數(shù)字系統(tǒng)與邏輯設計

第1章 緒論1.1數(shù)字電路基本概念1
1.1.1 數(shù)字信號1
1.1.2 數(shù)字電路1
1.2 數(shù)制和編碼2
1.2.1 常用進位計數(shù)制3
1.2.2 各種計數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換4
1.2.3 常用編碼方案6
1.2.4 二進制數(shù)的算術運算9
本章小結(jié)11
習題11
第2章 邏輯代數(shù)基礎2.1基本邏輯運算12
2.1.1 邏輯與運算12
2.1.2 邏輯或運算13
2.1.3 邏輯非運算14
2.2 邏輯代數(shù)的基本定律和規(guī)則15
2.2.1 邏輯代數(shù)的基本定律15
2.2.2 邏輯代數(shù)的3條規(guī)則16
2.2.3 若干常用公式18
2.2.4 幾種導出邏輯19
2.3 邏輯函數(shù)的標準表達式22
2.3.1 最小項與邏輯函數(shù)的最小項表達式22
2.3.2 最大項與邏輯函數(shù)的最大項表達式24
2.3.3 最小項與最大項之間的關系25
2.4 邏輯函數(shù)的化簡26
2.4.1 代數(shù)化簡法26
2.4.2 卡諾圖化簡法27
2.4.3 QM列表化簡法36
2.4.4 Petrick算法42
本章小結(jié)44
習題45
第3章 邏輯門電路3.1晶體管的開關特性48
3.1.1 二極管的開關特性49
3.1.2 三極管的開關特性50
3.1.3 MOS管的開關特性51
3.2 簡易邏輯門電路55
3.2.1 二極管與門電路55
3.2.2 二極管或門電路55
3.2.3 三極管非門電路56
3.2.4 三極管非門的負載能力58
3.3 TTL邏輯門電路59
3.3.1 TTL邏輯門的工作原理59
3.3.2 TTL邏輯門的外部特性65
3.3.3 TTL電路的各種改進類型71
3.4 其他類型的雙極型邏輯門電路74
3.4.1 ECL電路75
3.4.2 I2L電路76
3.5 CMOS邏輯門電路78
3.5.1 基本的CMOS門電路78
3.5.2 其他類型的CMOS門電路80
3.5.3 CMOS電路的防護84
3.5.4 CMOS電路的特性與參數(shù)85
3.6 數(shù)字電路使用的一般性問題91
3.6.1 數(shù)字電路的接口原則91
3.6.2 TTL電路與CMOS電路的接口方法92
3.6.3 正邏輯與負邏輯94
本章小結(jié)95
習題96
第4章 組合邏輯電路的分析與設計
4.1 組合邏輯電路的分析102
4.1.1 邏輯代數(shù)法103
4.1.2 符號置換法105
4.2 小規(guī)模組合邏輯電路的設計107
4.2.1 由文字描述作出真值表108
4.2.2 邏輯函數(shù)的實現(xiàn)109
4.2.3 組合邏輯電路設計中的一些實際問題112
4.3 組合邏輯電路的冒險124
4.3.1 靜態(tài)邏輯冒險及其消除方法125
4.3.2 動態(tài)邏輯冒險及其判斷方法129
4.3.3 功能冒險及其判斷方法132
4.3.4 消除冒險的常用措施134
本章小結(jié)136
習題137
第5章 記憶單元電路
5.1 記憶單元電路的基本特性142
5.2 鎖存器143
5.2.1 基本RS鎖存器143
5.2.2 門控鎖存器145
5.3 TTL主從觸發(fā)器149
5.3.1 主從RS觸發(fā)器150
5.3.2 主從D觸發(fā)器151
5.3.3 主從JK觸發(fā)器152
5.4 邊沿觸發(fā)器153
5.4.1 負邊沿JK觸發(fā)器153
5.4.2 維持阻塞D觸發(fā)器155
5.4.3 邊沿T觸發(fā)器156
5.5 CMOS觸發(fā)器157
5.5.1 CMOS邊沿D觸發(fā)器157
5.5.2 CMOS邊沿JK觸發(fā)器159
5.6 觸發(fā)器類型轉(zhuǎn)換160
本章小結(jié)161
習題162
第6章 同步時序電路
6.1 同步時序電路的分析166
6.1.1 同步時序電路的特點166
6.1.2 同步時序電路分析方法167
6.1.3 典型同步時序電路的分析171
6.2 常用同步時序電路的設計179
6.2.1 設計步驟概述179
6.2.2 常用同步時序電路的設計方法180
6.3 一般同步時序電路的設計189
6.3.1 設計步驟概述189
6.3.2 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（表）的建立190
6.3.3 狀態(tài)簡化193
6.3.4 狀態(tài)編碼200
6.3.5 設計舉例204
本章小結(jié)208
習題209
第7章 異步時序電路
7.1 脈沖異步時序電路213
7.1.1 脈沖異步時序電路的分析214
7.1.2 脈沖異步時序電路的設計219
7.2 電位異步時序電路225
7.2.1 電位異步時序電路的分析227
7.2.2 電位異步時序電路的設計230
7.2.3 電位異步時序電路設計舉例237
7.3 異步時序電路的冒險及處理241
7.3.1 本質(zhì)冒險241
7.3.2 本質(zhì)冒險的判斷及其消除242
本章小結(jié)244
習題244
第8章 常用的中規(guī)模集成電路及其應用
8.1 數(shù)碼比較器249
8.1.1 集成數(shù)碼比較器249
8.1.2 比較器的級聯(lián)251
8.1.3 比較器的應用252
8.2 編碼器和譯碼器253
8.2.1 編碼器及其原理253
8.2.2 譯碼器及其原理257
8.3 數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器263
8.3.1 集成數(shù)據(jù)選擇器263
8.3.2 數(shù)據(jù)選擇器的應用265
8.3.3 數(shù)據(jù)分配器及其應用269
8.4 奇偶校驗與可靠性編碼270
8.4.1 奇偶校驗碼270
8.4.2 漢明碼271
8.5運算電路273
8.5.1加法器273
8.5.2減法器275
8.6 中規(guī)模集成計數(shù)器276
8.6.1 異步中規(guī)模計數(shù)器276
8.6.2 同步中規(guī)模計數(shù)器278
8.6.3 中規(guī)模計數(shù)器的應用282
8.6.4 中規(guī)模計數(shù)器的級聯(lián)285
8.7 中規(guī)模移位寄存器及其應用288
8.7.1 集成中規(guī)模移位寄存器288
8.7.2 中規(guī)模移位寄存器的應用290
本章小結(jié)294
習題295
第9章 半導體存儲器和可編程邏輯器件
9.1 只讀存儲器（ROM）301
9.1.1 ROM的結(jié)構及其工作原理301

