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第1章 数字逻辑基础1

1.1 数字电路和数字系统1

1.1.1 数字信号1

1.1.2 数字电路2

1.1.3 数字系统3

1.2 数制和码制3

1.2.1 数制4

1.2.2 数制转换5

1.2.3 码制7

1.2.4 二进制数运算10

1.3 逻辑代数12

1.3.1 逻辑运算13

1.3.2 逻辑函数16

1.3.3 逻辑代数的标准形式18

1.4 逻辑函数的化简18

1.4.1 公式法化简19

1.4.2 卡诺图化简21

1.4.3 具有无关项的逻辑函数及其化简26

1.5 本章小结27

1.6 思考与练习27

第2章 QuartusⅡ软件和Verilog语言30

2.1 QuartusⅡ软件简介30

2.1.1 QuartusⅡ原理图编辑30

2.1.2 Verilog HDL语言编辑38

2.1.3 波形仿真40

2.1.4 引脚分配44

2.1.5 下载测试44

2.2 硬件描述语言Verilog45

2.2.1 Verilog基本结构45

2.2.2 Verilog语法知识49

2.2.3 运算符54

2.2.4 语句58

2.3 本章小结79

2.4 思考与练习80

第3章 组合逻辑电路81

3.1 组合逻辑电路概述81

3.1.1 组合逻辑电路的分析82

3.1.2 组合逻辑电路的设计83

3.1.3 Verilog HDL描述86

3.2 编码器89

3.2.1 编码器的定义与工作原理89

3.2.2 编码器的应用91

3.2.3 Verilog HDL描述92

3.3 译码器95

3.3.1 译码器的工作原理95

3.3.2 二进制译码器的应用100

3.3.3 Verilog HDL描述103

3.4 数据选择器105

3.4.1 数据选择器的工作原理105

3.4.2 数据选择器的应用106

3.4.3 Verilog HDL描述108

3.5 数据分配器108

3.5.1 数据分配器的工作原理108

3.5.2 Verilog HDL描述109

3.6 数值比较器110

3.6.1 数值比较器的工作原理110

3.6.2 Verilog HDL描述113

3.7 组合逻辑电路的竞争和冒险114

3.7.1 产生竞争冒险的原因115

3.7.2 冒险的分类115

3.7.3 判别冒险116

3.7.4 消去竞争冒险的方法117

3.8 本章小结118

3.9 思考与练习118

第4章 时序逻辑电路基本原理120

4.1 概述120

4.1.1 时序逻辑电路的结构特点120

4.1.2 时序逻辑电路的分类121

4.2 触发器121

4.2.1 RS触发器122

4.2.2 JK触发器129

4.2.3 D触发器134

4.2.4 T触发器137

4.2.5 触发器之间的转换138

4.2.6 锁存器139

4.3 时序逻辑电路的分析141

4.3.1 同步时序逻辑电路分析141

4.3.2 异步时序逻辑电路分析145

4.4 本章小结148

4.5 思考与练习148

第5章 时序逻辑电路设计151

5.1 概述151

5.2 同步时序逻辑电路的设计151

5.2.1 设计方法与步骤151

5.2.2 设计举例152

5.3 异步时序逻辑电路的设计156

5.3.1 设计方法与步骤156

5.3.2 设计举例156

5.4 Verilog HDL描述时序逻辑电路160

5.4.1 有限状态机161

5.4.2 有限状态机的Verilog HDL描述162

5.4.3 Verilog HDL时序电路设计170

5.5 本章小结172

5.6 思考与练习172

第6章 常用逻辑电路175

6.1 算术运算电路175

6.1.1 加法器175

6.1.2 减法器181

6.1.3 乘法器184

6.2 寄存器186

6.2.1 基本寄存器186

6.2.2 移位寄存器186

6.2.3 用VerilogHDL描述寄存器189

6.3 计数器192

6.3.1 同步计数器192

6.3.2 异步计数器195

6.3.3 任意进制计数器的实现196

6.3.4 用Verilog HDL描述计数器199

6.4 本章小结203

6.5 思考与练习203

第7章 脉冲信号的产生与整形206

7.1 单稳态触发器206

7.1.1 门电路构成的单稳态触发器206

7.1.2 集成单稳态触发器208

7.1.3 单稳态触发器的应用209

7.2 多谐振荡器211

7.2.1 门电路组成的多谐振荡器211

7.2.2 石英晶体多谐振荡器212

7.2.3 多谐振荡器的应用213

7.3 施密特触发器213

7.3.1 门电路构成的施密特触发器214

7.3.2 集成施密特触发器215

7.3.3 施密特触发器的应用216

7.4 555定时器217

7.4.1 555定时器的电路结构与功能217

7.4.2 用555定时器构成单稳态触发电路218

7.4.3 用555定时器构成多谐振荡器219

7.4.4 用555定时器构成施密特触发器220

7.5 本章小结220

7.6 思考与练习220

第8章 可编程逻辑器件222

8.1 PLD器件概述222

8.1.1 PLD的发展历程222

8.1.2 PLD的基本结构223

8.2 存储器225

8.2.1 随机存储器225

8.2.2 只读存储器228

8.3 低密度可编程逻辑器件232

8.4 高密度可编程逻辑器件234

8.4.1 复杂可编程逻辑器件CPLD234

8.4.2 现场可编程门阵列FPGA236

8.4.3 CPLD和FPGA特点比较238

8.5 本章小结238

8.6 思考与练习239

第9章 数字系统设计240

9.1 概述240

9.2 数字系统设计的方法和流程241

9.2.1 数字系统设计方法241

9.2.2 数字系统设计流程242

9.3 数字系统设计实例244

9.3.1 数字钟244

9.3.2 数字频率计254

9.4 本章小结263

9.5 思考与练习264

附录A 集成逻辑门电路的内部结构简介265

A.1 半导体器件的开关特性265

A.1.1 二极管的开关特性266

A.1.2 三极管的开关特性266

A.1.3 MOS管的开关特性267

A.2 分立元件门电路268

A.2.1 二极管与门268

A.2.2 二极管或门269

A.2.3 三极管非门269

A.2.4 二极管三极管组成的与非门270

A.2.5 二极管三极管或非门270

A.3 TTL集成门电路271

A.3.1 TTL与非门271

A.3.2 其他TTL集成门电路273

A.4 CMOS集成门电路274

A.4.1 CMOS反向器275

A.4.2 CMOS与非门275

A.4.3 CMOS或非门276

A.5 集成门电路的性能参数和使用276

A.5.1 数字集成电路的性能参数276

A.5.2 数字集成门电路的使用279

附录B 常用数字集成电路的符号图、命名方法及索引281

B.1 常用数字集成电路的符号图281

B.2 数字集成电路的型号命名方法283

B.3 常用标准集成电路器件索引284

参考文献287