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第1章 数制系统与转换1

学习目标1

学习指导1

1.1 数字系统与开关电路3

1.2 数制系统与转换5

1.3 二进制运算8

1.4 负数的表示10

1.5 二进制编码15

习题17

第2章 布尔代数22

学习目标22

学习指导22

2.1 介绍27

2.2 基本运算27

2.3 布尔表达式和真值表29

2.4 基本定理31

2.5 交换律、结合律、分配律与德摩根定律32

2.6 化简定理35

2.7 展开及因式分解36

2.8 布尔表达式求反38

习题39

第3章 布尔代数（续）45

学习目标45

学习指导45

3.1 表达式的展开及因式分解48

3.2 异或与同或运算50

3.3 蕴含定理52

3.4 开关表达式的代数化简53

3.5 等式成立的证明55

循序渐进练习56

习题60

第4章 布尔代数的应用、最小项与最大项展开式64

学习目标64

学习指导64

4.1 文字描述向布尔表达式的转化68

4.2 用真值表设计组合逻辑70

4.3 最小项与最大项展开式71

4.4 标准最小项与最大项展开式74

4.5 非完全给定函数75

4.6 真值表构建实例76

4.7 二进制加法器与减法器的设计79

习题85

第5章 卡诺图93

学习目标93

学习指导93

5.1 开关函数的最简形式101

5.2 二变量卡诺图和三变量卡诺图103

5.3 四变量卡诺图107

5.4 用基本首要蕴含项确定最简表达式108

5.5 五变量卡诺图113

5.6 卡诺图的其他应用115

5.7 卡诺图的其他形式117

循序渐进练习117

习题122

第6章 奎因-麦克拉斯基法129

学习目标129

学习指导129

6.1 首要蕴含项的确定133

6.2 首要蕴含项表136

6.3 Petrick方法138

6.4 非完全给定函数的化简139

6.5 采用代入变量的卡诺图化简140

6.6 小结142

循序渐进练习142

习题146

第7章 多级门电路／与非门和或非门150

学习目标150

学习指导150

7.1 多级门电路153

7.2 与非门和或非门157

7.3 两级与非门和或非门电路设计158

7.4 多级与非门和或非门电路设计161

7.5 用门的替代符号转换电路162

7.6 二级、多输出电路的设计165

7.7 多输出与非门和或非门电路168

习题169

第8章 用门电路设计和模拟组合电路175

学习目标175

学习指导175

8.1 复习组合电路设计177

8.2 使用扇入受限的门设计电路178

8.3 门延迟和时序图180

8.4 组合逻辑的冒险181

8.5 逻辑电路的仿真与测试186

习题189

设计题192

第9章 多路选择器、译码器和可编程逻辑器件196

学习目标196

学习指导196

9.1 简介201

9.2 多路选择器201

9.3 三态缓冲器205

9.4 译码器和编码器208

9.5 只读存储器210

9.6 可编程逻辑器件214

9.7 复杂可编程逻辑器件218

9.8 现场可编程门阵列219

习题223

第10章 VHDL的介绍229

学习目标229

学习指导229

10.1 组合电路的VHDL描述232

10.2 多路选择器的VHDL模型236

10.3 VHDL模块238

10.4 信号与常量242

10.5 数组244

10.6 VHDL运算符246

10.7 包与库247

10.8 IEEE标准逻辑249

10.9 VHDL代码的编译与仿真251

习题253

设计题257

第11章 锁存器与触发器261

学习目标261

学习指导261

11.1 简介264

11.2 S-R锁存器265

11.3 门控锁存器269

11.4 边沿触发D触发器272

11.5 S-R触发器274

11.6 J-K触发器275

11.7 T触发器276

11.8 带有附加输入端的触发器277

11.9 异步时序电路279

11.10 小结281

习题282

循序渐进练习289

第12章 寄存器与计数器292

学习目标292

学习指导292

12.1 寄存器和寄存器传输295

12.2 移位寄存器299

12.3 二进制计数器的设计303

12.4 其他序列的计数器308

12.5 应用S-R触发器和J-K触发器设计计数器312

12.6 触发器输入方程的推导——小结316

习题319

第13章 时序电路分析328

学习目标328

学习指导328

13.1 序列奇偶校验器332

13.2 信号跟踪及时序图分析334

13.3 状态转换表与状态转换图337

13.4 时序电路的通用模型343

循序渐进练习346

习题350

第14章 状态转换图与状态转换表的推导360

学习目标360

学习指导360

14.1 序列检测器的设计363

14.2 更复杂的设计问题367

14.3 构建状态转换图的方法371

14.4 串行数据代码的转换376

14.5 字母数字状态转换图标注379

14.6 不完全确定的状态转换表380

循序渐进练习381

习题386

第15章 状态转换表的化简及状态赋值395

学习目标395

学习指导395

15.1 冗余状态的消除401

15.2 等价状态403

15.3 使用隐含表确定状态的等价性404

15.4 等价的时序电路406

15.5 化简不完全确定的状态表407

15.6 触发器输入方程式的推导409

15.7 等价状态的赋值412

15.8 状态赋值的方法415

15.9 单跃变状态赋值的使用419

习题421

第16章 时序电路设计434

学习目标434

学习指导434

16.1 时序电路设计方法小结436

16.2 设计实例——代码转换器436

16.3 迭代电路的设计439

16.4 使用ROM和PLA设计时序电路442

16.5 使用CPLD设计时序电路445

16.6 使用FPGA设计时序电路448

16.7 时序电路的仿真与测试450

16.8 计算机辅助设计概述454

设计题456

补充习题460

第17章 时序逻辑中的VHDL466

学习目标466

学习指导466

17.1 使用VHDL进程建立触发器模型469

17.2 使用VHDL进程建立寄存器和计数器模型472

17.3 使用VHDL进程建立组合逻辑模型477

17.4 时序机建模479

17.5 VHDL代码的综合484

17.6 更多关于进程和顺序语句的内容487

习题488

仿真习题498

第18章 算术运算电路500

学习目标500

学习指导500

18.1 带累加器的串行加法器501

18.2 二进制乘法器的设计504

18.3 二进制除法器的设计508

循序渐进练习514

习题516

第19章 使用SM图的状态机设计526

学习目标526

学习指导526

19.1 状态机图527

19.2 SM图的导出531

19.3 SM图的实现535

习题539

第20章 数字系统设计中的VHDL546

学习目标546

学习指导546

20.1 串行加法器的VHDL代码548

20.2 二进制乘法器的VHDL代码549

20.3 二进制除法器的VHDL代码559

20.4 掷骰子游戏模拟器的VHDL代码560

20.5 结束语563

习题564

实验设计习题566

附录569

附录A MOS及CMOS逻辑569

附录B VHDL语言小结574

附录C 编写可综合的VHDL代码的提示578

附录D 定理的证明580

附录E 精选的学习指导和习题的答案581

参考文献638