目录

第1章基础知识11.1概述1

1.1.1数字信号与模拟信号1

1.1.2数字系统的基本结构2

1.2常用数制及其转换3

1.2.1十进制4

1.2.2二进制4

1.2.3二进制数与十进制数之间的相互转换5

1.2.4八进制数和十六进制数及其与二进制数之间的转换6

1.2.5八进制在数制转换中的桥梁作用7

1.2.6不同数制数据的后缀表示8

1.3带符号二进制数的表示方法9

1.3.1原码9

1.3.2反码10

1.3.3补码11

1.3.4二进制数的加、减法运算12

1.4常用编码13

1.4.1二十进制编码(BCD码)13

1.4.2格雷码15

1.4.3ASCII码15

1.5Proteus软件简介16

1.5.1Proteus简介16

1.5.2Proteus ISIS简介17

1.5.3Proteus ISIS实用快捷键19

小结19

思考题与习题20第2章逻辑代数基础222.1逻辑变量与逻辑函数22

2.2基本逻辑运算与基本逻辑门23◆数字逻辑与数字系统设计——基于Proteus VSM和Verilog HDL（第2版）目录

2.2.1逻辑与运算和与门23

2.2.2逻辑或运算和或门24

2.2.3逻辑非运算和非门25

2.2.4基本逻辑门的其他符号表示26

2.2.5由基本逻辑门构成的其他复合门26

2.2.6逻辑门电路的使能禁止特性27

2.3逻辑代数的公式与规则29

2.3.1基本公式29

2.3.2常用公式30

2.3.3关于等式的基本规则31

2.4逻辑函数的表示方法32

2.4.1逻辑真值表32

2.4.2逻辑函数表达式33

2.4.3逻辑图33

2.4.4卡诺图34

2.4.5波形图34

2.5逻辑函数的标准形式34

2.5.1常用的逻辑函数式34

2.5.2逻辑函数的与或式和或与式35

2.5.3最小项和最大项35

2.5.4逻辑函数的标准与或式和标准或与式38

2.6逻辑函数的化简方法39

2.6.1逻辑函数的公式法化简39

2.6.2逻辑函数的卡诺图法化简40

小结48

思考题与习题50第3章逻辑门电路533.1基本逻辑门电路53

3.1.1二极管门电路54

3.1.2三极管非门电路55

3.2TTL门电路58

3.2.1TTL与非门的基本结构和工作原理58

3.2.2TTL与非门的电压传输特性60

3.2.3TTL与非门的I/O特性60

3.3CMOS管门电路62

3.3.1NMOS管和PMOS管63

3.3.2CMOS反相器65

3.3.3CMOS与非门66

3.3.4CMOS或非门67

3.3.5其他类型CMOS门67

3.4逻辑门电路的电气特性参数69

3.4.1输入/输出电压和电流参数71

3.4.2传输延时71

3.4.3扇出系数72

3.4.4噪声容限73

3.4.5功耗75

3.5TTL和CMOS集成逻辑门电路简介76

3.5.1TTL集成逻辑门电路76

3.5.2CMOS集成逻辑门电路78

小结79

思考题与习题80第4章组合逻辑基础814.1概述81

4.2组合逻辑电路的分析82

4.3组合逻辑电路的设计84

4.4组合逻辑电路中的竞争冒险86

4.4.1竞争冒险的产生86

4.4.2竞争冒险的判断87

4.4.3竞争冒险的消除方法89

4.5组合逻辑电路的Verilog HDL编程入门91

4.5.1可编程逻辑器件与硬件描述语言简介91

4.5.2Verilog HDL组合逻辑电路设计实例92

小结101

思考题与习题102第5章组合逻辑电路1045.1译码器104

5.1.1二进制译码器104

5.1.2二十进制译码器108

5.1.3半导体数码管和七段字形码译码器109

5.2编码器113

5.2.1二进制编码器113

5.2.2二进制优先编码器115

5.2.3二十进制优先编码器118

5.3数据分配器与数据选择器119

5.3.1数据选择器119

5.3.2数据分配器122

5.4数值比较电路125

5.4.1比较原理125

5.4.24位比较器127

5.5算术运算电路130

5.5.1二进制加法器130

5.5.2二进制减法器132

5.5.3二进制乘法器134

5.6奇偶校验电路135

5.6.1奇偶校验的基本原理135

5.6.2集成电路奇偶校验发生器/校验器137

5.7中规模集成电路构成组合电路的分析与设计138

5.7.1分析方法138

5.7.2设计方法140

小结144

思考题与习题146第6章时序逻辑基础1486.1时序逻辑电路概述148

6.1.1时序逻辑电路的特点148

6.1.2时序逻辑电路的结构模型149

6.1.3时序逻辑电路的分类149

6.1.4时序逻辑电路的表示方法150

