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第1章　数字逻辑基础1

1.1 数制2

1.1.1 十进制数2

1.1.2 二进制数2

1.1.3　八进制数和十六进制数3

1.1.4　数制间的转换4

1.2　常用编码7

1.2.1　十进制编码7

1.2.2　循环码8

1.2.3　ASCII码9

1.2.4　奇偶校验码10

1.3　二进制数的运算11

1.3.1　二进制数的表示方法11

1.3.2　二进制数的加法及减法运算14

1.4　逻辑代数基础15

1.4.1　逻辑变量和逻辑函数15

1.4.2　基本逻辑运算及基本逻辑门16

1.4.3　逻辑代数的基本公式和常用公式20

1.4.4　逻辑函数的表示方法23

1.4.5　逻辑函数的化简方法32

本章小结40

习题41

第2章　逻辑门电路45

2.1　基本逻辑门电路46

2.1.1 二极管的开关特性46

2.1.2　二极管与门47

2.1.3　二极管或门47

2.1.4　三极管的开关特性48

2.1.5　三极管非门电路49

2.2　TTL逻辑门电路50

2.2.1 TTL与非门的基本结构和工作原理50

2.2.2　TTL与非门的电压传输特性及抗干扰能力51

2.2.3　TTL与非门的输入特性、输出特性和带负载能力52

2.2.4　TTL与非门的动态特性56

2.2.5　TTL与非门的主要性能参数57

2.2.6　其他类型的TTL门电路59

2.2.7　TTL集成逻辑门电路系列简介63

2.3　CMOS门电路64

2.3.1　CMOS反相器65

2.3.2　CMOS与非门65

2.3.3　CMOS或非门66

2.3.4　CMOS三态门66

2.3.5　CMOS传输门67

2.3.6　CMOS集成电路的各种系列67

2.3.7　低电压CMOS系列68

2.4.1　TTL电路与CMOS电路的接口69

2.4.1　TTL电路驱动CMOS电路69

2.4.2　CMOS电路驱动TTL电路70

2.4.3　逻辑门多余输入端的处理71

2.5　ECL电路72

2.5.1　基本ECL门电路74

2.5.2　ECL电路与其他门电路的接口75

本章小结76

习题76

第3章　硬件描述语言VHDL基础78

3.1　硬件描述语言概述79

3.2　VHDL语言程序结构79

3.2.1　实体说明82

3.2.2　结构体83

3.2.3　包集合、库及配置90

3.3　VHDL常用语句92

3.3.1 并行语句92

3.3.2　顺序语句101

3.4　VHDL语法基础108

3.4.1 标识符和保留字108

3.4.2　数据对象109

3.4.3　数据类型111

3.4.4　数据类型的转换114

3.4.5　运算操作符115

本章小结117

习题118

第4章 组合逻辑电路119

4.1　组合逻辑电路特点120

4.2　小规模集成电路构成的组合电路的分析与设计120

4.2.1 分析方法120

4.2.2　设计方法122

4.3　编码器124

4.3.1　二进制编码器124

4.3.2　二进制优先编码器125

4.3.3　二十进制优先编码器128

4.4　译码器129

4.4.1　二进制译码器129

4.4.2　二-十进制译码器132

4.4.3　半导体数码管和七段字形译码器133

4.5　数据分配器与数据选择器136

4.5.1　数据分配器136

4.5.2　数据选择器137

4.6　数值比较电路141

4.7　算术运算电路142

4.7.1　二进制加法运算142

4.7.2　二进制减法运算145

4.7.3　二进制乘法运算146

4.7.4　算术逻辑单元147

4.8　奇偶校验电路150

4.8.1　奇偶校验的基本原理150

4.8.2 中规模集成奇偶发生器／校验器152

4.9 中规模集成电路构成的组合电路的分析与设计153

4.9.1 中规模集成电路构成的组合电路的分析153

4.9.2 中规模集成电路构成的组合电路的设计155

