本书着重介绍了数字逻辑系统分析与设计的基本理论和基本方法，同时对基于可编程逻辑器件的现代数字系统设计进行了适当介绍。全书共11章，包括数制与码制、逻辑函数及其化简、逻辑门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与整形、半导体存储器、基于可编程逻辑器件的现代数字系统设计、D/A和A/D转换器及应用、数字系统综合设计。
刘祝华，江西师范大学副教授，江西省级精品课程“数字电子技术”建设成员，中国电工学研究会江西分会第十届副秘书长。长期从事“数字电子技术”“电子工艺实训”“FPGA与数字系统设计”及相关实验课程的教学工作。编著出版本科教材三部，主持及参与国家级、省级及其他各类科研项目和教改项目共计10余项，在各类期刊上发表学术论文及教改论文共计20余篇。
绪论 1
第1章 数制与码制 3
1.1 进位计数制 3
1.1.1 十进制数的表示 3
1.1.2 二进制数的表示 4
1.1.3 八进制数和十六制数的表示 4
1.1.4 二进制数的算术运算 5
1.2 数制转换 6
1.2.1 二进制数和十进制数之间的转换 6
1.2.2 八进制数、十六进制数与
二进制数的转换 8
1.3 带符号数的代码表示 8
1.3.1 真值与机器数 8
1.3.2 原码 8
1.3.3 反码 9
1.3.4 补码 10
1.3.5 机器数的运算 10
1.4 数码和字符的代码表示 13
1.4.1 十进制数的二进制编码 13
1.4.2 可靠性编码 14
1.4.3 字符代码 16
习题 16
第2章 逻辑函数及其化简 18
2.1 逻辑代数 18
2.1.1 逻辑变量与逻辑函数 18
2.1.2 基本逻辑运算 18
2.1.3 复合逻辑运算 21
2.1.4 逻辑函数与真值表 23
2.1.5 逻辑函数的相等 25
2.2 逻辑代数的定律及规则 25
2.2.1 逻辑代数的基本定律 25
2.2.2 逻辑代数的三个规则 27
2.2.3 逻辑代数的常用公式 28
2.3 逻辑函数的化简 28
2.3.1 逻辑函数的标准形式 28
2.3.2 逻辑函数的代数化简法 34
2.3.3 卡诺图化简法 36
习题 43
第3章 逻辑门电路 45
3.1 概述 45
3.2 门电路逻辑符号及其外部特性 45
3.2.1 简单逻辑门电路 45
3.2.2 复合逻辑门电路 47
3.2.3 正负逻辑问题 49
3.3 典型逻辑门电路及其主要技术参数 51
3.3.1 二极管门电路 53
3.3.2 三极管逻辑非门 55
3.3.3 TTL集成逻辑门 57
3.3.4 三态输出门（TS门） 66
3.3.5 MOS逻辑门 68
习题 76
第4章 组合逻辑电路 83
4.1 概述 83
4.1.1 什么是组合逻辑电路 83
4.1.2 组合逻辑电路逻辑功能的描述 83
4.2 组合逻辑电路的分析方法 83
4.2.1 组合逻辑电路的一般分析方法 84
4.2.2 组合逻辑电路分析举例 84
4.3 常用组合逻辑电路 85
4.3.1 加法器 85
4.3.2 编码器 87
4.3.3 译码器 91
4.3.4 数据选择器 99
4.3.5 数值比较器 101
4.4 组合逻辑电路的设计 105
4.4.1 采用小规模集成器件设计组合逻辑电路 105
4.4.2 采用中规模集成器件实现组合逻辑电路 114
4.5 组合逻辑电路的竞争—冒险 119
4.5.1 竞争—冒险的成因 119
4.5.2 判断是否存在冒险的方法 120
4.5.3 消除冒险的措施 121
习题 122
第5章 触发器 126
5.1 概述 126
5.2 RS触发器 126
5.2.1 基本RS触发器 126
5.2.2 钟控RS触发器 129
5.2.3 主从RS触发器 130
5.2.4 集成RS触发器 132
5.2.5 基本RS触发器的简单应用 132
5.3 JK触发器 134
5.3.1 钟控JK触发器的电路结构与工作原理 134
5.3.2 主从JK触发器 136
5.3.3 主从JK触发器的一次翻转现象 137
5.3.4 边沿JK触发器 138
5.4 D触发器 140
5.4.1 D触发器的电路结构与工作原理 140
5.4.2 边沿D触发器 141
5.5 T触发器 143
5.6 各类触发器的转换 144
5.6.1 JK触发器转换为其他触发器 144
5.6.2 D触发器转换为其他触发器 145
习题 146
第6章 时序逻辑电路 150
6.1 概述 150
6.2 同步时序逻辑电路分析 151
6.2.1 同步时序逻辑电路的分析方法 151
6.2.2 同步时序逻辑电路的分析举例 151
6.3 常用同步时序逻辑电路 156
6.3.1 寄存器 156
6.3.2 计数器 160
6.4 同步时序逻辑电路的设计 169
6.4.1 设计方法 169
6.4.2 设计举例 172
