数字逻辑电路与系统设计
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作者： 蒋立平主编
出 版 社： 电子工业出版社
出版时间： 2008-7-1字数： 585000版次： 1页数： 310印刷时间： 2008/07/01开本： 16开印次： 1纸张： 胶版纸I S B N ： 9787121063794包装： 平装内容简介
本教材为江苏省高等学校精品教材立项研究项目。
本书是根据原国家教育委员会批准的电子技术基础课程的基本要求编写的。教材系统地介绍了数字逻辑电路的基本概念、基本理论、基本方法以及常用数字逻辑部件的功能和应用。主要内容包括：数字逻辑基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、常用组合逻辑功能器件、时序逻辑电路、常用时序逻辑功能器件、半导体存储器和可编程逻辑器件、脉冲信号的产生与整形、数模和模数转换。本教材将硬件描述语言的介绍渗透于各个章节。
本教材理论联系实际、循序渐进、便于教学。全书叙述简明，概念清楚；知识结构合理，重点突出；深入浅出，通俗易懂，图文并茂；例题、习题丰富，各章还配有复习思考题。
本教材可供高等学校电气信息类专业的本科生和研究生使用，也可供有关专业技术人员参考。
作者简介
蒋立平，1955年生。江苏省常州市人。1982年毕业于南京工学院无线电工程系，南京理工大学电子技术中心主任、教授。主持建设的南京理工大学“电子学”课程群。2004年被评为江苏省优秀课程群，主持建设的南京理工大学“数字逻辑电路”课程，2006年被评为江苏省“一类精品课程”，主持建设的南京理工大学电工电子实验教学中心2007年被评为“江苏省实验教学示范中心”。主编《数字电路》、《模拟电路和数字电路》等教材，其中《模拟电路与数字电路》为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。
目录
绪论
第1章 数字逻辑基础
1.1 数制与数制转换
1.1.1 十进制
1.1.2 二进制
1.1.3 十六进制和八进制
1.1.4 二进制数与十进制数之间的转换
1.1.5 二进制数与十六进制数及八进制数之间的转换
1.2 几种简单的编码
1.2.1 二-十进制（BCD码）
1.2.2 格雷码
1.2.3 奇偶校验码
1.2.4 字符数字码
1.3 算术运算
1.4 逻辑代数中的逻辑运算
1.4.1 基本逻辑运算
1.4.2 复合逻辑运算
1.4.3 正逻辑与负逻辑
1.5 逻辑代数的基本定律和规则
1.6 逻辑函数的标准形式
1.6.1 常用的逻辑函数式
1.6.2 函数的与或式和或与式
1.6.3 最小项和最大项
1.6.4 逻辑函数的标准与或式和标准或与式
1.7 逻辑函数式与真值表
1.8 逻辑函数的化简
1.8.1 公式化简法
1.8.2 卡诺图化简法
1.8.3 不完全确定的逻辑函数及其化简
1.8.4 逻辑函数式化简为其他形式
1.8.5 奎恩—麦克拉斯基化简法
1.8.6 多输出逻辑函数的化简
复习思考题
习题
第2章 逻辑门电路
2.1 晶体管的开关特性
2.2 分立元件门电路
2.3 TTL门电路
2.3.1 TTL与非门的电路结构
2.3.2 TTL与非门的电压传输特性
2.3.3 TTL与非门静态输入特性与输出特性
2.3.4 TTL与非门的动态特性
2.3.5 其他类型的TTL门电路
2.3.6 TTL数字集成电路
2.4 其他类型双极型数字集成电路
2.4.1 ECL门电路
2.4.2 I2L电路
2.5 CMOS门电路
2.5.1 CMOS反相器的电路结构
2.5.2 CMOS反相器的电压传输特性和电流传输特性
2.5.3 CMOS反相器的静态输入特性和输出特性
2.5.4 CMOS反相器的动态特性
2.5.5 其他类型的CMOS门电路
2.5.6 CMOS数字集成电路
2.5.7 CMOS集成电路的主要特点和使用注意事项
2.6 其他类型的MOS数字集成电路
2.6.1 PMOS门电路
2.6.2 NMOS门电路
2.6.3 E2CMOS电路
2.7 Bi-CMOS电路
2.8 TTL与CMOS电路的接口
复习思考题
习题
第3章 组合逻辑电路
3.1 概述
3.2 组合逻辑电路的分析
3.3 组合逻辑电路的设计
3.4 组合逻辑电路中的冒险
3.4.1 功能冒险与消除方法
3.4.2 逻辑冒险与消除方法
3.5 可编程逻辑器件和VHDL概述
3.5.1 VHDL基本结构
3.5.2 VHDL中的中间信号
3.5.3 VHDL描述逻辑电路的进程形式
复习思考题
习题
VHDL编程设计题
第4章 常用组合逻辑功能器件
4.1 自顶向下的模块化设计方法
4.2 编码器
4.2.1 二进制编码器
4.2.2 二-十进制编码器
4.2.3 通用编码器集成电路
4.2.4 编码器应用举例
4.2.5 编码器的VHDL描述
4.3 译码器/数据分配器
4.3.1 二进制译码器
4.3.2 二-十进制译码器
4.3.3 通用译码器集成电路
4.3.4 数据分配器
4.3.5 显示译码器
4.3.6 译码器应用举例
4.3.7 译码器的VHDL描述
4.4 数据选择器
4.4.1 数据选择器的电路结构
4.4.2 通用数据选择器集成电路
4.4.3 数据选择器应用举例
4.4.4 数据选择器的VHDL描述
4.5 算术运算电路
4.5.1 基本加法器
4.5.2 高速加法器
4.5.3 通用加法器集成电路
