数字逻辑电路设计（）

作者: 范文兵著 , 李浩亮著 , 李敏著

出版社: 清华大学出版社

出版时间: 2020-12

ISBN: 9787302565925

定价: 79.99

丛书: 高等院校信息技术规划教材

分类: 工程技术

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本书是依据教育部2017年新制定的工程教育认证标准“电子技术基础课程教学基本要求”编写的。全书共分为九章，主要内容包括逻辑代数基础、门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与整形、存储器和可编程逻辑器件、D/A、A/D转换器和数字系统典型应用等。书的每章中有例题，每章之后附有习题，以利于学生联系实际，巩固所学知识。

范文兵，1969年出生，博士，教授，长期从事电子技术类课程教学及科研工作，主编的《数字电路与逻辑设计》本科教材，自2014年出版后，电子信息类专业使用多年，效果良好，2016年曾获得郑州大学百优教材。目录Contents第1章逻辑代数基础1
1.1概述1
1.1.1脉冲波形和数字波形1
1.1.2数制和码制3
1.1.3其他二进制码7
1.2基本逻辑函数及运算定律9
1.2.1逻辑函数中的3种基本运算9
1.2.2逻辑代数的运算定律及规则11
1.3逻辑函数的表示方法14
1.3.1逻辑函数的基本表示方法14
1.3.2逻辑函数的最小项和最大项17
1.3.3从真值表归纳逻辑函数18
1.4逻辑函数的公式化简法20
1.4.1逻辑函数的最简形式20
1.4.2常用的公式化简法21
1.5逻辑函数的卡诺图化简法23
1.5.1逻辑函数的卡诺图表示法23
1.5.2利用卡诺图化简逻辑函数25
1.5.3具有无关项的逻辑函数化简28
1.6利用引入变量卡诺图化简逻辑函数30
1.7VHDL基础31
1.7.1VHDL概述31
1.7.2VHDL基本结构33
1.7.3VHDL规则35
1.7.4MAX+plus Ⅱ开发工具38
1.8本章小结38
1.9习题39第2章门电路44
2.1概述44
2.2半导体管的开关特性44
2.2.1三极管的开关特性44
2.2.2MOS管的开关特性46
2.3简单的与、或、非门电路51
2.3.1二极管门电路51
2.3.2三极管非门电路52
2.3.3二极管踩极管与非、或非门54
2.4TTL集成门电路54
2.4.1TTL与非门电路结构和工作原理55
2.4.2TTL与非门的外部特性及参数56
2.4.3其他类型的TTL门电路62
2.4.4TTL门电路的使用67
2.5MOS门电路67
2.5.1CMOS反相器68
2.5.2CMOS反相器的外部特性及参数70
2.5.3其他类型的CMOS门电路73
2.5.4NMOS逻辑门76
2.5.5MOS门电路的正确使用77
2.6门电路产品简介与接口电路79
2.6.1门电路产品简介79
2.6.2各门电路间的接口电路81
2.7用VHDL实现基本逻辑门电路的描述83
2.8本章小结84
2.9习题85
◆数字逻辑电路设计目录第3章组合逻辑电路91
3.1概述91
3.2组合逻辑电路的分析方法和设计方法91
3.2.1组合逻辑电路的分析91
3.2.2组合逻辑电路的设计93
3.3编码器和译码器95
3.3.1编码器95
3.3.2译码器100
3.4数据选择器和分配器109
3.4.1数据选择器109
3.4.2数据分配器115
3.5数码奇偶发生器/校验器116
3.6算术运算电路119
3.7数值比较器125
3.8组合逻辑电路中的竞争与冒险128
3.8.1竞争裁跋障窒蠹安生原因128
3.8.2竞争裁跋障窒蟮呐斜鸱椒129
3.8.3消除竞争裁跋障窒蟮姆椒130
3.9用VHDL实现组合逻辑电路的描述132
3.10本章小结137
3.11习题138
第4章触发器143
4.1概述143
4.2RS触发器143