6.5 中规模同步时序逻辑电路的分析和设计 180
6.5.1 中规模同步时序逻辑电路的分析 180
6.5.2 中规模同步时序逻辑电路的设计 186
6.6 异步时序逻辑电路 188
6.6.1 脉冲异步时序逻辑电路 188
6.6.2 电平异步时序逻辑电路分析 193
习题 195
第7章 脉冲波形的产生与整形 199
7.1 概述 199
7.1.1 脉冲信号的特点 199
7.1.2 脉冲产生与整形电路的基本分析方法 199
7.2 单稳态触发器 200
7.2.1 用门电路构成的单稳态触发器 200
7.2.2 集成单稳态触发器 202
7.2.3 应用举例 204
7.3 多谐振荡器 205
7.3.1 用门电路构成的多谐振荡器 205
7.3.2 石英晶体多谐振荡器 206
7.3.3 应用举例 207
7.4 施密特触发器 207
7.4.1 用门电路构成的施密特触发器 208
7.4.2 集成施密特触发器 209
7.4.3 应用举例 210
7.5 555定时器及其应用 211
7.5.1 555定时器的内部电路结构与工作原理 211
7.5.2 555定时器构成单稳态触发器 213
7.5.3 555定时器构成施密特触发器 214
7.5.4 555定时器构成多谐振荡器 216
习题 219
第8章 半导体存储器 221
8.1 概述 221
8.1.1 半导体存储器的特点与技术指标 221
8.1.2 半导体存储器的分类 222
8.2 只读存储器（ROM） 223
8.2.1 ROM芯片基本结构和工作原理 223
8.2.2 各类ROM的存储单元结构及编程原理 224
8.3 随机存取存储器（RAM） 228
8.3.1 RAM的基本结构和工作原理 228
8.3.2 RAM的存储单元 229
8.3.3 RAM存储容量的扩展 230
习题 232
第9章 基于可编程逻辑器件的现代数字系统设计 233
9.1 概述 233
9.1.1 传统数字电路设计方法存在的问题 233
9.1.2 基于PLD的现代数字系统设计流程 234
9.1.3 传统与现代数字系统设计方法比较 234
9.2 可编程逻辑器件 235
9.2.1 PLD电路简介 235
9.2.2 通用阵列逻辑（GAL） 237
9.2.3 复杂可编程逻辑器件CPLD 240
9.2.4 现场可编程门阵列（FPGA） 241
9.2.5 PLD的编程与配置 243
9.3 Quartus Prime使用方法 245
9.3.1 Quartus Prime简介 245
9.3.2 原理图输入设计 246
9.3.3 HDL输入设计 260
9.3.4 原理图与HDL混合输入设计 261
9.4 数字电路的VHDL设计 262
9.4.1 VHDL概述 262
9.4.2 组合逻辑电路的VHDL设计 267
9.4.3 时序逻辑电路的VHDL设计 273
9.4.4 存储器的VHDL设计 280
习题 283
第10章 D/A和A/D转换器及应用 284
10.1 概述 284
10.2 D/A转换器 284
10.2.1 权电阻网络D/A转换器 284
10.2.2 倒T型电阻网络D/A转换器 286
10.2.3 D/A转换器的主要性能参数 287
10.2.4 常用D/A转换器件及应用 289
10.3 A/D转换器 293
10.3.1 A/D转换原理 293
10.3.2 并联比较型A/D转换器 295
10.3.3 反馈比较型A/D转换器 296
10.3.4 双积分型A/D转换器 297
10.3.5 A/D转换器的主要性能参数 299
10.3.6 常用A/D转换器件及应用 299
习题 301
第11章 数字系统综合设计 303
11.1 8位十进制频率计设计 303
11.1.1 测频原理 303
11.1.2 时序控制电路设计 304
11.1.3 8位十进制加法计数器设计 305
11.1.4 8位数码管显示驱动电路设计 306
11.1.5 整体电路设计与测试 308
11.2 简易正弦信号发生器设计 309
11.2.1 设计原理 309
11.2.2 定制ROM及其初始化 310
11.2.3 地址发生器设计 314
11.2.4 整体电路设计与测试 315
11.3 电压表的设计——A/D转换器的应用 315
11.3.1 数字电压表的基本组成 315
11.3.2 数字电压表的主要技术指标 316
11.3.3 设计方案比较 316
11.3.4 液晶显示数字电压表的电路设计 318
11.4 射频监视切换器设计 320
11.4.1 射频监视切换器的设计要求 320
11.4.2 设计方案比较 320
11.4.3 单元电路设计 321
11.4.4 总体电路设计 324
习题 325
参考文献 327
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