数字电路逻辑设计

第1章　基本知识　1 1.1　数字系统概述　1 1.1.1　数字系统的基本概念　1 1.1.2　数字电路的分类　3 1.1.3　研究内容与方法　3 1.2　数制及其转换　4 1.2.1　进位计数制　4 1.2.2　数制转换　7 1.3　带符号数的代码表示　10 1.3.1　原码　11 1.3.2　反码　11 1.3.3　补码　12 1.4　几种常用的编码　14 1.4.1　二-十进制编码　14 1.4.2　简单可靠性编码　16 1.4.3　字符编码　19 本章小结　20 思考题与练习题　20 第2章　逻辑代数基础　22 2.1　逻辑代数的基本概念　22 2.1.1　变量和运算　23 2.1.2　逻辑函数　26 2.1.3　复合逻辑　28 2.2　逻辑代数的定理和规则　30 2.2.1　基本定理　30 2.2.2　重要规则　31 2.3　逻辑函数表达式的形式与变换　33 2.3.1　逻辑函数表达式的基本形式　33 2.3.2　逻辑函数表达式的标准形式　33 2.3.3　逻辑函数表达式的转换　36 2.4　逻辑函数化简　38 2.4.1　代数化简法　38 2.4.2　卡诺图化简法　40 本章小结　50 思考题与练习题　50 第3章　集成逻辑门　52 3.1　数字集成电路的分类　52 3.1.1　按采用的半导体器件分类　52 3.1.2　按集成电路规模分类　53 3.1.3　按设计方法和功能定义分类　53 3.2　半导体器件的开关特性　54 3.2.1　晶体二极管的开关特性　54 3.2.2　晶体三极管的开关特性　57 3.3　逻辑门电路　60 3.3.1　简单逻辑门　60 3.3.2　TTL集成逻辑门　63 3.3.3　CMOS集成逻辑门　72 3.3.4　正逻辑和负逻辑　73 3.4　逻辑函数的实现　75 3.4.1　用与非门实现逻辑函数　75 3.4.2　用或非门实现逻辑函数　76 3.4.3　用与或非门实现逻辑函数　77 3.4.4　用异或门实现逻辑函数　78 本章小结　78 思考题与练习题　79 第4章　组合逻辑电路　81 4.1　组合逻辑电路分析　81 4.1.1　分析的一般步骤　82 4.1.2　分析举例　82 4.2　组合逻辑电路设计　87 4.2.1　设计的一般步骤　87 4.2.2　设计举例　87 4.2.3　几个实际问题的处理　89 4.3　组合逻辑电路中的竞争与险象　97 4.3.1　竞争现象与险象的产生　98 4.3.2　险象的判断　100 4.3.3　险象的处理方法　102 4.4　常用中规模组合逻辑器件　104 4.4.1　二进制并行加法器　104 4.4.2　译码器与编码器　109 4.4.3　多路选择器和多路分配器　114 本章小结　119 思考题与练习题　120 第5章　集成触发器　122 5.1　基本RS触发器　122 5.1.1　与非门构成的基本RS触发器　123 5.1.2　或非门构成的基本RS触发器　126 5.2　简单钟控触发器　128 5.2.1　钟控RS触发器　128 5.2.2　钟控D触发器　130 5.2.3　钟控JK触发器　131 5.2.4　钟控T触发器　133 5.3　主从钟控触发器　135 5.3.1　主从RS触发器　136 5.3.2　主从JK触发器　137 5.3.3　常用主从触发器芯片　138 5.4　边沿钟控触发器　139 5.4.1　维持-阻塞D触发器　139 5.4.2　常用边沿触发器芯片　141 本章小结　143 思考题与练习题　143 第6章　时序逻辑电路　145 6.1　时序逻辑电路概述　145 6.1.1　时序逻辑电路的结构　145 6.1.2　时序逻辑电路的分类　146 6.2　同步时序逻辑电路　147 6.2.1　描述方法　148 6.2.2　电路分析　150 6.2.3　电路设计　157 6.3　异步时序逻辑电路　176 6.3.1　特点与类型　176 6.3.2　电路分析　177 6.3.3　电路设计　182 6.4　常用中规模时序逻辑器件　185 6.4.1　计数器　185 6.4.2　寄存器　191 本章小结　195 思考题与练习题　195 第7章　可编程逻辑器件　199 7.1　PLD概述　199 7.1.1　PLD的发展　199 7.1.2　PLD的一般结构　200 7.1.3　PLD的电路表示法　200 7.1.4　PLD的分类　202 7.2　低密度可编程逻辑器件　202 7.2.1　可编程只读存储器　202 7.2.2　可编程逻辑阵列　208 7.2.3　可编程阵列逻辑　210 7.2.4　通用阵列逻辑　211 7.3　高密度可编程逻辑器件　214 7.3.1　器件的类型　214 7.3.2　器件的基本结构　215 7.3.3　典型器件　216 7.4　在系统编程技术简介　221 7.4.1　ISP技术的主要特点　221 7.4.2　编程原理与接口电路　222 7.4.3　开发软件与设计流程　224 本章小结　227 思考题与练习题　227 第8章　综合应用举例　229 8.1　汽车尾灯控制器设计　229 8.1.1　设计要求　229 8.1.2　功能描述　229 8.1.3　电路设计　230 8.1.4　功能仿真　233 8.2　智力竞赛抢答器设计　233 8.2.1　设计要求　233 8.2.2　功能描述　234 8.2.3　电路设计　234 8.2.4　功能仿真　235 8.3　简单交通灯控制器设计　236 8.3.1　设计要求　236 8.3.2　功能描述　237 8.3.3　电路设计　238 8.3.4　功能仿真　240 8.4　电子密码锁设计　241 8.4.1　设计要求　241 8.4.2　功能描述　241 8.4.3　电路设计　242 8.4.4　功能仿真　242 本章小结　244 思考题与练习题　244 模拟测试　246 模拟试题一　246 模拟试题二　251 模拟试题一参考答案　258 模拟试题二参考答案　263 参考文献　268