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第0章 绪论1

§0．1 计算机发展简史1

§0．2 数字信号与数字电路2

0．2．1 数字信号2

0．2．2 数字电路的优点2

§0．3 计算机的基本结构4

§0．4 计算机的运行5

§0．5 计算机与数字系统7

第1章 计算机中的数制和码制9

§1．1 计算机中的数制9

1．1．1 十进制9

1．1．2 R进制10

1．1．3 二进制10

1．1．4 二进制的优点11

1．1．5 数制间的转换13

1．1．6 八进制与十六进制14

§1．2 计算机中数的表示方法与格式16

1．2．1 码的概念(二进制码与循环码)16

1．2．2 实数在计算机中的表示17

1．2．3 定点数与浮点数21

1．2．4 十进制数的表示方法24

§1．3 非数值数据在计算机中的表示方法25

[总结]28

第2章 逻辑函数与门网络29

§2．1 逻辑代数的基本知识29

2．1．1 逻辑代数的基本运算29

2．1．2 逻辑代数的基本定律33

2．1．3 逻辑代数的基本规则34

2．1．4 逻辑代数的常用公式36

2．1．5 逻辑运算的完备集37

§2．2 逻辑函数及其描述方法37

2．2．1 逻辑表达式37

2．2．2 逻辑图38

2．2．3 真值表38

2．2．4 卡诺图39

2．2．5 标准表达式39

2．2．6 最大项和或-与表达式41

2．2．7 非完全定义逻辑函数的描述42

§2．3 门电路的基本知识43

2．3．1 正逻辑与负逻辑43

2．3．2 非门的电路模型44

2．3．3 其他门电路44

2．3．4 门电路的主要技术要求45

2．3．5 互补输出电路结构及其使用49

2．3．6 集成门电路的外部封装50

§2．4 逻辑函数的简化51

2．4．1 逻辑简化的意义和标准51

2．4．2 公式法简化51

2．4．3 卡诺图法简化52

2．4．4 计算机辅助逻辑简化54

§2．5 组合逻辑电路55

2．5．1 组合逻辑电路的定义与特点55

2．5．2 组合逻辑电路的分析56

2．5．3 用混合逻辑电路图的方法描述组合逻辑电路58

2．5．4 组合逻辑电路的语言描述方法60

2．5．5 几种常用的组合逻辑模块61

2．6．1 最小化设计75

§2．6 组合逻辑电路的设计75

2．6．2 标准化设计78

§2．7 可编程逻辑器件82

§2．8 电子设计自动化与逻辑模拟87

2．8．1 ASIC概述87

2．8．2 PLD的开发过程89

2．8．3 逻辑仿真91

§2．9 门网络的竞争与险象95

2．9．1 产生险象的原因95

2．9．2 消除险象的方法98

§2．10 故障检测与可测试设计99

2．10．1 故障检测与故障模拟99

2．10．2 可测试设计与边界扫描技术99

[总结]100

3．1．1 基本触发器的原理和应用102

第3章 时序逻辑电路102

§3．1 触发器的原理和应用102

3．1．2 二进制信息的存储与传送105

§3．2 锁存器与触发器106

3．2．1 锁存器106

3．2．2 无竞态触发器107

3．2．3 其他功能的触发器111

3．2．4 集成触发器111

§3．3 同步时序逻辑电路的分析与描述113

3．3．1 时序逻辑电路的基本结构与方程描述113

3．3．2 时序逻辑电路的真值表、卡诺图描述115

3．3．3 同步时序逻辑电路的分析与状态图117

3．4．1 数据寄存器121

§3．4 常用时序逻辑电路模块121

3．3．4 时序逻辑电路的语言描述121

3．4．2 移位寄存器122

3．4．3 计数器132

§3．5 含中规模集成电路的时序逻辑电路分析144

§3．6 时序逻辑电路的设计145

3．6．1 状态的等价与简化145

3．6．2 状态编码的概念与原则147

3．6．3 时序逻辑电路设计举例148

3．6．4 对时序逻辑电路设计的讨论153

§3．7 用中规模集成逻辑电路设计时序逻辑电路153

§3．8 可编程逻辑器件及其应用155

3．8．1 CPLD简介155

3．8．2 用CPLD设计时序逻辑电路159

[总结]160

第4章 算术逻辑运算电路162

§4．1 基本算术运算电路162

4．1．1 1位全加器162

4．1．2 多位全加器164

4．1．3 算法移位165

4．1．4 比较运算166

§4．2 ALU的组织168

4．2．1 加法运算与ALU的组织168

4．2．2 减法运算与求补电路170

4．2．3 乘法的实现与ALU结构172

4．2．4 除法的实现与ALU结构180

§4．3 逻辑运算和中规模集成ALU模块186

4．3．1 逻辑运算的基本方式186

4．3．2 中规模集成ALU模块187

4．4．1 1位BCD码运算189

