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第1章 绪论1

1.1 什么是数字电路1

1.2 数字电路的发展及应用2

1.3 数字电路设计方法3

1.4 课程应用模型5

第2章 数字电路基础7

2.1 数制和码制7

2.1.1 基本概念7

2.1.2 二进制与十进制8

2.1.3 八进制与十六进制9

2.1.4 码制10

2.2 逻辑代数基础11

2.2.1 逻辑运算11

2.2.2 基本规则13

2.3 逻辑函数14

2.3.1 逻辑函数及其表示方法14

2.3.2 逻辑函数的标准形式15

2.3.3 逻辑函数的代数化简15

2.3.4 卡诺图化简法16

习题19

第3章 逻辑电路21

3.1 门电路21

3.1.1 基本门电路21

3.1.2 常用集成门电路25

3.2 组合逻辑电路29

3.2.1 组合电路的分析和设计29

3.2.2 组合逻辑电路的竞争与冒险31

3.2.3 常用的集成组合逻辑电路32

3.3 时序逻辑电路46

3.3.1 触发器46

3.3.2 典型触发器47

3.3.3 典型集成触发器55

3.3.4 时序逻辑电路的分类56

3.3.5 同步时序逻辑电路分析与设计57

3.3.6 异步时序逻辑电路的分析与设计61

3.3.7 计数器65

3.3.8 寄存器69

习题70

第4章 大规模数字集成电路74

4.1 半导体存储器74

4.1.1 只读存储器75

4.1.2 随机存储器77

4.2 可编程逻辑器件79

4.2.1 简单可编程逻辑器件79

4.2.2 复杂可编程逻辑器件（CPLD）85

4.2.3 现场可编程门阵列（FPGA）87

4.3 常用CPLD/FPGA器件89

4.3.1 Altera公司产品89

4.3.2 Xilinx公司产品90

4.3.3 Lattice公司产品91

习题92

第5章 Verilog HDL数字设计基础94

5.1 Verilog HDL简介94

5.2 语法基本要素95

5.3 模块的结构99

5.3.1 模块的介绍99

5.3.2 模块的调用101

5.4 数据类型与表达式102

5.4.1 线网型变量103

5.4.2 寄存器型变量106

5.5 运算符110

5.5.1 操作数110

5.5.2 Verilog HDL的运算符112

5.6 赋值语句115

5.6.1 连续赋值语句115

5.6.2 线网声明赋值115

5.6.3 过程赋值语句116

5.7 结构说明语句117

5.8 条件语句117

5.8.1 if-else语句117

5.8.2 case语句118

5.9 循环语句119

5.9.1 forever循环语句119

5.9.2 repeat循环语句119

5.9.3 while循环语句119

5.9.4 for循环语句120

5.10 块语句120

5.10.1 顺序语句块120

5.10.2 并行语句块121

5.11 结构语句122

5.11.1 initial语句122

5.11.2 always语句123

5.12 系统任务126

5.12.1 任务126

5.12.2 任务定义126

5.12.3 任务调用127

5.13 函数语句127

5.13.1 函数定义128

5.13.2 函数调用129

5.13.3 函数的使用规则129

5.13.4 task和function的区别129

5.14 常用的系统任务和函数130

5.14.1 ＄display和＄write131

5.14.2 系统任务＄monitor133

5.14.3 系统函数＄time和＄realtime133

5.14.4 系统任务＄finish和＄stop134

5.14.5 系统任务＄readmem135

5.14.6 系统任务＄random135

5.14.7 文件输入／输出任务136

5.15 编译预处理136

5.15.1 ′define和′undef137

5.15.2 ′ifdef、′else和′endif137

5.15.3 ′default_nettype137

5.15.4 ′include137

5.15.5 ′resetall138

5.15.6 ′timescale138

5.15.7 ′unconnected_drive和′nounconnected_drive139

习题140

第6章 Quartus Ⅱ功能及应用141

6.1 Quartus Ⅱ软件简介及特点141

6.2 Quartus Ⅱ软件开发流程141

6.2.1 设计输入143

6.2.2 综合143

6.2.3 布局布线143

6.2.4 编译和配置144

6.2.5 仿真144

6.2.6 调试147

6.2.7 系统级设计148

6.3 Quartus Ⅱ软件的使用举例148

6.3.1 创建Quartus Ⅱ工程148

6.3.2 设计输入154

6.3.3 工程配置及时序约束159

6.3.4 编译161

6.3.5 器件与引脚设定161

6.3.6 功能仿真163

6.3.7 时序仿真166

6.3.8 机器编程和配置167

6.4 Quartus Ⅱ下载及安装建议169

第7章 基础应用实例170

7.1 基本门电路设计实例170

7.1.1 基本逻辑门170

7.1.2 三态门电路172

7.1.3 总线缓冲器173

7.2 组合逻辑电路设计实例174

7.2.1 逻辑函数的实现174

7.2.2 多路数据选择器176

7.2.3 数据分配器177

7.2.4 比较器178

7.2.5 优先编码器179

7.2.6 3线-8线译码器181

7.2.7 BCD-七段显示译码器183

7.2.8 码制转换器184

7.3 加法器185

7.3.1 半加器185

7.3.2 全加器187

7.4 减法器188

7.4.1 半减器188

7.4.2 全减器189

7.5 时序逻辑电路设计实例190

7.5.1 触发器190

7.5.2 计数器195

7.5.3 寄存器196

7.5.4 移位寄存器198

第8章 高级应用实例200

8.1 投票表决器200

8.1.1 功能要求200

8.1.2 设计实现200

8.1.3 仿真结果201

8.2 序列信号发生器201

8.2.1 功能要求201

8.2.2 设计实现202

8.2.3 仿真结果203

8.3 分频器203

8.3.1 功能要求203

8.3.2 设计实现204

8.3.3 仿真结果204

8.4 交通灯控制器205

8.4.1 功能要求205

8.4.2 设计实现205

8.4.3 仿真结果208

8.5 颗粒物罐装系统209

8.5.1 功能要求209

8.5.2 设计实现209

8.5.3 仿真结果210

附录A 参考系统硬件原理图212

附录B 参考系统管脚对应表219

参考文献223