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第1章 数制与编码1

1.1 概述1

1.1.1 模拟电子技术和数字电子技术1

1.1.2 脉冲信号和数字信号1

1.1.3 数字电路的特点2

1.2 数制及其转换2

1.3 编码5

1.3.1 二-十进制编码5

1.3.2 字符编码6

本章小结7

思考题和习题7

第2章 逻辑代数和硬件描述语言基础9

2.1 逻辑代数基本概念9

2.1.1 逻辑常量和逻辑变量9

2.1.2 基本逻辑和复合逻辑9

2.1.3 逻辑函数的表示方法13

2.1.4 逻辑函数的相等15

2.2 逻辑代数的运算法则16

2.2.1 逻辑代数的基本公式16

2.2.2 逻辑代数的基本定理16

2.2.3 逻辑代数的常用公式17

2.2.4 异或运算公式19

2.3 逻辑函数的表达式19

2.3.1 逻辑函数常用表达式19

2.3.2 逻辑函数的标准表达式20

2.4 逻辑函数的简化法22

2.4.1 逻辑函数简化的意义22

2.4.2 逻辑函数的公式简化法23

2.4.3 逻辑函数的卡诺图简化法24

2.5 Verilog HDL基础28

2.5.1 Verilog HDL设计模块的基本结构29

2.5.2 Verilog HDL的词法30

2.5.3 Verilog HDL的语句36

2.5.4 不同抽象级别的Verilog HDL模型42

本章小结43

思考题和习题43

第3章 门电路45

3.1 概述45

3.2 晶体二极管和三极管的开关特性46

3.2.1 晶体二极管的开关特性46

3.2.2 晶体三极管的开关特性50

3.3 分立元件门54

3.3.1 二极管与门54

3.3.2 二极管或门55

3.3.3 三极管非门56

3.3.4 复合逻辑门56

3.3.5 正逻辑和负逻辑58

3.4 TTL集成门58

3.4.1 TTL集成与非门59

3.4.2 TTL与非门的外部特性60

3.4.3 TTL与非门的主要参数64

3.4.4 TTL与非门的改进电路65

3.4.5 TTL其他类型的集成电路66

3.4.6 TTL集成电路多余输入端的处理68

3.4.7 TTL电路的系列产品69

3.5 其他类型的双极型集成电路69

3.5.1 ECL电路69

3.5.2 I2L电路70

3.6 MOS集成门70

3.6.1 MOS管70

3.6.2 MOS反相器72

3.6.3 MOS门74

3.6.4 CMOS门的外部特性77

3.7 基于Verilog HDL的门电路设计78

3.7.1 用assign语句建模方法实现门电路的描述79

3.7.2 用门级元件例化建模方式来描述门电路80

本章小结81

思考题和习题81

第4章 组合逻辑电路85

4.1 概述85

4.1.1 组合逻辑电路的结构和特点85

4.1.2 组合逻辑电路的分析方法85

4.1.3 组合逻辑电路的设计方法86

4.2 若干常用的组合逻辑电路90

4.2.1 算术运算电路90

4.2.2 编码器92

4.2.3 译码器94

4.2.4 数据选择器98

4.2.5 数值比较器100

4.2.6 奇偶校验器102

4.3 组合逻辑电路设计104

4.3.1 采用中规模集成部件实现组合逻辑电路104

4.3.2 基于Verilog HDL的组合逻辑电路的设计108

4.4 组合逻辑电路的竞争-冒险现象118

本章小结120

思考题和习题121

第5章 触发器124

5.1 概述124

5.2 基本RS触发器124

5.2.1 由与非门构成的基本RS触发器125

5.2.2 由或非门构成的基本RS触发器127

5.3 钟控触发器128

5.4 集成触发器132

5.4.1 主从JK触发器132

5.4.2 边沿JK触发器134

5.4.3 维持-阻塞结构集成触发器135

5.5 触发器之间的转换136

5.6 基于Verilog HDL的触发器设计138

5.6.1 基本RS触发器的设计138

