內容簡介
為了更好地適應21世紀創新型人才的培養需求,本書在內容和結構上進行了精心的選擇和編排,進一步減少了小規模數字積體電路的內容,突出了中、大、超大規模數字積體電路的套用和數字系統設計,電子設計自動化等內容,既兼顧了數字電路的基本理論和經典內容,又介紹了數字電子技術的新成果和電路設計的新方法,較好地處理了學習與創新、繼承與發展的問題,使讀者學習本書之後,能夠運用所學知識,靈活地解決數字電路與系統設計方面的一些實際問題。
全書共9章,分別是:數字邏輯基礎,組合邏輯器件與電路,時序邏輯基礎與常用器件,時序邏輯電路分析與設計,可程式邏輯器件,數/模接口電路,數字系統設計,電子設計自動化,脈衝信號的產生與變換電路。各章配有大量例題、習題及自測題,書末附有習題和自測題的參考答案。
本書選材新穎,時代感強,邏輯性好,適應面廣,既可作為電子工程、通信工程、信息工程、雷達工程、計算機科學和技術、電力系統及自動化等電類專業和機電一體化等非電類專業的專業基礎課教材,又可作為相關專業工程技術人員的學習與參考用書。
本書建議學時為60~80學時。
目錄
第1章 數字邏輯基礎1
1.1 緒論 1
1.1.1 數字電路的基本概念 1
1.1.2 數字積體電路的發展趨勢 3
1.2 數制與代碼 4
1.2.1 數制 4
1.2.2 帶符號數的表示法 8
1.2.3 代碼 9
1.3 邏輯代數基礎 13
1.3.1 邏輯代數的基本運算 13
1.3.2 複合邏輯運算與常用邏輯門 14
1.3.3 邏輯代數的基本公式和運算規則 16
1.4 邏輯函式的描述方法 18
1.4.1 真值表描述法 18
1.4.2 代數式描述法 19
1.4.3 卡諾圖描述法 22
1.5 邏輯函式的化簡 25
1.5.1 邏輯函式最簡的標準 25
1.5.2 代數法化簡邏輯函式 25
1.5.3 邏輯函式的卡諾圖化簡法 26
1.5.4 含有任意項的邏輯函式的化簡 30
本章小結 33
習題1 33
自測題1 37
第2章 組合邏輯器件與電路 39
2.1 集成邏輯門 39
2.1.1 雙極型邏輯門電路 39
2.1.2 CMOS邏輯門電路 43
2.1.3 集成邏輯門的主要參數 45
2.1.4 各類邏輯門的性能比較 48
2.1.5 正邏輯與負邏輯 49
2.2 常用MSI組合邏輯模組 50
2.2.1 加法器 50
2.2.2 比較器 54
2.2.3 編碼器 56
2.2.4 解碼器 58
2.2.5 數據選擇器 67
2.3 組合邏輯電路分析 70
2.3.1 門級電路分析 70
2.3.2 模組級電路分析 72
2.4 組合邏輯電路設計 74
2.4.1 門級電路設計 74
2.4.2 模組級電路設計 76
*2.5 組合邏輯電路中的競爭與險象 81
2.5.1 邏輯競爭與險象 81
2.5.2 邏輯險象的識別 81
2.5.3 邏輯險象的消除方法 83
本章小結 84
習題2 85
自測題2 91
第3章 時序邏輯基礎與常用器件 93
3.1 時序邏輯基礎 93
3.1.1 時序邏輯電路的一般模型 93
3.1.2 時序邏輯電路的描述方法 94
3.1.3 時序邏輯電路的一般分類 96
3.2 觸發器及其套用 97
3.2.1 RS觸發器 97
3.2.2 集成觸發器 100
3.2.3 觸發器的套用 104
3.3 MSI計數器及其套用 108
3.3.1 二-五-十進制異步加法計數器7490 109
3.3.2 4位二進制同步可預置加法計數器74163 113
3.3.3 同步十進制可逆計數器74192 116
3.3.4 計數器的套用 118
3.4 MSI移位暫存器及其套用 120
3.4.1 4位雙向移位暫存器74194 121
3.4.2 移位暫存器的套用 122
3.5 半導體存儲器 125
3.5.1 半導體存儲器的分類 125
3.5.2 隨機存取存儲器 126
3.5.3 存儲器容量的擴展 129
本章小結 130
習題3 131
自測題3 137
第4章 時序邏輯電路分析與設計 139
4.1 同步時序電路分析 139
4.1.1 觸發器級電路分析 139
4.1.2 模組級電路分析 142
4.2 觸發器級同步時序電路設計 144
4.2.1 設計步驟 144
4.2.2 導出原始狀態圖或狀態表 145
4.2.3 狀態化簡 149
4.2.4 狀態分配 153
