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全書共11章，包括數(shù)制與編碼、邏輯代數(shù)和硬件描述語言基礎(chǔ)、門電路、組合邏輯電路、觸發(fā)器、時序邏輯電路、脈沖單元電路、數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換、半導(dǎo)體存儲器、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計和可編程邏輯器件，各章后附有思考題和習(xí)題。
本書是根據(jù)新的數(shù)字設(shè)計技術(shù)編寫的，書中應(yīng)用硬件描述語言（Hardware Description Language,HDL）、可編程邏輯器件（PLD）和電子設(shè)計自動化（Electronic Design Automation,EDA）技術(shù)等，介紹數(shù)字邏輯電路與系統(tǒng)的設(shè)計。書中列舉了大量基于HDL的門電路、觸發(fā)器、組合邏輯電路、時序邏輯電路、半導(dǎo)體存儲器和數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的實例，供讀者參考。每個設(shè)計實例都經(jīng)過了EDA軟件的編譯和仿真，確保無誤。
本書圖文并茂、通俗易懂，并配有電子化教學(xué)課件與實驗輔導(dǎo)教材，可作為高等學(xué)校工科電子類、通信信息類、自動化類專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課教材和相關(guān)工程技術(shù)人員的參考資料。

第1章數(shù)制與編碼1
1.1概述1
1.1.1模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)1
1.1.2脈沖信號和數(shù)字信號1
1.1.3數(shù)字電路的特點2
1.2數(shù)制及其轉(zhuǎn)換2
1.2.1數(shù)制2
1.2.2數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換4
1.3編碼6
1.3.1二十進(jìn)制編碼6
1.3.2字符編碼7
1.4數(shù)字系統(tǒng)的EDA設(shè)計流程8
1.4.1設(shè)計準(zhǔn)備8
1.4.2設(shè)計輸入8
1.4.3設(shè)計處理9
1.4.4設(shè)計校驗10
1.4.5器件編程10
1.4.6器件測試10
本章小結(jié)10
思考題和習(xí)題11
第2章邏輯代數(shù)和硬件描述語言基礎(chǔ)12
2.1邏輯代數(shù)基本概念12
2.1.1邏輯常量和邏輯變量12
2.1.2基本邏輯和復(fù)合邏輯12
2.1.3邏輯函數(shù)的表示方法16
2.1.4邏輯函數(shù)的相等18
2.2邏輯代數(shù)的運算法則19
2.2.1邏輯代數(shù)的基本公式19
2.2.2邏輯代數(shù)的基本定理20
2.2.3邏輯代數(shù)的常用公式21
2.2.4異或運算公式22
2.3邏輯函數(shù)的表達(dá)式23
2.3.1邏輯函數(shù)常用表達(dá)式24
2.3.2邏輯函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式24
2.4邏輯函數(shù)的簡化26
2.4.1邏輯函數(shù)簡化的意義26
2.4.2邏輯函數(shù)的公式簡化法27
2.4.3邏輯函數(shù)的卡諾圖簡化法27
2.4.4邏輯函數(shù)具有的約束概念28
2.5Verilog HDL基礎(chǔ)28
2.5.1Verilog HDL設(shè)計模塊的基本結(jié)構(gòu)28
2.5.2Verilog HDL的詞法29
2.5.3Verilog HDL的語句35
2.5.4不同抽象級別的Verilog HDL模型41
本章小結(jié)42
思考題和習(xí)題42
第3章門電路44
3.1概述44
3.2晶體二極管和三極管的開關(guān)特性45
3.2.1晶體二極管的開關(guān)特性45
3.2.2晶體三極管的開關(guān)特性 49
3.3分立元件門54
3.3.1二極管與門54
3.3.2二極管或門56
3.3.3三極管非門57
3.3.4復(fù)合邏輯門57
3.3.5正邏輯和負(fù)邏輯59
3.4TTL集成門60
3.4.1TTL與非門60
3.4.2TTL與非門的外部特性61
3.4.3TTL與非門的主要參數(shù)66
3.4.4TTL與非門的改進(jìn)電路67
3.4.5TTL其他類型的集成電路 68
3.4.6TTL集成門多余輸入端的處理71
3.4.7TTL電路的系列產(chǎn)品71
3.5其他類型的雙極型集成電路71
3.5.1ECL電路72
3.5.2I2L電路72
3.6MOS集成門72