5.6.2 D锁存器的设计139

5.6.3 D触发器的设计140

5.6.4 JK触发器的设计141

本章小结142

思考题和习题142

第6章 时序逻辑电路145

6.1 概述145

6.2 寄存器和移位寄存器148

6.2.1 寄存器148

6.2.2 移位寄存器148

6.2.3 集成移位寄存器150

6.3 计数器152

6.3.1 同步计数器的分析152

6.3.2 异步计数器的分析155

6.3.3 集成计数器159

6.4 时序逻辑电路的设计162

6.4.1 同步计数器的设计163

6.4.2 异步计数器的设计166

6.4.3 移存型计数器的设计169

6.4.4 一般同步时序逻辑电路的设计172

6.5 基于Verilog HDL的时序逻辑电路的设计174

6.5.1 数码寄存器的设计174

6.5.2 移位寄存器的设计176

6.5.3 计数器的设计177

6.5.4 顺序脉冲发生器的设计181

6.5.5 序列信号发生器的设计182

6.5.6 序列信号检测器的设计184

本章小结184

思考题和习题185

第7章 脉冲单元电路188

7.1 概述188

7.1.1 脉冲单元电路的分类、结构和波形参数188

7.1.2 脉冲波形参数的分析方法189

7.1.3 555定时器189

7.2 施密特触发器191

7.2.1 用555定时器构成施密特触发器191

7.2.2 集成施密特触发器193

7.3 单稳态触发器194

7.3.1 用555定时器构成单稳态触发器194

7.3.2 集成单稳态触发器195

7.4 多谐振荡器198

7.4.1 用555定时器构成多谐振荡器198

7.4.2 用门电路构成多谐振荡器200

7.4.3 石英晶体振荡器201

7.4.4 用施密特电路构成多谐振荡器201

本章小结202

思考题和习题202

第8章 数／模和模／数转换204

8.1 概述204

8.2 数／模（D/A）转换205

8.2.1 D/A转换器的结构205

8.2.2 D/A转换器的主要技术指标209

8.2.3 集成D/A转换器210

8.3 模／数（A/D）转换211

8.3.1 A/D转换器的基本原理212

8.3.2 A/D转换器的类型214

8.3.3 A/D转换器的主要技术指标218

8.3.4 集成A/D转换器219

本章小结220

思考题和习题221

第9章 半导体存储器222

9.1 概述222

9.1.1 半导体存储器的结构222

9.1.2 半导体存储器的分类223

9.2 随机存储器223

9.2.1 静态随机存储器（SRAM）223

9.2.2 动态随机存储器（DRAM）224

9.2.3 随机存储器的典型芯片225

9.2.4 随机存储器的扩展226

9.3 只读存储器228

9.3.1 固定ROM228

9.3.2 可编程只读存储器229

9.3.3 可擦除可编程只读存储器229

9.3.4 ROM的应用230

9.3.5 可编程逻辑阵列PLA231

9.4 基于Verilog HDL的存储器设计232

9.4.1 RAM设计232

9.4.2 ROM的设计234

本章小结235

思考题和习题236

第10章 可编程逻辑器件237

10.1 PLD的基本原理237

10.1.1 PLD的分类237

10.1.2 阵列型PLD239

10.1.3 现场可编程门阵列（FPGA）243

10.1.4 基于查找表（LUT）的结构245

10.2 PLD的设计技术247

10.2.1 PLD的设计方法248

10.2.2 PLD的设计流程248

10.2.3 在系统可编程技术251

10.2.4 边界扫描技术253

10.3 PLD的编程与配置254

10.3.1 CPLD的ISP方式编程255

10.3.2 使用PC的并口配置FPGA256

本章小结256

思考题和习题257

附录A 国产半导体集成电路型号命名法（GB3430—82）258

参考文献260