4.2.5 設計舉例 154
4.3 模組級同步時序電路設計 157
4.3.1 基於計數器的電路設計 157
4.3.2 基於移位暫存器的電路設計 159
* 4.4 異步計數器分析與設計 163
4.4.1 異步計數器分析 164
4.4.2 異步計數器設計 164
本章小結 166
習題4 167
自測題4 174
第5章 可程式邏輯器件 177
5.1 可程式邏輯器件概述 178
5.1.1 PLD的發展簡史 178
5.1.2 PLD的分類 179
5.1.3 PLD電路的表示方法 180
5.2 簡單可程式邏輯器件(SPLD) 181
5.2.1 唯讀存儲器(ROM) 182
5.2.2 [WB]可程式邏輯陣列(PLA)和可程式陣列邏輯(PAL) 187
5.2.3 通用陣列邏輯(GAL) 189
5.3 高密度可程式邏輯器件(HDPLD) 194
5.3.1 複雜可程式邏輯器件(CPLD) 195
5.3.2 現場可程式門陣列(FPGA) 200
5.4 PLD 的編程與測試 209
5.4.1 PLD的開發過程 209
5.4.2 PLD的編程技術 210
本章小結 212
習題5 213
自測題5 215
第6章 數/ 模接口電路 216
6.1 集成數/模轉換器 216
6.1.1 數/模轉換的基本概念 216
6.1.2 常用數/模轉換技術 217
6.1.3 集成DAC的主要技術指標 223
6.1.4 集成DAC晶片的選擇與使用 225
6.2 集成模/數轉換器 229
6.2.1 模/數轉換的一般過程 229
6.2.2 常用模/數轉換技術 232
6.2.3 集成ADC的主要技術指標 237
6.2.4 集成ADC晶片的選擇與使用 238
6.3 數/模接口電路的套用 241
6.3.1 程控增益放大器 241
6.3.2 數據採集與控制系統 242
本章小結 243
習題6 243
自測題6 245
第7章 數字系統設計 246
7.1 數字系統設計概述 246
7.1.1 數字系統的基本概念 246
7.1.2 數字系統設計的一般過程 247
7.1.3 數字系統的總體方案與邏輯劃分 248
7.1.4 數據子系統的構造方法 252
7.2 控制子系統的設計工具 254
7.2.1 ASM圖 255
7.2.2 分組-按序算法語言 257
7.3 控制子系統的實現方法 261
7.3.1 硬體控制器的實現方法 261
7.3.2 微程式控制器的實現方法 264
7.4 數字系統設計舉例 266
7.4.1 14位二進制數密碼鎖系統 266
7.4.2 鐵道路口交通控制系統 271
本章小結 274
習題7 275
自測題7 277
第8章 電子設計自動化 279
8.1 EDA概述 279
8.1.1 EDA的發展概況 279
8.1.2 EDA設計語言 282
8.1.3 EDA開發工具 283
8.1.4 EDA設計方法〖JY。〗284
8.2 硬體描述語言VHDL 初步 286
8.2.1 VHDL源程式的基本結構 286
8.2.2 VHDL的基本語法 291
8.2.3 VHDL的主要描述語句 296
8.3 VHDL設計實例 302
8.3.1 組合電路設計 302
8.3.2 時序電路設計 303
8.3.3 系統設計 304
8.4 QuartusⅡ開發系統 308
8.4.1 概述 308
8.4.2 QuartusⅡ開發流程 311
本章小結 329
習題8 330
自測題8 331
*第9章 脈衝信號的產生與變換電路 334
9.1 多諧振盪器 334
9.1.1 環形振盪器 334
9.1.2 石英晶體振盪器 337
9.1.3 多諧振盪器的套用 338
9.2 單穩態觸發器 339
9.2.1 集成單穩態觸發器 339
9.2.2 單穩態觸發器的套用 342
9.3 施密特觸發器 343
9.3.1 集成施密特觸發器 344
9.3.2 施密特觸發器的套用 344
9.4 555定時器 346
9.4.1 555定時器的電路結構與功能 346
9.4.2 用555定時器構成多諧振盪器 347
9.4.3 用555定時器構成單穩態觸發器 348
9.4.4 用555定時器構成施密特觸發器 349
本章小結 350
習題9 351
自測題9 352
附錄 各章習題和自測題的參考答案 354
參考文獻 387