第1章 数字逻辑的基础知识
引言
1.1 数字电路的信号
1.1.1 模拟量与数字量
模拟量是指变量在一定范围连续变化的量;也就是在一定范围(定义域)内可以取任意值。数字量是分立量不是连续变化量只能取几个分立值二进制数字变量只能取两个值。
数字量是物理量的一种。一类物理量的变化在时间上和数量上都是离散的。它们的变化在时间上是不连续的，总是发生在一系列离散的瞬间。同时，它们的数值大小和每次的增减变化都是某一个最小数量单位的整数倍，而小于这个最小数量单位的数值没有任何物理意义。这一类物理量叫做数字量。
1.1.2 数字电路及其信号
用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路，或数字系统。由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能，所以又称数字逻辑电路。现代的数字电路由半导体工艺制成的若干数字集成器件构造而成。逻辑门是数字逻辑电路的基本单元。存储器是用来存储二值数据的数字电路。从整体上看，数字电路可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。
1.2 数字电路所用的数制
1.2.1 进制数
1.2.2 十进制数和二进制数间的互相转换
1.2.3 八进制数和十六进制数
1.3 数字电路常用的码制与编码
1.3.1 原码、反码和补码
原码(true form)是一种计算机中对数字的二进制定点表示方法。原码表示法在数值前
增加了一位符号位(即最高位为符号位):正数该位为0，负数该位为1(0有两种表示:+0和-0)，其余位表示数值的大小。
所谓原码就是二进制定点表示法，即最高位为符号位，"0"表示正，"1"表示负，其余位表示数值的大小。
反码表示法规定:正数的反码与其原码相同;负数的反码是对其原码逐位取反，但符号位除外。
原码10010= 反码11101 (10010，1为符号码，故为负)
补码(two's complement) 1、在计算机系统中，数值一律用补码来表示(存储)。 主要原因:使用补码，可以将符号位和其它位统一处理;同时，减法也可按加法来处理。另外，两个用补 码表示的数相加时，如果最高位(符号位)有进位，则进位被舍弃。 2、补码与原码的转换过程几乎是相同的。
1.3.2 BCD码(二-十进制编码)
1.3.3格雷(IGray)码
1.4 逻辑代数基本知识
1.4.1 基本运算
1.4.2 复合运算
1.4.3 逻辑代数的定律
1.4.4 逻辑函数的标准形式
1.4.5 逻辑函数的化简
本章小结
思考题及习题
第2章 晶体管开关及门电路
引言
2.1 晶体管的开关特性及简单门电路
2.1.1 二极管的开关特性
2.1.2 双极晶体管的开关特性
2.1.3 MOS管的开关特性
2.1.4 分立元件构成的门电路
2.2 TTL(三极管-三极管逻辑)门电路
2.2.1 TTL与非门的电路结构与工作原理
2.2.2 TTL与非门的特性
2.2.3 其他类型TTL门电路
2.2.4 TTL集成电路的系列产品
2.3 其他类型双极型数字集成电路
2.3.1 ECL(发射极耦合逻辑)门电路
2.3.2 IIL(集成注入逻辑)门电路
2.4 CMOS集成门电路
2.4.1 CMOS反相器的电路结构和工作原理
2.4.2 CMOS反相器的输入特性和输出特性
2.4.3 其他CMOS集成门电路
2.4.4 TTL电路与CMOS电路间的连接
2.4.5 低电压CMOS电路及逻辑电平转换器
2.4.6 CMOS集成电路系列产品
2.4.7 CMOS集成电路使用注意事项
本章小结
思考题及习题
第3章 组合逻辑电路
引言
3.1 组合逻辑电路的一般分析与设计
3.1.1 组合逻辑电路的一般分析
3.1.2 组合逻辑电路的设计(用门电路)
3.2 常用组合逻辑电路及其中规模集成器件
3.2.1加法器
加法器是产生数的和的装置。加数和被加数为输入，和数与进位为输出的装置为半加器。若加数、被加数与低位的进位数为输入，而和数与进位为输出则为全加器。常用作计算机算术逻辑部件，执行逻辑操作、移位与指令调用。在电子学中，加法器是一种数位电路，其可进行数字的加法计算。在现代的电脑中，加法器存在于算术逻辑单元(ALU)之中。加法器可以用来表示各种数值，如:BCD、加三码，主要的加法器是以二进制作运算。由于负数可用二的补数来表示，所以加减器也就不那么必要。
3.2.2编码器
3.2.3 译码器及数据分配器
3.2.4 数据选择器
3.2.5 图案移位器
3.2.6 数码比较器
3.2.7 奇偶校验码的产生器/校验器
3.3 用中规模集成器件设计组合逻辑电路
3.3.1 用数据选择器实现组合逻辑电路