4.2.1基本RS触发器143
4.2.2同步RS触发器147
4.3主从触发器150
4.3.1主从RS触发器150
4.3.2主从JK触发器153
4.4边沿触发器156
4.4.1维持阻塞结构的边沿触发器157
4.4.2利用传输延迟时间的边沿触发器159
4.4.3CMOS主从结构的边沿触发器161
4.5触发器的主要参数163
4.6不同类型触发器之间的转换164
4.7用VHDL描述D锁存器和触发器166
4.8本章小结169
4.9习题169
第5章时序逻辑电路177
5.1概述177
5.2时序逻辑电路的分析方法179
5.2.1同步时序逻辑电路的分析方法179
5.2.2异步时序逻辑电路的分析方法181
5.3寄存器183
5.3.1数码寄存器184
5.3.2移位寄存器185
5.4计数器191
5.4.1同步二进制计数器191
5.4.2同步十进制计数器197
5.4.3异步计数器204
5.4.4任意进制计数器208
5.4.5移存型计数器212
5.4.6计数器的应用217
5.5序列信号发生器218
5.6时序逻辑电路的设计方法222
5.7用VHDL描述时序逻辑电路232
5.8本章小结237
5.9习题238
第6章矩形脉冲波形的产生和整形245
6.1概述245
6.2555定时器245
6.2.1555定时器的电路结构246
6.2.2555定时器的功能246
6.3施密特触发器247
6.3.1施密特触发器的特点247
6.3.2用门电路组成施密特触发器248
6.3.3555定时器构成的施密特触发器250
6.3.4集成施密特触发器252
6.3.5施密特触发器的应用253
6.4单稳态触发器256
6.4.1单稳态触发器的特点256
6.4.2用门电路构成的单稳态触发器256
6.4.3用555定时器组成的单稳态触发器258
6.4.4集成单稳态触发器260
6.4.5单稳态触发器的应用262
6.5多谐振荡器265
6.5.1用门电路构成的多谐振荡器265
6.5.2石英晶体多谐振荡器270
6.5.3用施密特触发器构成的多谐振荡器271
6.5.4用555定时器构成的多谐振荡器272
6.5.5压控振荡器273
6.5.6多谐振荡器的应用279
6.6本章小结282
6.7习题282
第7章存储器和可编程逻辑器件290
7.1概述290
7.1.1存储器290
7.1.2可编程逻辑器件291
7.2只读存储器292
7.2.1掩模ROM292
7.2.2可编程ROM294
7.2.3可擦除可编程ROM295
7.2.4ROM的应用298
7.3随机存取存储器302
7.3.1RAM的组成及工作原理302
7.3.2RAM的存储单元304
7.3.3集成RAM芯片306
7.3.4RAM的扩展与应用308
7.4可编程逻辑阵列310
7.5可编程阵列逻辑313
7.5.1PAL的基本电路结构313
7.5.2PAL输出结构形式314
7.5.3PAL应用举例316
7.6通用阵列逻辑321
7.6.1GAL电路结构321
7.6.2GAL的工作模式324
7.6.3GAL行地址映射图326
7.7复杂可编程逻辑器件327
7.7.1MAX7000系列器件结构328
7.7.2MAX7000S系列器件的技术性能特点332
7.8现场可编程门阵列333
7.8.1查找表逻辑结构333
7.8.2FLEX10K系列器件的结构原理333
7.8.3FLEX10K系列器件的技术性能特点342
7.9CPLD/FPGA的编程和配置343
7.9.1CPLD编程方式343
7.9.2FPGA配置方式344
7.9.3CPLD/FPGA器件烧写方法348
7.10CPLD/FPGA主要产品介绍349
7.10.1Altera公司产品349
7.10.2Xilinx公司产品350
7.10.3Lattice公司产品350
7.11MAX+plus Ⅱ集成软件设计平台350
7.11.1概述350
