描述
开 本: 16开包 装: 平装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787121175947
内容简介
本书为“十二五”普通高等教育本科*规划教材。本教材系统地介绍了数字逻辑电路的基本概念、基本理论、基本方法，以及常用数字逻辑部件的功能和应用。主要内容包括：数字逻辑基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、常用组合逻辑功能器件、时序逻辑电路、常用时序逻辑功能器件、半导体存储器和可编程逻辑器件、脉冲信号的产生与整形、数模和模数转换。本教材将硬件描述语言的介绍渗透于各个章节。本教材理论联系实际、循序渐进、便于教学。全书叙述简明，概念清楚；知识结构合理，重点突出；深入浅出，通俗易懂，图文并茂；例题、习题丰富，各章还配有复习思考题。
目 录
目 录
绪论 （1）
第1章 数字逻辑基础 （3）
1.1 数制与数制转换 （3）
1.1.1 十进制 （3）
1.1.2 二进制 （4）
1.1.3 十六进制和八进制 （4）
1.1.4 二进制数与十进制数之间的转换 （4）
1.1.5 二进制数与十六进制数及八进制数之间的转换 （7）
1.2 几种简单的编码 （7）
1.2.1 二-十进制码（BCD码） （8）
1.2.2 格雷码 （9）
1.2.3 奇偶校验码 （10）
1.2.4 字符数字码 （10）
1.3 算术运算 （11）
1.4 逻辑代数中的逻辑运算 （13）
1.4.1 基本逻辑运算 （13）
1.4.2 复合逻辑运算 （16）
1.4.3 正逻辑与负逻辑 （17）
1.5 逻辑代数的基本定律和规则 （19）
1.6 逻辑函数的标准形式 （22）
1.6.1 常用的逻辑函数式 （22）
1.6.2 函数的与或式和或与式 （22）
1.6.3 最小项和最大项 （23）
1.6.4 逻辑函数的标准与或式和标准或与式 （26）
1.7 逻辑函数式与真值表 （27）
1.8 逻辑函数的化简 （28）
1.8.1 公式化简法 （29）
1.8.2 卡诺图化简法 （30）
1.8.3 不完全确定的逻辑函数及其化简 （36）
1.8.4 逻辑函数式化简为其他形式 （38）
1.8.5 奎恩-麦克拉斯基化简法 （38）
1.8.6 多输出逻辑函数的化简 （40）
复习思考题 （42）
习题 （42）
第2章 逻辑门电路 （45）
2.1 晶体管的开关特性 （45）
2.2 分立元件门电路 （47）
2.3 TTL门电路 （49）
2.3.1 TTL与非门的电路结构 （49）
2.3.2 TTL与非门的电压传输特性 （51）
2.3.3 TTL与非门静态输入特性与输出特性 （53）
2.3.4 TTL与非门的动态特性 （55）
2.3.5 其他类型的TTL门电路 （56）
2.3.6 TTL数字集成电路 （59）
2.4 其他类型双极型数字集成电路 （62）
2.4.1 ECL门电路 （62）
2.4.2 I2L电路 （64）
2.5 CMOS门电路 （65）
2.5.1 CMOS反相器的电路结构 （65）
2.5.2 CMOS反相器的电压传输特性和电流传输特性 （66）
2.5.3 CMOS反相器的静态输入特性和输出特性 （67）
2.5.4 CMOS反相器的动态特性 （69）
2.5.5 其他类型的CMOS门电路 （70）
2.5.6 CMOS数字集成电路 （72）
2.5.7 CMOS集成电路的主要特点和使用注意事项 （73）
2.6 其他类型的MOS数字集成电路 （74）
2.6.1 PMOS门电路 （74）
2.6.2 NMOS门电路 （75）
2.6.3 E2CMOS电路 （76）
2.7 Bi-CMOS电路 （76）
2.8 TTL与CMOS电路的接口 （77）
复习思考题 （78）
习题 （78）