9.1.2 ROM的設計和應用304
9.1.3 PROM和EPROM307
9.1.4 E2PROM和Flash Memory310
9.2 隨機存取存儲器（RAM）312
9.2.1 RAM的結(jié)構和工作原理313
9.2.2 多端口RAM簡介318
9.2.3 FRAM簡介320
9.3 存儲器容量的擴展321
9.3.1 位擴展 321
9.3.2 字擴展322
9.3.3 字位同時擴展325
9.4 順序存取存儲器（SAM）326
9.4.1 SAM的結(jié)構和工作原理326

9.4.2 SAM的動態(tài)存儲單元329
9.5 內(nèi)容尋址存儲器（CAM）332
9.5.1 CAM的結(jié)構和工作原理333
9.5.2 CAM的搜索方法334
9.6 典型可編程器件介紹335
9.6.1 通用陣列邏輯（GAL）器件335
9.6.2 復雜可編程邏輯器件（CPLD）339
9.6.3 現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）342
本章小結(jié)351
習題352
第10章 脈沖波形的產(chǎn)生與整形
10.1 施密特觸發(fā)器354
10.1.1 用門電路構成的施密特觸發(fā)器354
10.1.2 集成施密特觸發(fā)器357
10.1.3 施密特觸發(fā)器的應用359
10.2 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器360
10.2.1 用門電路構成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器361
10.2.2 集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器364
10.2.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應用367
10.3 多諧振蕩器原理及其應用368
10.3.1 對稱式多諧振蕩器368
10.3.2 非對稱式多諧振蕩器371
10.3.3 環(huán)形多諧振蕩器373
10.3.4 施密特多諧振蕩器375
10.3.5 石英晶體多諧振蕩器376
10.4 集成定時器555378
10.4.1 555定時器的電路結(jié)構和原理378
10.4.2 555定時器電路的應用379
本章小結(jié)384
習題385
第11章 數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路
11.1 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路（DAC）389
11.1.1 二進制權電阻DAC389
11.1.2 T形電阻網(wǎng)絡DAC390
11.1.3 倒T形電阻網(wǎng)絡DAC391
11.1.4 電子開關392
11.1.5 電流型DAC393
11.1.6 DAC的主要技術指標393
11.1.7 集成DAC舉例394
11.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路（ADC）396
11.2.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換的一般過程396
11.2.2 并行比較ADC399
11.2.3 逐次逼近型ADC401
11.2.4 雙積分型ADC402
11.2.5 電壓頻率變換器（VFC）404
11.2.6 DeltaSigma 型ADC406
11.2.7 ADC的主要技術指標407
11.2.8 集成ADC舉例407
本章小結(jié)410
習題410
第12章 數(shù)字系統(tǒng)設計方法
12.1 算法流程圖與ASM圖415
12.1.1 算法流程圖415
12.1.2 算法設計417
12.1.3 電路劃分與邏輯框圖設計419
12.1.4 數(shù)據(jù)處理單元的設計422
12.1.5 ASM圖符號及其應用424
12.1.6 控制單元的設計427
12.2 EDA技術簡介429
12.2.1 傳統(tǒng)的硬件電路設計方法429
12.2.2 現(xiàn)代的硬件電路設計方法430
12.2.3 Verilog HDL語法簡介432
12.2.4 綜合工具功能簡介442
12.2.5 布局布線工具功能簡介445
12.2.6 仿真工具功能簡介446
本章小結(jié)449
習題450
附錄1 《電氣圖用圖形符號——二進制邏輯單元》（GB4728.12—96）簡介
A1.1 符號的構成452
A1.2 邏輯約定453
A1.3 各種限定性符號454
A1.4 關聯(lián)標注法456
附錄2 常用邏輯符號對照表參考文獻460