4.5.4 加法器应用举例
4.5.5 加法器电路的VHDL描述
4.6 数值比较器
4.7 代码转换器
4.7.1 BCD-二进制码转换器
4.7.2 通用BCD-二进制和二进制-BCD码转换器集成电路
4.7.3 代码转换电路的VHDL描述
4.8 数字系统设计举例——算术逻辑单元
复习思考题
习题
VHDL编程设计题
第5章 时序逻辑电路
5.1 概述
5.2 锁存器
5.2.1 普通锁存器
5.2.2 门控锁存器
5.3 触发器
5.3.1 主从触发器
5.3.2 边沿触发器
5.4 触发器使用中的几个问题
5.4.1 触发器逻辑功能的转换
5.4.2 触发器的脉冲工作特性
5.4.3 触发器的合理选用及使用注意事项
5.5 触发器应用举例
5.6 时序逻辑电路的分析与设计
5.6.1 同步时序逻辑电路的分析
5.6.2 异步时序逻辑电路的分析
5.6.3 同步时序逻辑电路的设计
5.6.4 有限状态机的VHDL描述
5.7 时序逻辑电路中的冒险
5.7.1 异步时序逻辑电路中的冒险
5.7.2 同步时序逻辑电路中的冒险
5.7.3 消除时序逻辑电路冒险的方法
复习思考题
习题
VHDL编程设计题
第6章 常用时序逻辑功能器件
6.1 计数器
6.1.1 异步计数器
6.1.2 同步计数器
6.1.3 计数器应用
6.1.4 计数器的VHDL描述
6.2 寄存器和移位寄存器
6.2.1 寄存器
6.2.2 移位寄存器
6.2.3 移位寄存器应用举例
6.2.4 移位寄存器型计数器
6.2.5 移位寄存器的VHDL描述
复习思考题
习题
VHDL编程设计题
第7章 半导体存储器和可编程逻辑器件
7.1 概述
7.2 半导体存储器
7.2.1 半导体存储器概述
7.2.2 只读存储器（ROM）
7.2.3 随机存取存储器（RAM）
7.3 可编程逻辑器件（PLD）
7.3.1 PLD概述
7.3.2 可编程阵列逻辑（PAL）
7.3.3 通用阵列逻辑（GAL）
7.3.4 复杂的可编程逻辑器件（CPLD）
7.3.5 现场可编程门阵列（FPGA）
7.3.6 PLD的开发过程
复习思考题
习题
第8章 脉冲信号的产生与整形
8.1 555集成定时器
8.2 施密特触发电路
8.3 单稳态触发电路
8.3.1 用555定时器构成单稳态触发电路
8.3.2 用施密特触发电路构成单稳态触发电路
8.3.3 集成单稳态触发电路
8.3.4 单稳态触发电路的应用
8.3.5 单稳态触发电路的VHIDL描述
8.4 多谐振荡器
8.4.1 用555定时器构成多谐振荡器
8.4.2 用施密特触发电路构成多谐振荡器
8.4.3 石英晶体多谐振荡器
复习思考题
习题
第9章 数模和模数转换
9.1 D/A转换器
9.1.1 D/A转换器的基本原理
9.1.2 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 集成D/A转换器及主要技术参数
9.2 A/D转换器
9.2.1 A/D转换器的基本原理
9.2.2 逐次逼近型A/D转换器
9.2.3 双积分型A/D转换器
9.2.4 集成A/D转换器及主要技术参数
复习思考题
习题
参考文献
书摘插图
第2章 逻辑门电路
逻辑门电路是指能完成一些基本逻辑功能的电子电路，简称门电路，它是构成数字电路的基本单元电路。从生产工艺上看，门电路可分为分立元件门电路和集成门电路两大类。分立元件门电路目前已很少采用，本章将主要介绍集成门电路。本章首先介绍晶体管的开关特性，然后着重讨论目前广泛使用的TTL和CMOS门电路的逻辑功能和电气特性（主要是外部特性），并简要地介绍其他类型的双极型电路和MOS门电路，最后讨论TTL和CMOS电路的接口。
2.1 晶体管的开关特性
数字集成电路按所用半导体器件的不同，可分为两大类：一类是以双极型晶体管为基本元件组成的集成电路，称为双极型数字集成电路，属于这一类的有DTL（Diode Transistor Logic）、TTL（Transistor-Transistor Logic）和ECL（Emitter Coupled Logic）等电路；另一类是以MOS晶体管为基本元件组成的集成电路，称为MOS型（或单极型）数字集成电路，属于这一类的有NMOS（N—Channel Metal-Oxide-Semiconductor）和CMOS（Complement Metal-Oxide—Semiconductor）等电路。
在数字电路中，经常将半导体二极管、三极管和场效应管作为开关元件使用，它们在电路中的工作状态有时导通，有时截止，并能在信号的控制下进行两种状态的转换。这是一种非线性的大信号运用。一个理想的开关，接通时阻抗应为零，断开时阻抗应为无穷大，而这两个状态之间的转换应该是瞬间完成的。但实际上晶体管在导通时具有一定的内阻，而截止时仍有一定的反向电流，又由于它本身具有惰性（如双极型晶体管中存在着势垒电容和扩散电容，场效应管中存在着极间电容），因此两个状态之间的转换需要时间，转换时间的长短反映了该器件开关速度的快慢。下面讨论半导体二极管、三极管和MOS管的开关特性。
1.半导体二极管的开关特性
由于二极管具有单向导电性，所以在数字电路中经常把它当做开关使用。正向运用时，电阻很小，接近短路；反向运用时，电阻很大，接近断路。所以用它做开关是合适的。图2.1是硅二极管的伏安特性曲线。
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