§4．4 BCD码算法189

4．4．2 多位BCD码加法电路190

4．4．3 BCD码乘法192

[总结]193

第5章 存储器194

§5．1 主存储器194

5．1．1 存储器的基本结构194

5．1．2 线性译码器195

5．1．3 基本静态存储单元196

5．1．4 双向译码方式与相应的静态RAM基本存储单元197

5．1．5 存储器的容量扩展199

5．1．6 静态RAM的概念及其读/写过程203

5．1．7 动态RAM的基本存储单元203

5．2．1 固定ROM208

§5．2 只读存储器208

5．2．2 可编程ROM210

5．2．3 在系统编程技术——ISP技术212

§5．3 其他存储器212

5．3．1 磁表面存储器212

5．3．2 光学存储器218

§5．4 存储器的层次化体系与管理220

5．4．1 存储器的层次化体系220

5．4．2 超高速缓存与主存之间的数据交换221

5．4．3 存储器的管理222

§5．5 虚拟存储器的概念222

5．5．1 虚拟存储器222

5．5．2 虚拟存储器的调用方式223

5．5．3 按内容访问存储器224

[总结]226

第6章 终端、总线与接口228

6．1．1 部分输入设备的转换原理229

§6．1 外部信息与二进制代码之间的转换229

6．1．2 部分输出设备的转换原理233

§6．2 数模与模数转换236

6．2．1 数模转换的基本原理236

6．2．2 常用的D/A转换方案237

6．2．3 D/A转换的主要技术指标242

6．2．4 模数转换的基本原理244

6．2．5 几种常见的A/D转换方案247

§6．3 终端与存储器之间的通信258

6．3．1 总线的提出258

6．3．2 外设与总线的连接258

6．3．4 总线结构261

6．3．5 数据在总线上的传送方式261

6．3．3 外部设备的地址模式261

6．3．6 标准总线263

§6．4 计算机的接口266

6．4．1 计算机与终端的信息交换方式266

6．4．2 接口电路举例267

§6．5 计算机数据的远地传送271

6．5．1 数据串行传送方式271

6．5．2 校验码及校验电路272

6．5．3 串/并转换电路273

[总结]273

第7章 控制单元276

§7．1 计算机中的寄存器及其控制信号276

§7．2 指令的执行过程279

7．2．1 加法指令279

7．2．3 取操作数指令280

7．2．2 减法指令280

7．2．4 存储指令281

§7．3 控制电路的硬件结构284

7．3．1 控制电路的任务284

7．3．2 控制电路的硬件设计285

§7．4 其他类型指令的执行过程289

7．4．1 无操作指令289

7．4．2 移位指令290

§7．5 微程序控制方式291

§7．6 全硬件数字系统控制器的设计295

7．6．1 系统算法流程图的确定295

7．6．2 逻辑划分与系统结构的确定296

7．6．3 各模块的设计299

7．6．4 控制器的设计300

7．6．5 采用PLD设计306

[总结]310

第8章 计算机结构311

§8．1 微处理器发展概况311

§8．2 计算机的指令格式312

§8．3 堆栈结构314

§8．4 计算机中的寻址方式315

8．4．1 直接寻址315

8．4．2 立即寻址315

8．4．3 间接寻址315

8．4．4 相对寻址316

8．4．5 变址寻址316

§8．5 标志码、条件码和状态寄存器318

§8．6 多程序与多指令运行319

8．6．2 多指令运行(流水线方式)320

8．6．1 多程序运行320

§8．7 精简指令集计算机321

[总结]322

第9章 数字集成逻辑电路及其应用323

§9．1 晶体管开关电路323

9．1．1 MOS晶体管的开关特性323

9．1．2 单沟道模拟开关电路324

9．1．3 CMOS双向模拟开关单元325

9．1．4 CMOS多路模拟开关(AMUX)328

9．1．5 双极型模拟开关329

9．1．6 二极管开关332

§9．2 门电路334

9．2．1 门电路的基本结构334

9．2．2 门电路的传输特性与技术指标335

9．2．3 几种常用的门电路工艺与结构337

9．2．4 动态门的概念355

§9．3 开关信号的产生356

9．3．1 张弛振荡原理357

9．3．2 双稳态触发器361

9．3．3 单稳态触发器365

9．3．4 自激多谐振荡器370

9．3．5 555定时器374

＊9．3．6 负阻器件及其应用378

[总结]379

习题381

附录一 国家标准GB4728．12-85《电气图用图形符号 二进制逻辑单元》简介446

附录二 VHDL简明教程452

英汉名词术语对照495

参考文献500