本书特色
本书内容丰富、结构合理,思路清晰,事例翔实。每一章的引言部分概述了本章的内容;每一章的正文中结合重点和难点,穿插了大量的应用实例;每一章的末尾都安排了有针对性的思考练习,有助于读者巩固所学的基本概念,培养读者的实际应用能力。
读者对象
本书可作为高等院校电子信息工程、通信工程、计算机科学与技术、自动化、仪器仪表等专业的本科生教材使用,也可作为相关专业工程技术人员的参考用书。
本书全面介绍了数字设计的基础理论和基本方法,内容包括数字逻辑基础、集成门电路、逻辑函数及其简化、组合逻辑电路的分析与设计、时序逻辑电路的分析与设计、VHDL语言设计初步、可编程逻辑器件、脉冲产生与变换电路、数、模和模、数转换器。
无
数字逻辑电路主要用于通信、计算机、自动控制及航天等领域,是进行系统电路设计的基础。从数字电话到数字电视,从家用娱乐设备CD、DVD到军用雷达、医疗仪器设备,数字电路的应用随处可见。由于数字技术在处理和传输信息方面的各种优点,数字电路得到了越来越广泛的应用。
数字逻辑电路经历了从单元电路到系统电路,从简单电路到复杂电路,从小规模集成电路到超大规模集成电路的发展过程。随着微电子技术和信息处理技术的飞速发展、各种类型的数字集成电路不断推出并广泛应用于各技术领域,数字电路与数字系统的设计方法与设计手段也发生了很大的变化。利用EDA设计工具与可编程逻辑器件,采用标准的硬件描述语言已经成为当今数字逻辑设计技术的主流。对于电子工程、信息工程、计算机科学与技术等专业,“数字逻辑原理与VHDL设计”是一门非常重要的专业基础课。
对于每一个工科电子信息类专业的学生和设计工程师,数字电路的基础知识是必备常识。我们编写本书的目的正是要为电子信息类专业和其他相近专业的学生提供一本合适的教科书。根据当前数字技术迅速发展的特点和工科院校教学的实际情况,结合我们多年从事这门课程教学的体会,在编写此书时主要考虑了以下几个问题:
一是本书作为大学本科生的专业基础课教材,其重点仍然是讨论分析数字电路和数字电路进行逻辑设计的基本概念、基本理论和基本方法。
二是在内容安排上,从教学实际出发进行了选择和必要调整,编写时力求重点突出、概念清楚、阐述深入浅出、理论与应用实例相结合,便于教学和阅读。
三是考虑到可编程逻辑器件和VHDL语言已经广泛应用,书中加大了以可编程逻辑器件和VHDL为主的分析和设计方法的比重。
与传统的数字电路教材相比,本书具有以下特色:一是以应用为主线,弱化了器件的内部结构,突出强调器件的功能与应用,如触发器的触发方式及功能分析在本书中有所删减,但是关于触发器的应用部分得到了加强;二是以设计为主线,在组合电路和时序电路设计中,既强调了传统的基于中小规模器件的设计方法,又介绍了现在流行的可编程逻辑器件的一般设计流程;三是将VHDL语言的基本内容(如结构、语句、进程等)作为本书的一个章节,为将来掌握这门语言打下良好的基础。
本书第1、6、7、8、9章由徐志军编写,第2、3、4、5章由尹廷辉编写,全书由尹廷辉统稿。吴浩涵、杨田、周顺、厉剑协助完成了部分章节的编写工作。在此特别向他们致以深切的谢意。
数字逻辑设计是一门正在发展的技术,涉及面广,技术更新快,新器件不断涌现。由于编者水平有限,书中难免存在一些不妥或错误,恳请读者批 评指正。
编者
2007年8月
本书特色
本书内容丰富、结构合理,思路清晰,事例翔实。每一章的引言部分概述了本章的内容;每一章的正文中结合重点和难点,穿插了大量的应用实例;每一章的末尾都安排了有针对性的思考练习,有助于读者巩固所学的基本概念,培养读者的实际应用能力。
读者对象
本书可作为高等院校电子信息工程、通信工程、计算机科学与技术、自动化、仪器仪表等专业的本科生教材使用,也可作为相关专业工程技术人员的参考用书。
本书全面介绍了数字设计的基础理论和基本方法,内容包括数字逻辑基础、集成门电路、逻辑函数及其简化、组合逻辑电路的分析与设计、时序逻辑电路的分析与设计、VHDL语言设计初步、可编程逻辑器件、脉冲产生与变换电路、数、模和模、数转换器。
出版说明
前言
教学建议
第1章数字逻辑基础
11进制及其转换
111常用的几种进制
112进制之间的转换
12数字电路
121数字信号
122数字电路
13常用的几种代码
131BCD码
132循环码
133奇偶校验码
14基本逻辑运算
141与运算
142或运算
143非运算
144正逻辑和负逻辑
15逻辑函数
151逻辑函数的基本
概念
152几种常用的逻辑
函数
习题
第2章逻辑门电路
21分立元件门电路
211晶体管的开关特性
212分立元件门电路
22TTL集成与非门电路
221电路组成
222空载时的静态工作
特性
223TTL与非门外部特性与
