数字逻辑 9787030724014

第1章数字逻辑基础

1.1数字信号与数字电路

1.1.1数字集成电路的分类及特点

1.1.2模拟信号与数字信号

1.1.3数字信号的描述方法

1.2数制

1.2.1十进制

1.2.2二进制

1.2.3八进制和十六进制

1.2.4数制之间的转换

1.3常用编码

1.3.1二-十进制编码

1.3.2格雷码

1.3.3 ASCIⅡ本章小结习题

第2章逻辑代数基础

2.1逻辑变量和逻辑函数

2.2逻辑运算

2.3逻辑代数的基本公式和基本规则

2.3.1逻辑代数的基本公式

2.3.2常用公式

2.3.3逻辑代数的基本规则

2.4逻辑函数的表示方法

2.4.1表示方法

2.4.2逻辑函数的最小项之和形式

2.5逻辑函数的化简

2.5.1逻辑函数的公式化简法

2.5.2逻辑函数的卡诺图化简法

本章小结习题

第3章逻辑门电路

3.1分立元件及其门电路

3.1.1二极管和晶体管的开关特性

3.1.2分立元件门电路

3.2CMOS逻辑门电路

3.2.1MOS场效晶体管及其开关特性

3.2.2CMOS反相器

3.2.3其他基本CMOS逻辑门电路.

3.2.4CMOS漏极开路门及三态输出门电路

3.2.5CMOS传输门.

3.3TTL门电路

3.3.1TTL与非门电路的工作原理。

3.3.2TTL与非门电路的主要外部特性

3.4 数字集成电路使用中应注意的问题

3.4.1CMOS门电路使用中应注意的问题

3.4.2 TTL门电路使用中应注意的问题

3.4.3数字集成电路接口本章小结习题

第4章组合逻辑电路.

4.1组合逻辑电路的分析与设计

4.1.1组合逻辑电路的特点

4.1.2组合逻辑电路的分析方法

4.1.3组合逻辑电路的设计方法

4.2组合逻辑电路的竞争-冒险

4.2.1竞争-冒险的产生

4.2.2竞争-冒险的消除

4.3典型的组合逻辑电路

4.3.1编码器

4.3.2译码器

4.3.3数据分配器

4.3.4数据选择器

4.3.5数值比较电路

……

9.1.2 Verilog HDL设计逻辑电路的实例

9.2简易计算机的功能分析与电路设计

9.2.1简易计算机基本结构

9.2.2简易计算机框图设计

9.2.3简易计算机部件逻辑图设计

9.2.4简易计算机的实现

本章小结习题

参考文献.

附录A EDA工具QuartusⅡ9.0简介.

附录B《电气简图用图形符号第12部分：二进制逻辑元件》（GB/T4728.12—2008）简介

附录C 常用逻辑符号对照表.

第1章数字逻辑基础

当今世界已经进入数字时代，数字技术在人们的日常生活中发挥着越来越重要的作用，并广泛地应用于通信、导航、航空航天、医疗、网络、工业控制、交通控制等领域，以及计算机、手机、数字照相机（俗称数码相机）、数字电视等设备中。数字技术的发展和计算机的应用正在改变着人类的生产方式、生活方式及思维方式，信息化浪潮已席卷全球。人们每天都要通过电视、广播、互联网等多种媒体获取大量的信息。现代信息的存储、处理和传输越来越趋于数字化。

1.1数字信号与数字电路

数字系统是处理二进制离散信息的系统，离散信息可用数字信号表示，其物理量的变化在时间上和数值上都是离散的。工作在数字信号下的电子电路称为数字电路。自然界中绝大多数物理量为模拟量，数字技术不能直接接收模拟信号进行处理，也无法将处理后的数字信号直接送到外部物理世界。实际电子系统一般是模拟电路和数字电路的结合。

1.1.1数字集成电路的分类及特点

数字电路经历了由电子管、半导体分立器件到集成电路的发展过程。1849年，英国数学家乔治·布尔（George Boole)首先提出了进行逻辑运算的数学方法-—布尔代数。1906年，美国发明家李·德·福雷斯特（Lee de Forest)发明了真空管（vacuum tube),也称电子管。1938年，美国数学家克劳德·艾尔伍德·香农(Claude Elwood Shannon)发表了论文《继电器与开关电路的符号分析》，把布尔代数、继电器、电子开关结合起来，诞生了数字电子学。1948年，威廉·肖克利（William Shockley）等发明了晶体管，其性能在体积、质量方面明显优于电子管，但是当器件较多时，由分立元件组成的分立电路体积大、焊点多、电路的可靠性差。数字电路中的二极管、晶体管、场效应管工作在开关状态，称为电子开关。这些电子开关是组成逻辑门电路的基本器件。逻辑门电路又是数字电路的基本单元。将这些门电路集成在一片半导体芯片上，构成数字集成电路。1958年，杰克·基尔比（Jack Kilby）发明了集成电路。集成电路的发展非常迅速，很快占据主导地位。从20世纪60年代开始，数字集成器件以双极型工艺制成了小规模逻辑器件，随后发展到中规模；20世纪70年代末，微处理器的出现使数字集成电路的性能发生了质的飞跃；从 20世纪 80年代中期开始，专用集成电路（application specific integratedcircuit，ASIC）制作技术日趋成熟，标志着数字集成电路发展到了新的阶段；20世纪90年代中期，单片系统（system on a chip，SoC）（又称片上系统）问世，显示出强大的生命力。设计技术可以将复杂的电子系统全部集成在单一芯片上，使集成电路设计向集成系统设计转变，预示着集成电路出现了从量变到质变的突破。目前芯片中已可以集成上千万个等效门、数十亿个元件。