数字电路与逻辑设计（第四版）

本书系统地介绍了数字逻辑电路的分析与设计方法、常用集成数字逻辑电路的功能和应用。主要内容包括: 逻辑代数基础、组合逻辑电路、常用组合逻辑电路及MSI组合电路模块的应用、时序逻辑电路、常用时序逻辑电路及MSI时序电路模块的应用、可编程逻辑器件、VHDL与数字电路设计、数/模和模/数转换、脉冲信号的产生与整形等。 本书侧重基本概念、基本方法和实际应用的讲述，可作为高等学校电气信息类有关 专业的教材，也可作为工程技术人员的学习和参考书。

第1章 逻辑代数基础 1 1.1 概述 1 1.1.1 数字量和模拟量 1 1.1.2 数制与代码 1 1.2 逻辑代数的基本运算和门电路 8 1.2.1 逻辑代数的基本运算 9 1.2.2 门电路 11 1.3 逻辑代数的公式和规则 11 1.3.1 基本公式 11 1.3.2 常用公式 12 1.3.3 三个规则 13 1.4 逻辑函数常用的描述方法及相互间的转换 14 1.4.1 逻辑函数常用的描述方法 14 1.4.2 不同描述方法之间的转换 16 1.5 逻辑函数的化简 23 1.5.1 公式法化简 23 1.5.2 卡诺图法化简 24 1.5.3 带无关项逻辑函数的化简 29 习题 32 第2章 组合逻辑电路 37 2.1 集成门电路 37 2.1.1 TTL门电路 37 2.1.2 CMOS门电路 38 2.1.3 数字集成电路的品种类型 38 2.1.4 数字集成电路的性能参数和使用 39 2.2 组合逻辑电路 42 2.2.1 组合逻辑电路的特点 42 2.2.2 组合逻辑电路的分析 43 2.2.3 组合逻辑电路的设计 45 2.3 组合逻辑电路中的竞争和冒险 48 习题 52 第3章 常用组合逻辑电路及MSI组合电路模块的应用 56 3.1 编码器和译码器 56 3.1.1 编码器 56 3.1.2 译码器 62 3.2 加法器和比较器 67 3.2.1 加法器 67 3.2.2 比较器 71 3.3 数据选择器和数据分配器 74 3.3.1 数据选择器 74 3.3.2 数据分配器 79 习题 81 第4章 时序逻辑电路 85 4.1 时序逻辑电路的结构和特点 85 4.2 触发器 86 4.2.1 触发器的电路结构和动作特点 86 4.2.2 触发器的逻辑功能和分类 96 4.2.3 不同逻辑功能触发器间的转换 98 4.3 时序逻辑电路的分析 101 4.3.1 同步时序逻辑电路的分析 102 4.3.2 异步时序逻辑电路的分析 104 4.4 时序逻辑电路的设计 107 4.4.1 同步时序逻辑电路的设计 107 4.4.2 异步时序逻辑电路的设计 111 习题 114 第5章 常用时序逻辑电路及MSI时序电路模块的应用 119 5.1 计数器 119 5.1.1 同步计数器 119 5.1.2 异步计数器 129 5.1.3 MSI计数器模块及应用 136 5.2 寄存器 145 5.2.1 基本寄存器 145 5.2.2 移位寄存器 146 5.2.3 MSI寄存器模块及应用 149 5.3 移位寄存器型计数器 152 习题 156 第6章 可编程逻辑器件 160 6.1 概述 160 6.2 简单可编程逻辑器件（SPLD） 161 6.2.1 PROM器件 162 6.2.2 PLA器件 163 6.2.3 PAL器件 165 6.3 复杂可编程逻辑器件（CPLD）165 6.4 现场可编程逻辑阵列（FPGA）166 6.4.1 FPGA和CPLD的对比167 6.4.2 FPGA的特征168 6.4.3 基于SRAM技术的FPGA的结构特点170 习题179 第7章 VHDL与数字电路设计 180 7.1 电子设计自动化（EDA）技术的发展180 7.2 硬件描述语言对数字系统的描述182 7.3 基于硬件描述语言的数字电路设计流程183 7.4 VHDL的基本文法184 7.4.1 基本语言要素184 7.4.2 数据流模型中的并行语句188 7.4.3 行为模型中的串行语句188 7.4.4 结构化模型的描述语句191 7.5 VHDL对基本电路行为的描述方法192 7.6 VHDL对复杂电路行为的描述方法196 习题 204 第8章 数/模和模/数转换 205 8.1 概述 205 8.2 D/A转换器 206 8.2.1 权电阻网络D/A转换器 206 8.2.2 倒T型电阻网络D/A转换器 207 8.2.3 权电流型D/A转换器 208 8.2.4 D/A转换器的主要技术指标 209 8.3 A/D转换器 212 8.3.1 A/D转换器的基本工作原理 212 8.3.2 A/D转换器的主要电路形式 214 8.3.3 A/D转换器的主要技术指标 221 习题 222 第9章 脉冲信号的产生与整形 223 9.1 概述 223 9.2 555定时器 223 9.2.1 555定时器的电路组成 223 9.2.2 555定时器的工作原理与逻辑功能 224 9.3 施密特触发器 225 9.3.1 施密特触发器的特性和符号 225 9.3.2 用555定时器构成施密特触发器的方法 226 9.3.3 施密特触发器应用举例 227 9.4 单稳态触发器 229 9.4.1 单稳态触发器的特性和符号 229 9.4.2 用555定时器构成单稳态触发器的方法 230 9.4.3 单稳态触发器应用举例 231 9.5 多谐振荡器 233 9.5.1 多谐振荡器的工作原理 233 9.5.2 石英晶体多谐振荡器 235 9.5.3 用555定时器构成多谐振荡器的方法235 习题 237 附录 241 参考文献 248