数字电路与系统设计

第1章 数字逻辑基础.1

1.1 绪论 1

1.1.1 数字电路的基本概念 1

1.1.2 数字集成电路的发展趋势 3

1.2 数制与代码 4

1.2.1 数制 4

1.2.2 带符号数的表示法 8

1.2.3 代码 9

1.3 逻辑代数基础 13

1.3.1 逻辑代数的基本运算 13

1.3.2 复合逻辑运算与常用逻辑门 14

1.3.3 逻辑代数的基本公式和运算规则 16

1.4 逻辑函数的描述方法 18

1.4.1 真值表描述法 18

1.4.2 代数式描述法 19

1.4.3 卡诺图描述法 22

1.5 逻辑函数的化简 25

1.5.1 逻辑函数最简的标准 25

1.5.2 代数法化简逻辑函数 25

1.5.3 逻辑函数的卡诺图化简法 26

.1.5.4 含有任意项的逻辑函数的化简 30

本章小结 33

习题1 33

自测题1 37

第2章 组合逻辑器件与电路 39

2.1 集成逻辑门 39

2.1.1 双极型逻辑门电路 39

2.1.2 cmos逻辑门电路 43

2.1.3 集成逻辑门的主要参数 45

2.1.4 各类逻辑门的性能比较 48

2.1.5 正逻辑与负逻辑 49

2.2 常用msi组合逻辑模块 50

2.2.1 加法器 50

2.2.2 比较器 54

2.2.3 编码器 56

2.2.4 译码器 58

2.2.5 数据选择器 67

2.3 组合逻辑电路分析 70

2.3.1 门级电路分析 70

2.3.2 模块级电路分析 72

2.4 组合逻辑电路设计 74

2.4.1 门级电路设计 74

2.4.2 模块级电路设计 76

*2.5 组合逻辑电路中的竞争与险象 81

2.5.1 逻辑竞争与险象 81

2.5.2 逻辑险象的识别 81

2.5.3 逻辑险象的消除方法 83

本章小结 84

习题2 85

自测题2 91

第3章 时序逻辑基础与常用器件 93

3.1 时序逻辑基础 93

3.1.1 时序逻辑电路的一般模型 93

3.1.2 时序逻辑电路的描述方法 94

3.1.3 时序逻辑电路的一般分类 96

3.2 触发器及其应用 97

3.2.1 rs触发器 97

3.2.2 集成触发器 100

3.2.3 触发器的应用 104

3.3 msi计数器及其应用 108

3.3.1 二-五-十进制异步加法计数器7490 109

3.3.2 4位二进制同步可预置加法计数器74163 113

3.3.3 同步十进制可逆计数器74192 116

3.3.4 计数器的应用 118

3.4 msi移位寄存器及其应用 120

3.4.1 4位双向移位寄存器74194 121

3.4.2 移位寄存器的应用 122

3.5 半导体存储器 125

3.5.1 半导体存储器的分类 125

3.5.2 随机存取存储器 126

3.5.3 存储器容量的扩展 129

本章小结 130

习题3 131

自测题3 137
第4章 时序逻辑电路分析与设计 139
4.1 同步时序电路分析 139

4.1.1 触发器级电路分析 139

4.1.2 模块级电路分析 142

4.2 触发器级同步时序电路设计 144

4.2.1 设计步骤 144

4.2.2 导出原始状态图或状态表 145

4.2.3 状态化简 149

4.2.4 状态分配 153

4.2.5 设计举例 154

4.3 模块级同步时序电路设计 157

4.3.1 基于计数器的电路设计 157

4.3.2 基于移位寄存器的电路设计 159

* 4.4 异步计数器分析与设计 163

4.4.1 异步计数器分析 164

4.4.2 异步计数器设计 164

本章小结 166

习题4 167

自测题4 ..174

第5章 可编程逻辑器件 177

5.1 可编程逻辑器件概述 178

5.1.1 pld的发展简史 178

5.1.2 pld的分类 179

5.1.3 pld电路的表示方法 180

5.2 简单可编程逻辑器件（spld） 181

5.2.1 只读存储器（rom） 182

5.2.2 [wb]可编程逻辑阵列（pla）和可编程阵列逻辑（pal） 187

5.2.3 通用阵列逻辑（gal） 189

5.3 高密度可编程逻辑器件（hdpld） 194

5.3.1 复杂可编程逻辑器件（cpld） 195

5.3.2 现场可编程门阵列（fpga） 200

5.4 pld 的编程与测试 209

5.4.1 pld的开发过程 209

5.4.2 pld的编程技术 210

本章小结 212

习题5 213

自测题5 215

第6章 数/ 模接口电路 216

6.1 集成数/模转换器 216

6.1.1 数/模转换的基本概念 216

6.1.2 常用数/模转换技术 217

6.1.3 集成dac的主要技术指标 223

6.1.4 集成dac芯片的选择与使用 225

6.2 集成模/数转换器 229

6.2.1 模/数转换的一般过程 229

6.2.2 常用模/数转换技术 232

6.2.3 集成adc的主要技术指标 237

6.2.4 集成adc芯片的选择与使用 238

6.3 数/模接口电路的应用 241

6.3.1 程控增益放大器 241

6.3.2 数据采集与控制系统 242

本章小结 243

习题6 243

自测题6 245

第7章 数字系统设计 246

7.1 数字系统设计概述 246

7.1.1 数字系统的基本概念 246

7.1.2 数字系统设计的一般过程 247

7.1.3 数字系统的总体方案与逻辑划分 248

7.1.4 数据子系统的构造方法 252

7.2 控制子系统的设计工具 254

7.2.1 asm图 255

7.2.2 分组-按序算法语言 257

7.3 控制子系统的实现方法 261

7.3.1 硬件控制器的实现方法 261

7.3.2 微程序控制器的实现方法 264

7.4 数字系统设计举例 266

7.4.1 14位二进制数密码锁系统 266

7.4.2 铁道路口交通控制系统 271

本章小结 274

习题7 275

自测题7 277

第8章 电子设计自动化 279

8.1 eda概述 279

8.1.1 eda的发展概况 279

8.1.2 eda设计语言 282

8.1.3 eda开发工具 283

8.1.4 eda设计方法〖jy。〗284

8.2 硬件描述语言vhdl 初步 286

8.2.1 vhdl源程序的基本结构 286

8.2.2 vhdl的基本语法 291

8.2.3 vhdl的主要描述语句 296

8.3 vhdl设计实例 302

8.3.1 组合电路设计 302

8.3.2 时序电路设计 303

8.3.3 系统设计 304

8.4 quartusⅱ开发系统 308

8.4.1 概述 308

8.4.2 quartusⅱ开发流程 311

本章小结 329

习题8 330

自测题8 331
*第9章 脉冲信号的产生与变换电路 334
9.1 多谐振荡器 334

9.1.1 环形振荡器 334

9.1.2 石英晶体振荡器 337

9.1.3 多谐振荡器的应用 338

9.2 单稳态触发器 339

9.2.1 集成单稳态触发器 339

9.2.2 单稳态触发器的应用 342

9.3 施密特触发器 343

9.3.1 集成施密特触发器 344

9.3.2 施密特触发器的应用 344

9.4 555定时器 346

9.4.1 555定时器的电路结构与功能 346

9.4.2 用555定时器构成多谐振荡器 347

9.4.3 用555定时器构成单稳态触发器 348

9.4.4 用555定时器构成施密特触发器 349

本章小结 350

习题9 351

自测题9 352

附录 各章习题和自测题的参考答案 354

参考文献... 387