3.6.1MOS管72
3.6.2MOS反相器74
3.6.3MOS門76
3.6.4CMOS門的外部特性80
3.7基于Verilog HDL的門電路設(shè)計81
3.7.1用assign語句建模方法實現(xiàn)門電路的描述81
3.7.2用門級元件例化方式設(shè)計門電路84
3.7.3三態(tài)輸出電路的設(shè)計85
本章小結(jié)89
思考題和習(xí)題90
第4章組合邏輯電路94
4.1概述94
4.1.1組合邏輯電路的結(jié)構(gòu)和特點94
4.1.2組合邏輯電路的分析方法94
4.1.3組合邏輯電路的設(shè)計方法95
4.2若干個常用的組合邏輯電路99
4.2.1算術(shù)運算電路 99
4.2.2編碼器102
4.2.3譯碼器105
4.2.4數(shù)據(jù)選擇器109
4.2.5數(shù)值比較器111
4.2.6奇偶校驗器113
4.3組合邏輯電路設(shè)計115
4.3.1采用中規(guī)模集成部件實現(xiàn)組合邏輯電路的方法115
4.3.2基于Verilog HDL的組合邏輯電路的設(shè)計方法119
4.4組合邏輯電路的競爭冒險現(xiàn)象132
本章小結(jié)134
思考題和習(xí)題134
第5章觸發(fā)器138
5.1概述138
5.2基本RS觸發(fā)器139
5.2.1由與非門構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器139
5.2.2由或非門構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器141
5.3鐘控觸發(fā)器142
5.3.1鐘控RS觸發(fā)器142
5.3.2鐘控D觸發(fā)器143
5.3.3鐘控JK觸發(fā)器144
5.3.4鐘控T觸發(fā)器146
5.3.5鐘控T′觸發(fā)器147
5.4集成觸發(fā)器147
5.4.1主從JK觸發(fā)器147
5.4.2邊沿JK觸發(fā)器149
5.4.3維持阻塞結(jié)構(gòu)集成觸發(fā)器151
5.5觸發(fā)器之間的轉(zhuǎn)換152
5.5.1用JK觸發(fā)器實現(xiàn)其他類型的觸發(fā)器152
5.5.2用D觸發(fā)器實現(xiàn)其他類型的觸發(fā)器153
5.6基于Verilog HDL的觸發(fā)器設(shè)計154
5.6.1基本RS觸發(fā)器的設(shè)計154
5.6.2D鎖存器的設(shè)計156
5.6.3D觸發(fā)器的設(shè)計156
5.6.4JK觸發(fā)器的設(shè)計157
本章小結(jié)158
思考題和習(xí)題159
第6章時序邏輯電路162
6.1概述162
6.1.1時序邏輯電路的結(jié)構(gòu)和特點162
6.1.2時序邏輯電路功能的描述方法162
6.1.3時序邏輯電路的分析方法163
6.1.4同步時序邏輯電路和異步時序邏輯電路165
6.2寄存器和移位寄存器165
6.2.1寄存器165
6.2.2移位寄存器166
6.2.3集成移位寄存器167
6.3計數(shù)器169
6.3.1同步計數(shù)器的分析169
6.3.2異步計數(shù)器的分析173
6.3.3集成計數(shù)器178
6.4時序邏輯電路的設(shè)計181
6.4.1數(shù)碼寄存器的設(shè)計182
6.4.2移位寄存器的設(shè)計184
6.4.3計數(shù)器的設(shè)計187
6.4.4順序脈沖發(fā)生器的設(shè)計193
6.4.5序列信號發(fā)生器的設(shè)計194
6.4.6偽隨機(jī)信號發(fā)生器的設(shè)計195
6.4.7序列信號檢測器的設(shè)計197
本章小結(jié)198
思考題和習(xí)題198
第7章脈沖單元電路202
7.1概述202
7.1.1脈沖單元電路的分類、結(jié)構(gòu)和波形參數(shù)202
7.1.2脈沖波形參數(shù)的分析方法203
7.1.3555定時器204
7.2施密特觸發(fā)器205
7.2.1用555定時器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器205
7.2.2集成施密特觸發(fā)器208
7.3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器209
7.3.1用555定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器209
7.3.2集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器211
7.4多諧震蕩器214
7.4.1用555定時器構(gòu)成的多諧震蕩器214
7.4.2用門電路構(gòu)成的多諧震蕩器 216
7.4.3石英晶體震蕩器217
