数字电路与系统设计(21世纪高等院校信息与通信工程规划教材)/高校系列

全书共分8章，靠前章绪论、第二章逻辑代数理论及电路实现、第三章组合逻辑电路、第四章触发器、第五章时序逻辑电路、第六章可编程逻辑器件、第七章数字系统设计基础、第八章数模转换和模数转换。考虑硬件描述语言VHDL、Verilog便于自学，因此不单独设章，将HDL语法规范作为附录，在各章的很后一节介绍如何用VHDL语言描述组合电路、时序电路等，贯穿于整个教材。

目 录
1 数制与码制 9
1.1数字信号与数字电路概述 9
1.1.1数字信号 9
1.1.2 数字电路与系统 10
1.2 数制 11
1.2.1数制的基本知识 11
1.2.2 常用数制 13
1.2.3 数制转换 14
1.3 码制 17
1.3.1 二进制码 17
1.3.2 二一十进(BCD)码制 19
1.4 算术运算与逻辑运算 22
1.4.1 算术运算 22
1.4.2 逻辑运算 23
1.5 HDL 23
习题 25
2 逻辑代数理论及电路实现 27
2.1逻辑代数中的运算 27
2.1.1 基本逻辑及运算 27
2.1.2 复合逻辑运算 30
2.2 逻辑运算的电路实现 31
2.2.1 场效应管的开关特性 31
2.2.2 CMOS反相器 34
2.2.3 其他类型的CMOS门电路 38
2.3 逻辑运算的公式 42
2.3.1 基本公式 42
2.3.2 常用公式 43
2.4 逻辑运算的基本规则 44
2.4.1 代入规则 44
2.4.2 反演规则 45
2.4.3 对偶规则 45
2.5 逻辑函数的标准形式 46
2.6 逻辑函数的化简 48
2.6.1 公式法化简 49
2.6.2 卡诺图法化简 51
2.7 VHDL描述逻辑门电路 63
习题 65
3 组合逻辑电路 67
3.1 SSI构成的组合电路的分析和设计 67
3.1.1 组合逻辑电路的分析 68
3.1.2 组合逻辑电路的设计 70
3.2 常用中规模集成组合逻辑电路（MSI） 73
3.2.1 编码器 73
3.2.2 译码器 78
3.2.3 数据选择器 90
3.2.4 数据比较器 98
3.2.5 全加器 101
3.2.6 基于MSI的组合电路的设计 103
3.3 竞争和冒险 108
3.3.1 竞争和冒险的概念 108
3.3.2 冒险的判别方法 110
3.3.3 冒险的消除方法 113
3.4 VHDL描述组合逻辑电路 117
习题 122
4 触发器 125
4.1 概述 125
4.2 基本SRFF 126
4.3 钟控电位触发器 131
4.3.1 钟控SR触发器 132
4.3.2 钟控D触发器 134
4.4 边沿触发器 135
4.4.1 DFF 136
4.4.2 JKFF 139
4.4.3 TFF和T’FF 141
4.5 集成触发器的参数 142
4.6 触发器应用举例 144
4.7 VHDL描述触发器 149
习题 151
5. 时序逻辑电路 157
5.1 概述 157
5.2 寄存器 158
5.2.1 移位寄存器工作原理 159
5.2.2 MSI移位寄存器 160
5.3 计数器 166
5.3.1 同步计数器的分析 167
5.3.2 同步计数器的设计 173
5.3.3 MSI同步计数器 176
5.3.4 异步计数器的分析和设计 185
5.3.5 移存型计数器 191
5.4 序列信号发生器 195
5.5 顺序脉冲发生器 202
5.6 一般时序逻辑电路的分析 204
5.7 一般同步时序电路的设计 207
5.8 VHDL描述时序逻辑电路 225
习题 228
6 可编程逻辑器件 237
6.1 PLD概述 238
6.1.1 PLD的表示方法 238
6.1.2 可编程功能的实现 239
6.1.3 PLD的制造工艺 240
6.1.4 PLD的分类 242
6.1.5 PLD的开发流程 246
6.2 可编程只读存储器（PROM） 248
6.2.1 PROM的结构和功能 248
6.2.2 ROM的应用 250
6.3 可编程逻辑阵列（PLA）和可编程阵列逻辑（PAL） 255
6.3.1 PLA的结构与应用 256
6.3.2 PAL的结构与应用 257
6.4 通用程阵列逻辑（GAL） 258
6.4.1 GAL的结构 259
6.4.2 GAL的应用 264
6.5 复杂可编程逻辑器件（CPLD） 271
6.5.1 CPLD的产生 272
6.5.2 CPLD的结构 272
6.6 现场可编程门阵列（FPGA） 273
6.6.1 FPGA的产生背景 273
6.6.2 FPGA的结构 273
6.7 HDPLD应用举例 282
习题 298
7 数字系统设计基础 299
7 数字系统设计基础 299
7.1 概述 299
7.1.1 数字系统的基本模型 300
7.1.2 同步数字系统时序约定 303
7.1.3 数字系统的设计方法 307
7.2 数字系统的描述工具 310
7.2.1 寄存器传输语言(RTL) 310
7.2.2 方框图 318
7.2.3 算法流程图 320
7.2.4 算法状态机(ASM)图 322
7.3 控制器设计 335
7.4 数字系统设计及VHDL实现 353
7.4.1 二进制乘法器设计 353
7.4.2 交通灯管理系统设计 367
7.4.3 A/D转换系统设计 377
习题 388
8 数模转换和模数转换 398
8.1 数模转换(D/A) 399
8.1.1 数模转换原理 399
8.1.2 常见的DAC结构 400
8.1.3 DAC的主要参数和意义 402
8.1.4 集成DAC及其应用举例 403
8.2 模数转换(A/D) 406
8.2.1 模数转换的一般过程 406
8.2.2 常见的ADC结构 408
8.2.3 ADC的主要参数和意义 414
8.2.4 集成ADC及其应用举例 415
习题 418
附录1 VHDL简介 419
附录2 VERILOG简介 440
附录3 集成门电路及逻辑电平 468