主要参数
224TTL与非门产品
介绍
23两种特殊的TTL门电路
231TTL集电极开路门
232 TTL三态门
(TSL门)
24CMOS逻辑门电路
241CMOS反相器
242其他CMOS门电路
243CMOS电路产品
习题
第3章逻辑函数及其简化
31逻辑代数的基本定律和常用
公式
311八个基本定律
312四个常用公式
313三个重要规则
32逻辑函数的代数法化简
321逻辑函数化简的
含义
322逻辑函数的代数法
化简
33逻辑函数的卡诺图化简法
331最小项及其性质
332卡诺图
333卡诺图化简的基本
原理
334用卡诺图化简逻辑
函数
34含有任意项的逻辑函数化简
习题
第4章组合电路的分析与设计
41小规模组合电路的分析与
设计
411小规模组合电路的
分析
412小规模组合电路的
设计
42常用中规模组合电路
421加法器
422比较器
423编码器
424译码器
425数据选择器
43中规模组合电路的设计
431用译码器实现组合逻
辑函数
432用数据选择器实现组
合逻辑函数
433加法器的应用
44组合电路的冒险现象
441险象的来源、种类与
识别方法
442险象的消除方法
习题
第5章时序电路的分析与设计
51时序电路的基本概念
511时序电路的基本
结构
512时序电路的分类
513状态图和状态表
52触发器
521基本RS触发器
522同步RS触发器
523边沿触发器
53时序电路的分析
531时序电路分析的一般
步骤
532同步时序电路的分析
举例
533异步时序电路的分析
举例
54同步时序电路的设计
541同步计数器的设计
542序列检测器的设计
55常用中规模时序逻辑电路
551中规模集成计数器及
其应用
552寄存器和移位寄
存器
553移位寄存器的应用
56随机存取存储器(RAM)
561RAM的存储原理
562典型RAM模块及其
使用方法
习题
第6章VHDL设计初步
61概述
611设计方法的发展
612层次化的设计与VHDL
的应用
613Verilog HDL
62VHDL程序基本结构
621实体
622结构体
623配置
624程序包
625库
63VHDL语言要素
631基本文字规则
632数据类型
633运算操作符
634数据对象
64VHDL顺序语句
641if语句
642case语句
643loop语句
644next语句
645exit语句
646wait语句
647子程序调用语句
648return语句
649null语句
6410其他语句和
说明
65VHDL并行语句
651三种并行语句
652进程语句
653块语句
654并行过程调用语句
655元件例化语句
656生成语句
66子程序
661子程序说明
662子程序体
663子程序重载
67VHDL描述数字电路
671VHDL描述组合
逻辑电路
672VHDL描述时序逻辑
电路
673状态图描述
习题
第7章可编程逻辑器件
71只读存储器ROM
711只读存储器ROM
712可编程只读存储器
PROM
713EPROM和EEPROM
72简单可编程逻辑器件
721可编程逻辑阵列
PLA
722可编程阵列逻辑
PAL
723通用阵列逻辑
GAL
73复杂可编程逻辑器件
731主流可编程器件
系列
732可编程逻辑器件的基
本资源
74可编程逻辑器件的设计与
开发
741CPLD/FPGA设计
流程
742CPLD/FPGA开发
工具
75Max+plus II应用举例
751原理图设计举例
752VHDL设计举例
习题
第8章脉冲产生与变换电路
81概述
811描述脉冲信号特性的
主要参数
812RC电路的暂态
公式
82施密特触发器
821用TTL与非门构成的
施密特触发器
822集成施密特触发器
823施密特触发器的应用
举例
83单稳态触发器
831用TTL与非门构成的
单稳态触发器
832集成单稳态触发器
833单稳态触发器应用
举例
84多谐振荡器
841用CMOS与非门构成的
多谐振荡器
842石英晶体多谐
振荡器
85555定时器及其应用
851555定时器的电路
组成
852555定时器的基本
应用
习题
第9章数/模和模/数转换器
91数/模转换器(DAC)
911数字/模拟(D/A)转换
的基本概念
912权电阻DAC电路
913T形网络DAC电路
914电流激励倒T形网络
DAC电路
92模/数转换器(ADC)
921模/数(A/D)转换的
基本概念
922并行比较型ADC
电路
923逐次逼近型ADC
电路
924双积分型ADC电路
925转换精度和转换
速度
93集成数/模和模/数器件介绍
931DAC0832
932ADC0809
习题
参考文献