第3章 组合逻辑电路 （82）
3.1 概述 （82）
3.2 组合逻辑电路的分析 （83）
3.3 组合逻辑电路的设计 （84）
3.4 组合逻辑电路中的冒险 （85）
3.4.1 功能冒险与消除方法 （86）
3.4.2 逻辑冒险与消除方法 （87）
3.5 可编程逻辑器件和VHDL概述 （89）
3.5.1 VHDL基本结构 （89）
3.5.2 VHDL中的中间信号 （91）
3.5.3 VHDL描述逻辑电路的进程形式 （92）
复习思考题 （94）
习题 （95）
第4章 常用组合逻辑功能器件 （97）
4.1 自顶向下的模块化设计方法 （97）
4.2 编码器 （99）
4.2.1 二进制编码器 （99）
4.2.2 二-十进制编码器 （100）
4.2.3 通用编码器集成电路 （100）
4.2.4 编码器应用举例 （103）
4.2.5 编码器的VHDL描述 （103）
4.3 译码器/数据分配器 （105）
4.3.1 二进制译码器 （105）
4.3.2 二-十进制译码器 （107）
4.3.3 通用译码器集成电路 （108）
4.3.4 数据分配器 （109）
4.3.5 显示译码器 （110）
4.3.6 译码器应用举例 （115）
4.3.7 译码器的VHDL描述 （116）
4.4 数据选择器 （117）
4.4.1 数据选择器的电路结构 （118）
4.4.2 通用数据选择器集成电路 （119）
4.4.3 数据选择器应用举例 （120）
4.4.4 数据选择器的VHDL描述 （123）
4.5 算术运算电路 （124）
4.5.1 基本加法器 （124）
4.5.2 高速加法器 （126）
4.5.3 通用加法器集成电路 （127）
4.5.4 加法器应用举例 （127）
4.5.5 加法器电路的VHDL描述 （129）
4.6 数值比较器 （132）
4.7 代码转换器 （135）
4.7.1 BCD-二进制码转换器 （135）
4.7.2 通用BCD-二进制和二进制-BCD码转换器集成电路 （136）
4.7.3 代码转换电路的VHDL描述 （137）
4.8 数字系统设计举例——算术逻辑单元 （138）
复习思考题 （142）
习题 （142）
VHDL编程设计题 （145）
第5章 时序逻辑电路 （146）
5.1 概述 （146）
5.2 锁存器 （148）
5.2.1 普通锁存器 （148）
5.2.2 门控锁存器 （150）
5.3 触发器 （153）
5.3.1 主从触发器 （153）
5.3.2 边沿触发器 （157）
5.4 触发器使用中的几个问题 （161）
5.4.1 触发器逻辑功能的转换 （161）
5.4.2 触发器的脉冲工作特性 （163）
5.4.3 触发器的合理选用及使用注意事项 （166）
5.5 触发器应用举例 （166）
5.6 时序逻辑电路的分析与设计 （168）
5.6.1 同步时序逻辑电路的分析 （168）
5.6.2 异步时序逻辑电路的分析 （170）
5.6.3 同步时序逻辑电路的设计 （175）
5.6.4 有限状态机的VHDL描述 （180）
5.7 时序逻辑电路中的冒险 （184）
5.7.1 异步时序逻辑电路中的冒险 （184）
5.7.2 同步时序逻辑电路中的冒险 （185）
5.7.3 消除时序逻辑电路冒险的方法 （185）
复习思考题 （186）
习题 （186）
第6章 常用时序逻辑功能器件 （192）
6.1 计数器 （192）
6.1.1 异步计数器 （192）
6.1.2 同步计数器 （197）
6.1.3 计数器应用 （208）
6.1.4 计数器的VHDL描述 （209）
6.2 寄存器和移位寄存器 （211）
6.2.1 寄存器 （211）
6.2.2 移位寄存器 （212）
6.2.3 移位寄存器应用举例 （216）
