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第1章 数制与码制 1

1.1 数字信号与数字电路概述 1

1.1.1 数字信号 1

1.1.2 数字电路与系统 2

1.2 数制 3

1.2.1 数制的基本知识 3

1.2.2 常用数制 4

1.2.3 数制转换 5

1.3 码制 8

1.3.1 二进制码 8

1.3.2 二-十进制（BCD）码 10

1.4 算术运算与逻辑运算 12

1.4.1 算术运算 12

1.4.2 逻辑运算 12

1.5 HDL 13

习题 13

第2章 逻辑代数理论及电路实现 15

2.1 逻辑代数中的运算 15

2.1.1 基本逻辑及运算 15

2.1.2 复合逻辑运算 17

2.2 逻辑运算的电路实现 18

2.2.1 场效应管的开关特性 19

2.2.2 CMOS反相器 21

2.2.3 其他类型的CMOS 门电路 24

2.3 逻辑运算的公式 27

2.3.1 基本公式 27

2.3.2 常用公式 28

2.4 逻辑运算的基本规则 29

2.4.1 代入规则 29

2.4.2 反演规则 29

2.4.3 对偶规则 30

2.5 逻辑函数的标准形式 30

2.6 逻辑函数的化简 32

2.6.1 公式法化简 32

2.6.2 卡诺图法化简 34

2.7 VHDL描述逻辑门电路 42

习题 43

第3章 组合逻辑电路 45

3.1 SSI构成的组合电路的分析和设计 45

3.1.1 组合逻辑电路的分析 46

3.1.2 组合逻辑电路的设计 48

3.2 常用中规模集成组合逻辑电路（MSI） 50

3.2.1 编码器 50

3.2.2 译码器 55

3.2.3 数据选择器 65

3.2.4 数据比较器 70

3.2.5 全加器 73

3.2.6 基于MSI的组合电路的设计 75

3.3 竞争和冒险 78

3.3.1 竞争和冒险的概念 78

3.3.2 冒险的判别方法 80

3.3.3 胃险的消除方法 82

3.4 VHDL描述组合逻辑电路 85

习题 87

第4章 触发器 90

4.1 概述 90

4.2 基本SRFF 91

4.3 钟控电位触发器 95

4.3.1 钟控SR触发器 95

4.3.2 钟控D触发器 97

4.4 边沿触发器 98

4.4.1 DFF 98

4.4.2 JKFF 101

4.4.3 TFF和T′FF 103

4.5 集成触发器的参数 104

4.6 触发器应用举例 106

4.7 VHDL描述触发器 110

习题 111

第5章 时序逻辑电路 116

5.1 概述 116

5.2 寄存器 117

5.2.1 移位寄存器工作原理 117

5.2.2 MSI移位寄存器 119

5.3 计数器 124

5.3.1 同步计数器的分析 125

5.3.2 同步计数器的设计 130

5.3.3 MSI同步计数器 132

5.3.4 异步计数器的分析和设计 139

5.3.5 移存型计数器 143

5.4 序列信号发生器 146

5.5 顺序脉冲发生器 152

5.6 一般时序逻辑电路的分析 154

5.7 一般同步时序电路的设计 157

5.8 VHDL描述时序逻辑电路 172

习题 173

第6章 可编程逻辑器件 181

6.1 PLD概述 182

6.1.1 PLD的表示方法 182

6.1.2 可编程功能的实现 183

6.1.3 PLD的制造工艺 183

6.1.4 PLD的分类 186

6.1.5 PLD的开发流程 189

6.2 可编程只读存储器（PROM） 190

6.2.1 PROM的结构和功能 191

6.2.2 ROM的应用 192

6.3 可编程逻辑阵列（PLA）和可编程阵列逻辑（PAL） 197

6.3.1 PLA的结构与应用 197

6.3.2 PAL的结构与应用 198

6.4 通用阵列逻辑（GAL） 200

6.4.1 GAL的结构 200

6.4.2 GAL的应用 204

6.5 复杂可编程逻辑器件 （CPLD） 209

6.5.1 CPLD的产生 209

6.5.2 CPLD的结构 210

6.6 现场可编程门阵列（FPGA） 211

6.6.1 FPGA的产生背景 211

6.6.2 FPGA的结构 211

6.7 HDPLD应用举例 220

习题 232

第7章 数字系统设计基础 233

7.1 概述 233

7.1.1 数字系统的基本模型 233

7.1.2 同步数字系统时序约定 236

7.1.3 数字系统的设计方法 239

7.1.4 数字系统的设计步骤 240

7.2 数字系统的描述工具 241

7.2.1 寄存器传输语言 241

7.2.2 方框图 246

7.2.3 算法流程图 248

7.2.4 算法状态机图 249

7.3 控制器设计 258

7.4 数字系统设计及VHDL实现 273

7.4.1 二进制乘法器设计 273

7.4.2 交通灯管理系统设计 282

7.4.3 A／D转换系统设计 290

习题 298

第8章 数模转换和模数转换 304

8.1 数模转换（D／A） 304

8.1.1 数模转换原理 305

8.1.2 常见的DAC结构 306

8.1.3 DAC的主要参数和意义 307

8.1.4 集成DAC及其应用举例 309

8.2 模数转换（A／D） 311

8.2.1 模数转换的一般过程 311

8.2.2 常见的ADC结构 312

8.2.3 ADC的主要参数和意义 318

8.2.4 集成ADC及其应用举例 319

习题 321

附录A VHDL简介 322

附录B Verilog简介 338

附录C集成门电路及逻辑电平 360

参考文献 362