与思考题192

第6章 集成电路的逻辑设计与可编程逻辑器件201

6.1 常用中规模通用集成电路202

6.1.1 二进制并行加法器202

6.1.2 译码器和编码器208

6.1.3 多路选择器和多路分配器219

6.1.4 数值比较器226

6.1.5 奇偶发生／校验器230

6.2 半导体存储器233

6.2.1 概述233

6.2.2 随机读写存储器234

6.2.3 只读存储器241

6.3 可编程逻辑器件248

6.3.1 PLD概述248

6.3.2 可编程只读存储器252

6.3.3 可编程逻辑阵列255

6.3.4 可编程阵列逻辑260

6.3.5 通用阵列逻辑267

6.4 小结274

6.5 习题与思考题275

第7章 高密度可编程器件282

7.1 在系统可编程技术282

7.2 ISP器件的结构与原理283

7.3 在系统编程原理292

7.3.1 ISP器件编程元件的物理布局292

7.3.2 ISP编程接口294

7.3.3 ISP器件的编程方式295

7.4 FPGA器件299

7.4.1 FPGA的基本结构300

7.4.2 FPGA开发流程303

7.4.3 Altera低成本FPGA305

7.4.4 Xilinx XC4000系列FPGA308

7.4.5 XC4000系列FPGA的配置模式316

7.5 基于可编程器件的电路设计实例分析323

7.5.1 系统基本功能介绍323

7.5.2 系统设计框图323

7.5.3 系统功能分析324

7.5.4 系统实现过程325

7.6 小结329

7.7 习题与思考题330

附录A VHDL基本语句及设计实例331

A.1 顺序语句331

A.2 并行语句333

A.3 属性描述与定义语句335

A.4 触发器的VHDL描述336

A.5 CPU基本部件设计举例340

参考文献345