6.2触发器153

6.2.1RS触发器153

6.2.2D触发器161

6.2.3JK触发器163

6.2.4T触发器169

6.2.5不同类型触发器间的转换169

6.2.6集成触发器及其参数171

6.3基于触发器时序逻辑电路的分析180

6.3.1基于触发器时序逻辑电路的分析步骤180

6.3.2基于触发器时序逻辑电路的分析举例180

6.4基于触发器时序逻辑电路的设计183

6.4.1基于触发器时序逻辑电路的设计步骤184

6.4.2基于触发器时序逻辑电路的设计举例184

小结191

思考题与习题192第7章时序逻辑电路1967.1寄存器196

7.1.1数码寄存器196

7.1.2锁存器197

7.1.3移位寄存器199

7.2计数器207

7.2.1计数器分类207

7.2.2计数器电路的设计208

7.2.3同步集成计数器213

7.2.4异步集成计数器219

7.2.5基于MSI计数器的任意M进制计数器222

7.2.6移位寄存器型计数器230

7.3顺序脉冲发生器233

7.3.1由计数器和译码器构成的顺序脉冲发生器233

7.3.2环形计数器作为顺序脉冲发生器234

7.4基于MSI时序逻辑电路的分析与设计235

7.4.1基于MSI时序逻辑电路的分析235

7.4.2基于MSI时序逻辑电路的设计239

小结243

思考题与习题245第8章脉冲数字电路2488.1多谐振荡器248

8.1.1TTL环形多谐振荡器248

8.1.2CMOS多谐振荡器254

8.2单稳态触发器256

8.2.1微分型单稳态触发器257

8.2.2积分型单稳态触发器259

8.2.3集成单稳态触发器261

8.2.4单稳态触发器的应用264

8.3施密特触发器265

8.3.1施密特触发器的特性266

8.3.2门电路构成的施密特触发器266

8.3.3集成施密特触发器268

8.3.4施密特触发器的应用举例268

8.4555定时器及其应用270

8.4.1555定时器270

8.4.2555定时器构成单稳态触发器272

8.4.3555定时器构成多谐振荡器273

8.4.4555定时器构成施密特触发器275

小结275

思考题与习题276第9章转换电路2799.1数/模转换电路279

9.1.1数/模转换的基本概念280

9.1.2权电阻网络DAC280

9.1.3倒T型电阻网络DAC281

9.1.4DAC的主要技术指标282

9.1.5集成DAC及应用举例283

9.2模/数转换电路289

9.2.1逐次逼近型ADC292

9.2.2并行比较型ADC293

9.2.3双积分型ADC295

9.2.4ADC的主要技术指标296

9.2.5集成ADC及应用举例297

9.3压/频转换电路303

9.3.1电压/频率转换器LM331303

9.3.2基于LM331的电压/频率转换电路304

9.3.3基于LM331的频率/电压转换电路307

小结309

思考题与习题310第10章可编程逻辑基础31210.1可编程逻辑概述312

10.1.1PLD分类312

10.1.2PLD的开发流程313

10.1.3PLD的逻辑表示315

10.2通用阵列逻辑(GAL)316

10.2.1GAL的结构及工作原理316

10.2.2GAL的编程320

10.3复杂可编程逻辑器件(CPLD)320

10.3.1MAX7000系列CPLD321

10.3.2Altera MAX II系列CPLD324

10.4现场可编程门阵列(FPGA)329

10.4.1FPGA简介330

10.4.2Altera Cyclone系列FPGA 330

10.4.3Cyclone FPGA器件的编程335

10.4.4Altera在Cyclone系列之后推出的新产品简介340

小结343

思考题与习题344第11章数字系统设计基础34511.1数字系统概述345

11.1.1数字系统的基本概念345

11.1.2数字系统设计的一般过程346

11.2数字频率计的原理与设计347

11.2.1数字频率计的原理347

11.2.2数字频率计的设计与实现348

11.3十字路口交通灯控制系统设计353

11.3.1设计要求353

11.3.2设计原理353

11.3.3Proteus ISIS环境下的设计与仿真354

11.3.4基于Verilog HDL的设计359

小结364

思考题与习题364附录AProteus ISIS用法简介367附录BVerilog HDL简介369B.1文字规则369

B.2数据类型370

B.3运算符371

B.4基本语句373附录CQuartus II 9.1集成开发环境用法简介378附录D常用IC引脚图382参考文献384