7.4.4用施密特電路構(gòu)成的多諧震蕩器217
本章小結(jié)218
思考題和習(xí)題219
第8章數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換221
8.1概述221
8.2數(shù)/模（D/A）轉(zhuǎn)換222
8.2.1D/A轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)222
8.2.2D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)226
8.2.3集成D/A轉(zhuǎn)換器 227
8.3模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換229
8.3.1A/D轉(zhuǎn)換器的基本原理229
8.3.2A/D轉(zhuǎn)換器的類型232
8.3.3A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)237
8.3.4集成A/D轉(zhuǎn)換器238
本章小結(jié)239
思考題和習(xí)題239
第9章半導(dǎo)體存儲器241
9.1概述241
9.1.1半導(dǎo)體存儲器的結(jié)構(gòu)241
9.1.2半導(dǎo)體存儲器的分類242
9.2隨機(jī)存儲器243
9.2.1靜態(tài)隨機(jī)存儲器243
9.2.2動態(tài)隨機(jī)存儲器244
9.2.3隨機(jī)存儲器的典型芯片245
9.2.4隨機(jī)存儲器的擴(kuò)展246
9.3只讀存儲器248
9.3.1固定只讀存儲器248
9.3.2可編程只讀存儲器249
9.3.3可擦除可編程只讀存儲器249
9.3.4只讀存儲器的應(yīng)用250
9.3.5可編程邏輯陣列252
9.4基于Verilog HDL的存儲器設(shè)計253
9.4.1RAM的設(shè)計253
9.4.2ROM的設(shè)計255
本章小結(jié)257
思考題和習(xí)題257
第10章數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計259
10.1數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計方法259
10.1.1數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計的圖形編輯方式259
10.1.2數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計的元件例化方式261
10.224小時計時器的設(shè)計263
10.2.12千萬分頻器的設(shè)計264
10.2.260進(jìn)制分頻器的設(shè)計264
10.2.324進(jìn)制分頻器的設(shè)計265
10.2.424小時計時器的頂層設(shè)計266
10.3交通燈控制器的設(shè)計267
10.3.1100進(jìn)制減法計數(shù)器的設(shè)計267
10.3.2控制器的設(shè)計268
10.3.3交通燈控制器的頂層設(shè)計269
10.4波形發(fā)生器的設(shè)計271
10.4.1計數(shù)器cnt256的設(shè)計272
10.4.2存儲器rom0的設(shè)計273
10.4.3多路選擇器mux_1的設(shè)計275
10.4.4波形發(fā)生器的頂層設(shè)計276
10.58位十進(jìn)制頻率計的設(shè)計277
10.5.1測頻控制信號發(fā)生器testctl的設(shè)計277
10.5.2十進(jìn)制加法計數(shù)器cnt10x8v的設(shè)計278
10.5.38位十進(jìn)制鎖存器reg4x8v的設(shè)計280
10.5.4頻率計的頂層設(shè)計281
本章小結(jié)282
思考題和習(xí)題282
第11章可編程邏輯器件283
11.1PLD的基本原理283
11.1.1PLD的分類283
11.1.2陣列型PLD286
11.1.3FPGA290
11.1.4基于查找表結(jié)構(gòu)的PLD292
11.2PLD的設(shè)計技術(shù)295
11.2.1PLD的設(shè)計方法296
11.2.2PLD的設(shè)計流程296
11.2.3ISP技術(shù)296
11.2.4邊界掃描測試技術(shù)300
11.3PLD的編程與配置300
11.3.1CPLD的ISP方式編程301
11.3.2使用PC機(jī)的并口配置FPGA302
本章小結(jié)303
思考題和習(xí)題304
主要參考文獻(xiàn)305
附錄國產(chǎn)半導(dǎo)體集成電路型號命名法306

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