7.11.2EDA原理图输入设计流程351
7.11.3VHDL文本输入设计流程358
7.11.4设计流程归纳358
7.12用VHDL实现存储器359
7.13Quartus Ⅱ集成软件设计平台362
7.13.1基于Quartus Ⅱ的数字系统设计流程363
7.13.2创建工程363
7.13.3设计输入363
7.13.4分析综合和适配编译369
7.13.5功能仿真和时序仿真371
7.13.6编程下载374
7.13.7引脚锁定375
7.14本章小结376
7.15习题377
第8章数材Ｗ换和模彩转换380
8.1概述380
8.2D/A转换器381
8.2.1D/A转换器电路结构381
8.2.2DAC的主要技术指标386
8.2.3集成DAC器件及应用387
8.3A/D转换器393
8.3.1A/D转换的基本原理394
8.3.2直接比较型ADC396
8.3.3间接比较型ADC399
8.3.4ADC的主要技术指标402
8.3.5集成ADC器件及应用402
8.4用有限状态机实现ADC574A采样控制电路411
8.5本章小结414
8.6习题415
第9章数字系统的典型应用421
9.1概述421
9.2数字钟设计422
9.2.1电路结构422
9.2.2部分电路设计422
9.3数字频率计426
9.3.1基本原理426
9.3.2数字频率计的电路结构426
9.3.3主要技术指标429
9.4直流数字电压表430
9.4.1三位半双积分ADC CC14433的性能特点430
9.4.2三位半直流数字电压表电路结构431
9.5交通信号灯控制系统433
9.5.1控制逻辑分析434
9.5.2单元电路设计435
9.6智力竞赛抢答器设计438
9.6.1分立集成元器件设计438
9.6.2可编程逻辑器件FPGA设计441
9.7直接数字频率合成技术448
9.7.1DDS基本原理448
9.7.2DDS的VHDL实现449
9.7.3DDS的主要特点454
9.8波形发生器的FPGA实现454
9.9本章小结460
参考文献461
内容简介:
本书是依据教育部2017年新制定的工程教育认证标准“电子技术基础课程教学基本要求”编写的。全书共分为九章，主要内容包括逻辑代数基础、门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与整形、存储器和可编程逻辑器件、D/A、A/D转换器和数字系统典型应用等。书的每章中有例题，每章之后附有习题，以利于学生联系实际，巩固所学知识。
作者简介:
范文兵，1969年出生，博士，教授，长期从事电子技术类课程教学及科研工作，主编的《数字电路与逻辑设计》本科教材，自2014年出版后，电子信息类专业使用多年，效果良好，2016年曾获得郑州大学百优教材。
目录:
目录Contents第1章逻辑代数基础1
1.1概述1
1.1.1脉冲波形和数字波形1
1.1.2数制和码制3
1.1.3其他二进制码7
1.2基本逻辑函数及运算定律9
1.2.1逻辑函数中的3种基本运算9
1.2.2逻辑代数的运算定律及规则11
1.3逻辑函数的表示方法14
1.3.1逻辑函数的基本表示方法14
1.3.2逻辑函数的最小项和最大项17
1.3.3从真值表归纳逻辑函数18
1.4逻辑函数的公式化简法20
1.4.1逻辑函数的最简形式20
1.4.2常用的公式化简法21
1.5逻辑函数的卡诺图化简法23
1.5.1逻辑函数的卡诺图表示法23
1.5.2利用卡诺图化简逻辑函数25
1.5.3具有无关项的逻辑函数化简28
1.6利用引入变量卡诺图化简逻辑函数30
1.7VHDL基础31
1.7.1VHDL概述31
1.7.2VHDL基本结构33
1.7.3VHDL规则35
1.7.4MAX+plus Ⅱ开发工具38
1.8本章小结38
1.9习题39第2章门电路44
2.1概述44
2.2半导体管的开关特性44
2.2.1三极管的开关特性44