6.2.4 移位寄存器型计数器 （219）
6.2.5 移位寄存器的VHDL描述 （223）
复习思考题 （226）
习题 （226）
第7章 半导体存储器和可编程逻辑器件 （231）
7.1 概述 （231）
7.2 半导体存储器 （232）
7.2.1 半导体存储器概述 （232）
7.2.2 只读存储器（ROM） （233）
7.2.3 随机存取存储器（RAM） （238）
7.3 可编程逻辑器件（PLD） （241）
7.3.1 PLD概述 （241）
7.3.2 可编程阵列逻辑（PAL） （243）
7.3.3 通用阵列逻辑（GAL） （250）
7.3.4 复杂的可编程逻辑器件（CPLD） （253）
7.3.5 现场可编程门阵列（FPGA） （257）
7.3.6 PLD的开发过程 （260）
复习思考题 （261）
习题 （262）
第8章 脉冲信号的产生与整形 （264）
8.1 555集成定时器 （264）
8.2 施密特触发电路 （266）
8.3 单稳态触发电路 （268）
8.3.1 用555定时器构成单稳态触发电路 （269）
8.3.2 用施密特触发电路构成单稳态触发电路 （270）
8.3.3 集成单稳态触发电路 （271）
8.3.4 单稳态触发电路的应用 （272）
8.3.5 单稳态触发电路的VHDL描述 （273）
8.4 多谐振荡器 （275）
8.4.1 用555定时器构成多谐振荡器 （275）
8.4.2 用施密特触发电路构成多谐振荡器 （277）
8.4.3 石英晶体多谐振荡器 （278）
复习思考题 （279）
习题 （279）
第9章 数模和模数转换 （282）
9.1 D/A转换器 （282）
9.1.1 D/A转换器的基本原理 （282）
9.1.2 权电阻网络D/A转换器 （283）
9.1.3 倒T形电阻网络D/A转换器 （283）
9.1.4 集成D/A转换器及主要技术参数 （284）
9.2 A/D转换器 （285）
9.2.1 A/D转换器的基本原理 （285）
9.2.2 逐次逼近型A/D转换器 （288）
9.2.3 双积分型A/D转换器 （290）
9.2.4 集成A/D转换器及主要技术参数 （292）
复习思考题 （293）
习题 （294）
参考文献 （295）
绪论 （1）
第1章 数字逻辑基础 （3）
1.1 数制与数制转换 （3）
1.1.1 十进制 （3）
1.1.2 二进制 （4）
1.1.3 十六进制和八进制 （4）
1.1.4 二进制数与十进制数之间的转换 （4）
1.1.5 二进制数与十六进制数及八进制数之间的转换 （7）
1.2 几种简单的编码 （7）
1.2.1 二-十进制码（BCD码） （8）
1.2.2 格雷码 （9）
1.2.3 奇偶校验码 （10）
1.2.4 字符数字码 （10）
1.3 算术运算 （11）
1.4 逻辑代数中的逻辑运算 （13）
1.4.1 基本逻辑运算 （13）
1.4.2 复合逻辑运算 （16）
1.4.3 正逻辑与负逻辑 （17）
1.5 逻辑代数的基本定律和规则 （19）
1.6 逻辑函数的标准形式 （22）
1.6.1 常用的逻辑函数式 （22）
1.6.2 函数的与或式和或与式 （22）
1.6.3 最小项和最大项 （23）
1.6.4 逻辑函数的标准与或式和标准或与式 （26）
1.7 逻辑函数式与真值表 （27）
1.8 逻辑函数的化简 （28）
1.8.1 公式化简法 （29）
1.8.2 卡诺图化简法 （30）
1.8.3 不完全确定的逻辑函数及其化简 （36）
1.8.4 逻辑函数式化简为其他形式 （38）
1.8.5 奎恩-麦克拉斯基化简法 （38）
1.8.6 多输出逻辑函数的化简 （40）
复习思考题 （42）
习题 （42）
第2章 逻辑门电路 （45）
2.1 晶体管的开关特性 （45）
2.2 分立元件门电路 （47）
