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目录3

引言3

第1章 数制与编码3

1.1 数制3

1.1.1 十进制3

1.1.2 二进制4

1.1.3 八进制和十六进制4

1.1.4 数制转换5

1.1.5 二进制数的算术运算8

1.2 编码10

1.2.1 二进制编码10

1.2.2 带符号数的编码及运算12

1.2.3 二—十进制码15

1.2.4 字符编码18

1.2.5 可靠性编码20

习题21

2.1.1 逻辑函数的基本概念23

2.1.2 逻辑代数的基本运算与复合运算23

2.1 逻辑代数基础23

第2章 逻辑函数及其化简23

2.2 逻辑代数的基本公式和规则29

2.2.1 基本公式29

2.2.2 常用规则30

2.3 逻辑函数和逻辑表达式32

2.3.1 逻辑函数的表示方法32

2.3.2 与或式与最小项表达式34

2.3.3 或与式与最大项表达式35

2.3.4 逻辑图38

2.3.5 逻辑函数的代数法化简40

2.4 逻辑函数的卡诺图化简42

2.4.1 卡诺图的构成42

2.4.2 用卡诺图表示逻辑函数43

2.4.3 用卡诺图化简逻辑函数46

2.4.4 未完全规定的逻辑函数及其化简50

习题53

第3章 组合逻辑电路56

3.1 数字集成器件简介56

3.1.1 集成电路的主要电气指标57

3.1.2 逻辑电路的输出结构60

3.1.3 正逻辑和负逻辑62

3.1.4 常用门电路及逻辑符号63

3.2 常用组合逻辑模块64

3.2.1 并行加法器64

3.2.2 数值比较器66

3.2.3 编码器68

3.2.4 译码器69

3.2.5 数据选择器73

3.3 组合电路分析77

3.4 组合电路设计81

3.4.1 用SSI设计组合电路82

3.4.2 用MSI设计组合电路87

3.4.3 功能分解的设计方法91

3.5 竞争与险象94

3.5.1 逻辑险象及其消除方法94

3.5.2 功能险象96

3.5.3 险象的排除96

习题97

第4章 时序电路分析104

4.1 时序电路概述104

4.2 集成触发器及其应用105

4.2.1 基本RS触发器106

4.2.2 时钟RS触发器111

4.2.3 D触发器113

4.2.4 JK触发器118

4.2.5 T触发器120

4.2.6 异步计数器121

4.3 同步时序电路分析123

4.3.1 米里型电路的分析124

4.3.2 莫尔型电路的分析128

4.3.3 复杂电路的功能表描述131

4.3.4 自启动132

4.3.5 异步信号的同步化136

4.4 集成计数器及其应用138

4.4.1 同步加法计数器74163139

4.4.2 异步加／减（可逆）计数器74192147

4.4.3 计数器应用实例——数字钟151

4.5 集成移位寄存器及其应用153

4.5.1 四位双向移位寄存器74194154

4.5.2 移位寄存器的应用实例——汽车尾灯控制电路161

4.6 随机访问存储器与快闪存储器163

4.6.1 随机访问存储器164

4.6.2 快闪存储器174

习题176

第5章 同步时序电路设计186

5.1 同步时序电路的建模186

5.1.1 根据输入序列推导状态表（图）186

5.1.2 根据输出序列推导状态表（图）190

5.2 用触发器实现同步时序电路191

5.3 用MSI时序模块设计同步时序电路202

5.3.1 以集成计数器为核心设计同步时序电路202

5.3.2 以多D触发器为核心设计同步时序电路208

5.4 应用设计实例——铁路和公路交叉路口自动交通控制器的设计211

习题218

第6章 数字系统设计与设计自动化222

6.1 数字系统设计初步222

6.1.1 算法设计223

6.1.2 数据处理单元设计226

6.1.3 控制单元设计228

6.2 计算机的组织结构237

6.2.1 计算机的基本结构237

6.2.2 简单CPU的有限状态机238

6.3 数字系统设计自动化243

6.3.1 逻辑验证与逻辑模拟244

6.3.2 逻辑综合与优化247

6.4 硬件描述语言VHDL251

6.4.1 VHDL基本结构252

6.4.2 数据对象、类型及运算符256

6.4.3 顺序语句260

6.4.4 并行语句263

6.4.5 子程序269

6.4.6 程序包与设计库273

6.4.7 元件配置275

6.4.8 VHDL描述实例278

习题285

7.1 PLD的基本原理288

第7章 可编程逻辑器件及其应用288

7.1.1 PLD的基本组成289

7.1.2 PLD内部电路的表示方法290

7.1.3 PLD的编程方法291

7.2 简单可编程逻辑器件SPLD292

7.2.1 可编程只读存储器PROM292

7.2.2 可编程逻辑阵列PLA295

7.2.3 可编程阵列逻辑PAL296

7.2.4 通用阵列逻辑GAL299

7.3.1 CPLD组成与特点302

7.3 高密度可编程逻辑器件HDPLD302

7.3.2 FPGA组成与特点305

7.3.3 连线确定的FPGA308

7.3.4 HDPLD编程技术311

7.4 常用可编程逻辑器件及其开发工具317

7.4.1 Lattice公司的CPLD/FPGA与开发软件317

7.4.2 Altera公司的CPLD/FPGA及开发工具318

7.4.3 Xilinx公司的CPLD/FPGA和开发平台319

7.5 PLD应用举例321

习题326

8.1 集成数／模转换器（DAC）328

第8章 集成数／模和模／数转换器328

8.1.1 集成D/A转换技术329

8.1.2 DAC的主要技术指标332

8.1.3 DAC的选用334

8.1.4 典型集成DAC及其应用334

8.2 集成模／数转换器（ADC）337

8.2.1 A/D转换的步骤337

8.2.2 集成A/D转换技术340

8.2.3 ADC的主要技术指标349

8.2.4 ADC的选用350

8.2.5 典型集成ADC及其应用351

习题354

第9章 数字电路测试和可测性设计358

9.1 数字电路的故障检测358

9.1.1 故障模型与测试码358

9.1.2 组合电路的测试生成360

9.1.3 同步时序电路的测试364

9.2 数字电路的可测性设计365

9.2.1 可控制性和可观察性365

9.2.2 增加控制点与观察点的方法367

9.2.3 扫描设计技术371

9.3 边界扫描设计373

9.3.1 边界扫描芯片的结构374

9.3.2 板级边界扫描设计377

9.3.3 系统级边界扫描结构379

9.4 内自测试380

9.4.1 内自测试的组成380

9.4.2 特征分析器381

9.4.3 内建逻辑模块观察器383

习题384