3.3.2 用译码器、加法器实现组合逻辑电路
3.4 组合逻辑电路的冒险
3.4.1 竞争与冒险现象
3.4.2 冒险的判断、避免及消除
本章小结
思考题及习题
第4章 触发器与波形变换、产生电路
引言
4.1 脉冲信号
4.1.1 脉冲信号的描述
4.1.2 波形的产生与变换
4.2 触发器
4.2.1 基本RS触发器
4.2.2 同步RS触发器
4.2.3 主从延迟型JK触发器
4.2.4 边沿型D触发器
4.2.5 边沿型JK触发器
4.2.6 触发器的类型
4.2.7 各类触发器的开关工作特性及抗干扰能力比较
4.3施密特电路
4.3.1 用门电路组成的施密特电路
4.3.2 集成施密特电路
4.3.3 施密特电路的应用
4.4 单稳态电路
4.4.1 用门电路组成的单稳态电路
4.4.2 集成单稳态电路
4.4.3 单稳态电路的应用
4.5 多谐振荡器
4.5.1 用门电路组成的多谐振荡器
4.5.2 用施密特电路构成的多谐振荡器
4.5.3 石英晶体多谐振荡器
4.6 555集成定时器
4.6.1 555集成定时器的工作原理
4.6.2 555集成定时器的应用举例
本章小结
思考题及习题
第5章 时序逻辑电路
引言
5.1 时序逻辑电路的基本概念
5.2 时序逻辑电路的描述
5.3 锁存器、寄存器、移位寄存器
5.3.1 锁存器
5.3.2 寄存器
5.3.3 移位寄存器
5.3.4 寄存器的应用
5.4 计数器
5.4.1 同步计数器
5.4.2 异步计数器
5.4.3 N进制计数器
5.4.4 计数器的应用实例
5.5 时序逻辑电路的设计
5.5.1 原始状态图和原始状态表的建立
5.5.2 状态化筒
5.5.3 状态分配
5.5.4 状态转移和激励列表
5.5.5 激励方程和输出方程
5.5.6 逻辑图
5.5.7 输出与输入之间的关系
5.5.8 自启动与非自启动
5.5.9 异步时序逻辑电路的设计
5.5.10 输出方波的奇数分频器
5.6 序列信号发生器
5.6.1 移存器型序列信号发生器
5.6.2 计数器型序列信号发生器
5.6.3 LFSR(线性反馈移存器)型序列信号发生器
本章小结
思考题及习题
第6章 存储器与可编程逻辑器件
引言
6.1 存储器
6.1.1 SAM(顺序存取存储器)
6.1.2 RAM(随机存取存储器)
6.1.3 ROM(只读存储器)
6.2 可编程逻辑器件
6.2.1 可编程器件的逻辑表示法
6.2.2 简单可编程逻辑器件
6.2.3 高密度可编程逻辑器件
6.2.4Altera公司的开发系统QuartusⅡ
本章小结
思考题及习题
第7章 硬件描述语言(VHDL)
引言
7.1 VHDL程序的组成
7.1.1 实体
7.1.2 构造体
7.1.3 包集合
7.1.4 库
7.1.5 配置
7.2 VHDL的标识符、客体、数据类型和操作符
7.2.1 VHDL的标识符
7.2.2 VHDL的客体
7.2.3 VHDL的数据类型
7.2.4 子类型
7.2.5 属性
7.2.6 VHDL的运算操作符
7.3 VHDL构造体的描述方法
7.3.1 顺序描述语句
7.3.2 并发描述语句
7.3.3 断言语句
7.4 数字电路的VHDL设计举例
7.4.1 基本逻辑门的VHDL设计源文件
7.4.2 组合逻辑电路的VHDL设计源文件
7.4.3 时序逻辑电路的VHDL设计
7.4.4 只读存储器(ROM)的VHDL设计
本章小结
思考题及习题
第8章 可测性设计及边界扫描技术
引言
8.1 概述
8.2 可测性设计
8.2.1 特定设计
8.2.2 结构设计
8.3 边界扫描测试BST
8.3.1 边界扫描设计基本结构
8.3.2 边界扫描测试的工作方式
8.3.3 边界扫描单元的级联
8.3.4 边界扫描描述语言(BSDL)
本章小结
思考题及习题
第9章 数模与模数转换
引言
9.1 D/A转换器
9.1.1 D/A转换器的基本工作原理
9.1.2 二进制权电阻网络D/A转换器
9.1.3 倒T形电阻网络D/A转换器
9.1.4 权电流型D/A转换器
9.1.5 D/A转换器的主要性能参数
9.1.6 串行输入的D/A转换器
9.2 A/D转换器
9.2.1 A/D转换器的基本工作原理
9.2.2 并行比较型A/D转换器
9.2.3 逐次渐近型A/D转换器
9.2.4 积分型A/D转换器
9.2.5 A/D转换器的主要技术指标
9.2.6 串行输出的A/D转换器
9.3 D/A转换器和A/D转换器的应用
9.3.1 D/A转换器应用举例
9.3.2 A/D转换器应用举例
本章小结
思考题及习题
附录1 逻辑函数列表化简法C语言源程序
附录2 国家标准图形符号简表
附录3 英汉名词对照(以英文字母为序)
主要参考文献
