现代数字电路基础
出版时间：2010年版
丛编项： 计算机应用技术规划教材
容简介
本教材系统地介绍了数字逻辑电路的基本概念、基本理论、基本分析方法；讲述常用数字逻辑部件的功能和应用。主要内容包括：数制和数码的概念、逻辑代数和逻辑门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路、半导体存储器和可编程逻辑器件、集成电路建模语言、计算机部件逻辑功能软件仿真。本教材以CMOS电路为基本单元，应用计算机辅助学习软件，帮助读者理解和掌握典型电路的逻辑功能计算机仿真技术。各章的例题、习题丰富，还配有结合计算机仿真软件的思考-实践题。本书附有CD，内含计算机辅助学习软件DSCH/MICROWIND基本版，并提供与教材内容有关的示例文档。本书主要介绍以CMOS为基础的数字电路，读者无需具有专业的电子学预备知识。本书系统地介绍了数字逻辑电路的基本概念、基本理论、基本分析方法；讲述常用的数字逻辑部件的功能和应用。书中借助逻辑设计和仿真软件DSCH，帮助读者理解组合电路、时序电路及微处理器电路基础模块。通过应用DSCH，学生们可以在自己的计算机上修改电路实例，探索新的设计技术，或进行仿真，从而简化理解和掌握典型电路逻辑功能的过程。本书对于可编程逻辑器件（PLD）的基本概念也有所介绍。作者强调基于硬件描述语言（VHDL）的设计技术，这些内容对学习复杂逻辑电路的设计是十分有效的。本书适合作为计算机科学、软件工程及信息技术等专业学生数字电路课程的入门教材。本书附赠的CD中包含辅助学习软件DSCH和MICROWIND基本版，并提供与教材内容配套的实验和示例文件。读者在学习本书之前，若认真阅读光盘文件的使用方法，将达到事半功倍的效果。
目录
前言
第一部分 数字电路（系统）基础及计算机功能仿真
第1章 数制与编码2
1.1 二进制数、十六进制数和八进制数2
1.1.1 二进制数3
1.1.2 十六进制数3
1.1.3 八进制数3
1.2 不同数制间的转换4
1.2.1 二进制数、八进制数及十六进制数转换成十进制数4
1.2.2 十进制数转换成二进制数4
1.2.3 二进制数、八进制数及十六进制数的相互转换5
1.3 有符号二进制数6
1.3.1 原码、反码、补码6
1.3.2 带符号位二进制数补码运算8
1.4 二进制编码8
1.4.1 二-十进制编码9
1.4.2 字符编码9
1.5 校验码11
习题12
第2章 逻辑代数基础14
2.1 逻辑变量和基本逻辑运算14
2.2 常见的复合门电路16
2.3 正负逻辑的概念18
2.4 逻辑代数的基本定律和运算法则19
2.4.1 逻辑代数的基本定律19
2.4.2 逻辑代数的基本运算法则20
2.5 逻辑函数表达式21
2.5.1 最小项的概念21
2.5.2 最大项的概念23
2.5.3 最大项与最小项的关系24
2.6 逻辑函数的化简24
2.6.1 公式化简法24
2.6.2 卡诺图法化简25
2.6.3 无关项的应用28
习题29
第3章 CMOS电路基础31
3.1 MOS器件入门31
3.1.1 NMOS和PMOS开关31
3.1.2 半导体物理知识32
3.1.3 MOS管外特性34
3.2 CMOS反相器35
3.2.1 CMOS反相器的工作原理35
3.2.2 CMOS电路进一步分析36
3.3 CMOS传输门38
3.4 其他基本逻辑门电路39
3.4.1 与非门39
3.4.2 或非门40
3.4.3 异或门及同或门40
习题41
第4章 组合逻辑电路42
4.1 组合逻辑电路分析42
4.2 组合逻辑电路设计43
4.3 组合逻辑电路应用47
4.3.1 编码器和译码器47
4.3.2 数据选择器51
习题52
第5章 时序逻辑电路56
5.1 锁存器和触发器56
5.1.1 SR锁存器57
5.1.2 D锁存器和D边沿触发器58
5.2 特性表和特征方程62
5.2.1 D触发器特性表和特征方程62
5.2.2 JK触发器构成及逻辑特性63
5.2.3 T触发器构成及逻辑特性64
5.3 同步时序电路分析与设计65
5.3.1 同步时序电路分析举例65
5.3.2 时序电路设计举例67
5.4 典型电路介绍69
5.4.1 寄存器69
5.4.2 计数器70
习题74
第二部分 中大规模集成电路应用
第6章 半导体存储器和可编程逻辑器件78
6.1 半导体存储器78
6.1.1 随机存取存储器79
6.1.2 只读存储器ROM83
6.2 可编程逻辑器件介绍85
6.2.1 大规模PLD的逻辑结构86
6.2.2 PLD/FPGA一般开发流程87
习题88
第7章 硬件描述语言VHDL90
7.1 硬件描述语言概述90
7.2 VHDL入门91
7.3 相对完整的VHDL程序结构92
7.3.1 库和程序包92
7.3.2 实体93
7.3.3 结构体94
7.3.4 配置语句95
7.4 结构体行为描述及主要语句应用95
7.4.1 进程语句的应用95
7.4.2 顺序控制语句的应用96
7.4.3 子程序调用98
7.5 结构体的数据流（逻辑）描述100
7.6 结构体的结构描述100
习题103
第8章 数字电路应用-简单微处理器模型107
8.1 十分简单的微处理器模型电路107
8.2 简单微处理器VSM指令集108
8.3 累加器A电路分析及功能仿真108
8.4 程序计数器109
8.5 算术单元110
习题111
附录A 逻辑功能仿真软件DSCH应用112
附录B MICROWIND初步应用118
附录C QuartusⅡ6.0软件使用说明122
附录D 常用逻辑符号对照表133
附录E 硬件描述语言VHDL的语言要素和常用语句135
参考文献148