2.3 TTL门电路 （49）
2.3.1 TTL与非门的电路结构 （49）
2.3.2 TTL与非门的电压传输特性 （51）
2.3.3 TTL与非门静态输入特性与输出特性 （53）
2.3.4 TTL与非门的动态特性 （55）
2.3.5 其他类型的TTL门电路 （56）
2.3.6 TTL数字集成电路 （59）
2.4 其他类型双极型数字集成电路 （62）
2.4.1 ECL门电路 （62）
2.4.2 I2L电路 （64）
2.5 CMOS门电路 （65）
2.5.1 CMOS反相器的电路结构 （65）
2.5.2 CMOS反相器的电压传输特性和电流传输特性 （66）
2.5.3 CMOS反相器的静态输入特性和输出特性 （67）
2.5.4 CMOS反相器的动态特性 （69）
2.5.5 其他类型的CMOS门电路 （70）
2.5.6 CMOS数字集成电路 （72）
2.5.7 CMOS集成电路的主要特点和使用注意事项 （73）
2.6 其他类型的MOS数字集成电路 （74）
2.6.1 PMOS门电路 （74）
2.6.2 NMOS门电路 （75）
2.6.3 E2CMOS电路 （76）
2.7 Bi-CMOS电路 （76）
2.8 TTL与CMOS电路的接口 （77）
复习思考题 （78）
习题 （78）
第3章 组合逻辑电路 （82）
3.1 概述 （82）
3.2 组合逻辑电路的分析 （83）
3.3 组合逻辑电路的设计 （84）
3.4 组合逻辑电路中的冒险 （85）
3.4.1 功能冒险与消除方法 （86）
3.4.2 逻辑冒险与消除方法 （87）
3.5 可编程逻辑器件和VHDL概述 （89）
3.5.1 VHDL基本结构 （89）
3.5.2 VHDL中的中间信号 （91）
3.5.3 VHDL描述逻辑电路的进程形式 （92）
复习思考题 （94）
习题 （95）
第4章 常用组合逻辑功能器件 （97）
4.1 自顶向下的模块化设计方法 （97）
4.2 编码器 （99）
4.2.1 二进制编码器 （99）
4.2.2 二-十进制编码器 （100）
4.2.3 通用编码器集成电路 （100）
4.2.4 编码器应用举例 （103）
4.2.5 编码器的VHDL描述 （103）
4.3 译码器/数据分配器 （105）
4.3.1 二进制译码器 （105）
4.3.2 二-十进制译码器 （107）
4.3.3 通用译码器集成电路 （108）
4.3.4 数据分配器 （109）
4.3.5 显示译码器 （110）
4.3.6 译码器应用举例 （115）
4.3.7 译码器的VHDL描述 （116）
4.4 数据选择器 （117）
4.4.1 数据选择器的电路结构 （118）
4.4.2 通用数据选择器集成电路 （119）
4.4.3 数据选择器应用举例 （120）
4.4.4 数据选择器的VHDL描述 （123）
4.5 算术运算电路 （124）
4.5.1 基本加法器 （124）
4.5.2 高速加法器 （126）
4.5.3 通用加法器集成电路 （127）
4.5.4 加法器应用举例 （127）
4.5.5 加法器电路的VHDL描述 （129）
4.6 数值比较器 （132）
4.7 代码转换器 （135）
4.7.1 BCD-二进制码转换器 （135）
4.7.2 通用BCD-二进制和二进制-BCD码转换器集成电路 （136）
4.7.3 代码转换电路的VHDL描述 （137）
4.8 数字系统设计举例——算术逻辑单元 （138）
复习思考题 （142）
习题 （142）
VHDL编程设计题 （145）
第5章 时序逻辑电路 （146）
5.1 概述 （146）
5.2 锁存器 （148）
5.2.1 普通锁存器 （148）
5.2.2 门控锁存器 （150）
5.3 触发器 （153）