2.2.2MOS管的开关特性46
2.3简单的与、或、非门电路51
2.3.1二极管门电路51
2.3.2三极管非门电路52
2.3.3二极管踩极管与非、或非门54
2.4TTL集成门电路54
2.4.1TTL与非门电路结构和工作原理55
2.4.2TTL与非门的外部特性及参数56
2.4.3其他类型的TTL门电路62
2.4.4TTL门电路的使用67
2.5MOS门电路67
2.5.1CMOS反相器68
2.5.2CMOS反相器的外部特性及参数70
2.5.3其他类型的CMOS门电路73
2.5.4NMOS逻辑门76
2.5.5MOS门电路的正确使用77
2.6门电路产品简介与接口电路79
2.6.1门电路产品简介79
2.6.2各门电路间的接口电路81
2.7用VHDL实现基本逻辑门电路的描述83
2.8本章小结84
2.9习题85
◆数字逻辑电路设计目录第3章组合逻辑电路91
3.1概述91
3.2组合逻辑电路的分析方法和设计方法91
3.2.1组合逻辑电路的分析91
3.2.2组合逻辑电路的设计93
3.3编码器和译码器95
3.3.1编码器95
3.3.2译码器100
3.4数据选择器和分配器109
3.4.1数据选择器109
3.4.2数据分配器115
3.5数码奇偶发生器/校验器116
3.6算术运算电路119
3.7数值比较器125
3.8组合逻辑电路中的竞争与冒险128
3.8.1竞争裁跋障窒蠹安生原因128
3.8.2竞争裁跋障窒蟮呐斜鸱椒129
3.8.3消除竞争裁跋障窒蟮姆椒130
3.9用VHDL实现组合逻辑电路的描述132
3.10本章小结137
3.11习题138
第4章触发器143
4.1概述143
4.2RS触发器143
4.2.1基本RS触发器143
4.2.2同步RS触发器147
4.3主从触发器150
4.3.1主从RS触发器150
4.3.2主从JK触发器153
4.4边沿触发器156
4.4.1维持阻塞结构的边沿触发器157
4.4.2利用传输延迟时间的边沿触发器159
4.4.3CMOS主从结构的边沿触发器161
4.5触发器的主要参数163
4.6不同类型触发器之间的转换164
4.7用VHDL描述D锁存器和触发器166
4.8本章小结169
4.9习题169
第5章时序逻辑电路177
5.1概述177
5.2时序逻辑电路的分析方法179
5.2.1同步时序逻辑电路的分析方法179
5.2.2异步时序逻辑电路的分析方法181
5.3寄存器183
5.3.1数码寄存器184
5.3.2移位寄存器185
5.4计数器191
5.4.1同步二进制计数器191
5.4.2同步十进制计数器197
5.4.3异步计数器204
5.4.4任意进制计数器208
5.4.5移存型计数器212
5.4.6计数器的应用217
5.5序列信号发生器218
5.6时序逻辑电路的设计方法222
5.7用VHDL描述时序逻辑电路232
5.8本章小结237
5.9习题238
第6章矩形脉冲波形的产生和整形245
6.1概述245
6.2555定时器245
6.2.1555定时器的电路结构246
6.2.2555定时器的功能246
6.3施密特触发器247
6.3.1施密特触发器的特点247
6.3.2用门电路组成施密特触发器248
6.3.3555定时器构成的施密特触发器250
6.3.4集成施密特触发器252
6.3.5施密特触发器的应用253
6.4单稳态触发器256
6.4.1单稳态触发器的特点256
6.4.2用门电路构成的单稳态触发器256
6.4.3用555定时器组成的单稳态触发器258
6.4.4集成单稳态触发器260
6.4.5单稳态触发器的应用262
6.5多谐振荡器265
6.5.1用门电路构成的多谐振荡器265
6.5.2石英晶体多谐振荡器270
6.5.3用施密特触发器构成的多谐振荡器271
6.5.4用555定时器构成的多谐振荡器272
6.5.5压控振荡器273