4.10　组合逻辑电路的竞争-冒险158

4.10.1 竞争-冒险的产生158

4.10.2　竞争-冒险的判断159

4.10.3　竞争-冒险的消除159

本章小结160

习题160

第5章 触发器165

5.1　基本触发器166

5.1.1　基本RS触发器166

5.1.2　RS触发器168

5.1.3　D触发器173

5.1.4　JK触发器175

5.1.5　不同结构触发器性能比较178

5.2　触发器逻辑功能描述及相互转换182

5.2.1 触发器逻辑功能的描述方法182

5.2.2　触发器逻辑功能相互转换186

5.3　集成触发器187

5.3.1　TTL集成触发器187

5.3.2　CMOS集成触发器189

本章小结193

习题194

第6章 时序逻辑电路200

6.1 时序逻辑电路的特点和表示方法201

6.1.1 时序逻辑电路的特点201

6.1.2　时序逻辑电路的表示方法202

6.2　基于触发器的时序逻辑电路的分析202

6.3　基于触发器的时序逻辑电路的设计206

6.4　寄存器213

6.4.1　D触发器构成的寄存器213

6.4.2　D锁存器构成的寄存器214

6.4.3　移位寄存器216

6.5　计数器222

6.5.1　计数器分类223

6.5.2　同步集成计数器224

6.5.3　异步集成计数器230

6.5.4　用中规模集成计数器构成任意进制计数器231

6.5.5　移位寄存器型计数器237

6.6　顺序脉冲发生器239

6.7　基于MSI时序逻辑电路的分析与设计241

6.7.1 时序逻辑电路的分析241

6.7.2　时序逻辑电路的设计243

本章小结246

习题246

第7章 半导体存储器251

7.1　概述252

7.1.1 半导体存储器分类252

7.1.2　半导体存储器技术指标252

7.2　只读存储器253

7.2.1　掩模只读存储器253

7.2.2　可编程只读存储器（PROM）255

7.2.3　可擦可编程只读存储器（EPROM）256

7.2.4　快闪存储器260

7.3　随机存取存储器261

7.3.1　静态随机存储器（SRAM）261

7.3.2　动态随机存储器（DRAM）265

7.4　存储器容量的扩展267

7.4.1　位扩展267

7.4.2　字扩展267

本章小结270

习题271

第8章 可编程逻辑器件基础274

8.1 可编程逻辑器件概述275

8.1.1 PLD的分类275

8.1.2　PLD的开发流程276

8.1.3　PLD的逻辑表示277

8.2　通用矩阵逻辑GAL278

8.2.1　GAL的结构及其工作原理278

8.2.2　GAL的编程282

8.3　复杂可编程逻辑器件CPLD282

8.3.1　Altera MAX7000系列CPLD简介283

8.3.2　EPM7128S284

8.4　现场可编程门矩阵FPGA289

8.4.1 Altera公司的FLEX10K系列器件的技术性能简介289

8.4.2　FLEX10K系列器件的内部结构290

8.4.3　FLEX10K系列器件的配置模式295

8.5　FPGA和CPLD的开发应用选择299

本章小结299

习题300

第9章 数字系统设计基础301

9.1　数字系统概述302

9.1.1 数字系统的基本概念302

9.1.2　数字系统设计的一般过程302

9.2　十字路口交通灯控制系统设计304

9.2.1 系统功能与使用要求304

9.2.2　总体方案设计304

9.2.3　基于逻辑部件的系统设计与实现305

9.2.4　基于VHDL的系统设计与实现309

9.3 8　位模型计算机设计314

9.3.1　模型计算机系统功能314

9.3.2　基于逻辑部件的系统设计315

9.3.3　基于逻辑部件的模型计算机实现320

9.3.4　基于VHDL的系统设计与实现321

本章小结331

习题331

附录A　常用逻辑符号对照表333

附录B　常用集成电路引脚图335

参考文献338