5.3.1 主从触发器 （153）
5.3.2 边沿触发器 （157）
5.4 触发器使用中的几个问题 （161）
5.4.1 触发器逻辑功能的转换 （161）
5.4.2 触发器的脉冲工作特性 （163）
5.4.3 触发器的合理选用及使用注意事项 （166）
5.5 触发器应用举例 （166）
5.6 时序逻辑电路的分析与设计 （168）
5.6.1 同步时序逻辑电路的分析 （168）
5.6.2 异步时序逻辑电路的分析 （170）
5.6.3 同步时序逻辑电路的设计 （175）
5.6.4 有限状态机的VHDL描述 （180）
5.7 时序逻辑电路中的冒险 （184）
5.7.1 异步时序逻辑电路中的冒险 （184）
5.7.2 同步时序逻辑电路中的冒险 （185）
5.7.3 消除时序逻辑电路冒险的方法 （185）
复习思考题 （186）
习题 （186）
第6章 常用时序逻辑功能器件 （192）
6.1 计数器 （192）
6.1.1 异步计数器 （192）
6.1.2 同步计数器 （197）
6.1.3 计数器应用 （208）
6.1.4 计数器的VHDL描述 （209）
6.2 寄存器和移位寄存器 （211）
6.2.1 寄存器 （211）
6.2.2 移位寄存器 （212）
6.2.3 移位寄存器应用举例 （216）
6.2.4 移位寄存器型计数器 （219）
6.2.5 移位寄存器的VHDL描述 （223）
复习思考题 （226）
习题 （226）
第7章 半导体存储器和可编程逻辑器件 （231）
7.1 概述 （231）
7.2 半导体存储器 （232）
7.2.1 半导体存储器概述 （232）
7.2.2 只读存储器（ROM） （233）
7.2.3 随机存取存储器（RAM） （238）
7.3 可编程逻辑器件（PLD） （241）
7.3.1 PLD概述 （241）
7.3.2 可编程阵列逻辑（PAL） （243）
7.3.3 通用阵列逻辑（GAL） （250）
7.3.4 复杂的可编程逻辑器件（CPLD） （253）
7.3.5 现场可编程门阵列（FPGA） （257）
7.3.6 PLD的开发过程 （260）
复习思考题 （261）
习题 （262）
第8章 脉冲信号的产生与整形 （264）
8.1 555集成定时器 （264）
8.2 施密特触发电路 （266）
8.3 单稳态触发电路 （268）
8.3.1 用555定时器构成单稳态触发电路 （269）
8.3.2 用施密特触发电路构成单稳态触发电路 （270）
8.3.3 集成单稳态触发电路 （271）
8.3.4 单稳态触发电路的应用 （272）
8.3.5 单稳态触发电路的VHDL描述 （273）
8.4 多谐振荡器 （275）
8.4.1 用555定时器构成多谐振荡器 （275）
8.4.2 用施密特触发电路构成多谐振荡器 （277）
8.4.3 石英晶体多谐振荡器 （278）
复习思考题 （279）
习题 （279）
第9章 数模和模数转换 （282）
9.1 D/A转换器 （282）
9.1.1 D/A转换器的基本原理 （282）
9.1.2 权电阻网络D/A转换器 （283）
9.1.3 倒T形电阻网络D/A转换器 （283）
9.1.4 集成D/A转换器及主要技术参数 （284）
9.2 A/D转换器 （285）
9.2.1 A/D转换器的基本原理 （285）
9.2.2 逐次逼近型A/D转换器 （288）
9.2.3 双积分型A/D转换器 （290）
9.2.4 集成A/D转换器及主要技术参数 （292）
复习思考题 （293）
习题 （294）
参考文献 （295）
前 言