6.5.6多谐振荡器的应用279
6.6本章小结282
6.7习题282
第7章存储器和可编程逻辑器件290
7.1概述290
7.1.1存储器290
7.1.2可编程逻辑器件291
7.2只读存储器292
7.2.1掩模ROM292
7.2.2可编程ROM294
7.2.3可擦除可编程ROM295
7.2.4ROM的应用298
7.3随机存取存储器302
7.3.1RAM的组成及工作原理302
7.3.2RAM的存储单元304
7.3.3集成RAM芯片306
7.3.4RAM的扩展与应用308
7.4可编程逻辑阵列310
7.5可编程阵列逻辑313
7.5.1PAL的基本电路结构313
7.5.2PAL输出结构形式314
7.5.3PAL应用举例316
7.6通用阵列逻辑321
7.6.1GAL电路结构321
7.6.2GAL的工作模式324
7.6.3GAL行地址映射图326
7.7复杂可编程逻辑器件327
7.7.1MAX7000系列器件结构328
7.7.2MAX7000S系列器件的技术性能特点332
7.8现场可编程门阵列333
7.8.1查找表逻辑结构333
7.8.2FLEX10K系列器件的结构原理333
7.8.3FLEX10K系列器件的技术性能特点342
7.9CPLD/FPGA的编程和配置343
7.9.1CPLD编程方式343
7.9.2FPGA配置方式344
7.9.3CPLD/FPGA器件烧写方法348
7.10CPLD/FPGA主要产品介绍349
7.10.1Altera公司产品349
7.10.2Xilinx公司产品350
7.10.3Lattice公司产品350
7.11MAX+plus Ⅱ集成软件设计平台350
7.11.1概述350
7.11.2EDA原理图输入设计流程351
7.11.3VHDL文本输入设计流程358
7.11.4设计流程归纳358
7.12用VHDL实现存储器359
7.13Quartus Ⅱ集成软件设计平台362
7.13.1基于Quartus Ⅱ的数字系统设计流程363
7.13.2创建工程363
7.13.3设计输入363
7.13.4分析综合和适配编译369
7.13.5功能仿真和时序仿真371
7.13.6编程下载374
7.13.7引脚锁定375
7.14本章小结376
7.15习题377
第8章数材Ｗ换和模彩转换380
8.1概述380
8.2D/A转换器381
8.2.1D/A转换器电路结构381
8.2.2DAC的主要技术指标386
8.2.3集成DAC器件及应用387
8.3A/D转换器393
8.3.1A/D转换的基本原理394
8.3.2直接比较型ADC396
8.3.3间接比较型ADC399
8.3.4ADC的主要技术指标402
8.3.5集成ADC器件及应用402
8.4用有限状态机实现ADC574A采样控制电路411
8.5本章小结414
8.6习题415
第9章数字系统的典型应用421
9.1概述421
9.2数字钟设计422
9.2.1电路结构422
9.2.2部分电路设计422
9.3数字频率计426
9.3.1基本原理426
9.3.2数字频率计的电路结构426
9.3.3主要技术指标429
9.4直流数字电压表430
9.4.1三位半双积分ADC CC14433的性能特点430
9.4.2三位半直流数字电压表电路结构431
9.5交通信号灯控制系统433
9.5.1控制逻辑分析434
9.5.2单元电路设计435
9.6智力竞赛抢答器设计438
9.6.1分立集成元器件设计438
9.6.2可编程逻辑器件FPGA设计441
9.7直接数字频率合成技术448
9.7.1DDS基本原理448
9.7.2DDS的VHDL实现449
9.7.3DDS的主要特点454
9.8波形发生器的FPGA实现454
9.9本章小结460
参考文献461

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