本书为“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。本书是根据教育部电子电气基础课程教学指导分委员会制定的“数字电子技术基础课程基本教学要求”而编写的。本书作者长期从事电子技术类课程的教学和科研工作，本书是在总结多年教学积累的基础上编写的：2004年，涵盖数字逻辑电路的南京理工大学电子学课程群被评为江苏省高等学校优秀课程群；2006年，数字逻辑电路课程被评为江苏省高等学校一类精品课程；2008年南京理工大学数字逻辑电路课程被评为国家精品课程；本教材也是江苏省高等学校精品教材立项研究项目。本书第1版自2008年出版以来，被多所院校使用，2010年获全国电子信息类优秀教材一等奖，2011年被评为江苏省高等学校精品教材。当前，随着数字技术的高速发展，开发数字系统的方法和用来实现这些方法的工具已经发生了很大变化，但作为理论基础的基本原理没有改变，因此，对于学生来说理解这些原理以便进行应用，其要求并未降低。就数字系统的硬件实现而言，标准中小规模数字集成电路已不再广泛使用，然而，这些器件经常还会以不同形式出现，这些电路对于研究数字系统基本构成模块的工作原理还具有重要意义。中小规模标准元件的接线及实验，在许多入门性的教学及基础实验课程中仍占有重要位置。为此本书较为完整地保留了传统数字逻辑电路教材的基础内容。学习数字逻辑电路课程，常使学生感觉到的一个难点是：除了利用以逻辑代数为基础的规范方法（对组合逻辑电路按真值表→表达式→电路图步骤进行设计，对时序逻辑电路按状态定义→状态表→输出和驱动方程→电路图步骤进行设计）来进行电路设计外，如何能利用现有的中规模器件来实现一些较为复杂的数字电路与系统。为增强学生的系统设计能力，本书的一个特点是：除一些常规的例题外，增加了一些实用性强、应用广泛、有一定难度的实例。例如，简易键盘编码电路、多位数字译码显示、计算机输入/输出接口译码电路、数码管动态显示电路、BCD码加法器、求两数之差绝对值电路、BCD-二进制代码转换电路、键盘扫描电路、串行加法器、串行累加器等。通过对这些实例的学习，除增强系统设计能力外，也有利于培养学生的逻辑思维能力。将硬件描述语言渗透到各种应用中去，是本书的另一特点。硬件描述语言应用于基本器件的描述，使学生在对器件的认识之初就接触到硬件描述语言，这样循序渐进，使学生尽可能熟悉硬件描述语言与器件、系统的关系。因为可编程器件和硬件描述语言代表了数字电子技术应用的发展方向。精选习题，让习题起到既利于学生对课程知识的巩固，又利于学生创新和开拓精神的培养的作用。通过习题的训练，使学生的知识学活，不因循守旧，敢于创新，使学生能触类旁通，举一反三，活跃思维。本书大部分图形符号采用标准ANSI/IEEE Std.91—1984，考虑到传统逻辑符号当前仍在广泛使用，特别是考虑到用ANSI/IEEE标准逻辑符号绘制中规模集成模块电路的复杂性，本书在提出ANSI/IEEE标准逻辑符号的同时，一般也列出了传统逻辑符号图形，使读者在阅读时不至于为某些传统逻辑符号而感到困惑。事实上，传统逻辑符号已列入补充标准ANSI/IEEE Std.91a—1991。本书可以作为高等学校电气信息类专业数字逻辑电路的入门教材；对于那些不熟悉基本电子学概念，或者对数字器件的电气特性不感兴趣的学生，可以跳过第2章，本书中其他部分的内容已尽可能地独立于这部分内容。本书第1、2、3章由姜萍编写，第4、6章由蒋立平编写，第5、7章由谭雪琴编写，第8、9章由花汉兵编写。蒋立平负责全书内容的规划和统稿。本书在编写过程中引用了诸多学者和专家的著作和论文中的研究成果，在这里向他们表示衷心感谢。同时，也向一直热情支持和关心本书出版的电子工业出版社韩同平编辑表示感谢。由于作者水平有限，错误和不当之处在所难免，敬请各位读者不吝赐教。作 者（作者电子邮件地址：[email protected]）（本书配有免费电子课件和部分习题解答，可登录www.huaxin .edu.cn下载）
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