本书主要介绍数字逻辑电路和数字系统的基础理论和方法。书中系统地阐述了数制与编码、逻辑代数基础、组合逻辑电路的分析与设计、时序逻辑电路的分析与设计、可编程逻辑器件、VHDL硬件描述语言以及数字系统的分析与设计。本书可作为计算机、电子、通信及自动化等专业的本科生教材,也可供相关领域的工程技术人员参考。
现代电子技术飞速发展,新技术、新器件不断出现。本书编写过程中在讲清数字逻辑电路的基本概念、理论方法的基础上,对一些已经很成熟的新技术和新器件有选择地加以介绍,加强了可编程逻辑器件和数字系统的内容、突出了VHDL语言在数字系统设计中的实际应用,从而使数字逻辑的针对性和实用性得到加强。
本书为普通高等教育“十一五”国家级规划教材,是作者在从事多年的教学和科研实践基础上编写而成的,内容全面,取材新颖,题例丰富,注重实践教学和能力培养,有利于教师执教,有利于学生学习。读者对象主要是学习计算机课程的大学本科生,包括计算机系的学生、软件学院的学生和非计算机专业选修计算机课程的学生。可以根据不同的课程安排和教学要求,合理分配教材各部分内容的课时比例,总的教学学时约为60~80小时。全书共7章,第1章数字逻辑基础,第2章组合逻辑,第3章触发器,第4章时序逻辑,第5章可编程逻辑,第6章硬件描述语言,第7章数字系统设计。
本书由王春露主编和统稿。第1、2、5章由王春露、方维、余文执笔,第3、4章由高荔执笔,第6、7章由孙丹丹、杨旭东执笔。
本书由清华大学计算机系杨士强教授主审;在编写过程中得到北京邮电大学体系结构教研室许多老师的大力支持和帮助,在此致以衷心的感谢。
限于编者水平,时间仓促,书中必然存在不少缺点和错误,欢迎读者对本书提出批评和建议。
编 者
2009年9月
王春露,1969年出生,毕业于哈尔滨工业大学计算机系,现为北京邮电大学计算机学院副教授、硕士生导师,北京邮电大学服务科学与智能交通技术研究中心主任。长期从事“数字逻辑”课程的教学工作,积累了丰富的教学资源,形成比较成熟的课程体系。长期从事相关领域科研工作,目前主要研究方向为计算机网络、信息安全、智能交通。在工程和科学实践中,主持完成了多项国家级、省部级项目。目前,作为负责人主持的国家级项网主要有国家科技支撑计划重大专项项目1项、国家自然科学基金项目1项,发表高水平科技论文40余篇,编著《数字逻辑题解》、《计算机组成原理》、《数字逻辑与数字系统》、《计算机组织与结构》等多本教材。
第1章数字逻辑基础
1.1数制与编码
1.2逻辑代数中的基本运算
1.3逻辑代数的基本规律
1.4逻辑函数的化简
1.5逻辑门电路
小结
习题
第2章组合逻辑电路
2.1组合逻辑电路分析
2.2组合逻辑电路设计
2.3组合逻辑电路中的竞争冒险
2.4常用的中规模组合逻辑标准构件
小结
习题
第3章触发器
3.1基本RS触发器
3.2钟控触发器
3.3主从JK触发器
3.4边沿触发器
3.5集成触发器
3.6各类触发器的相互转换
小结
习题
第4章时序电路
4.1时序电路的特点
4.2时序电路逻辑功能的描述方法
4.3时序逻辑电路分析
4.4寄存器
4.5计数器
4.6脉冲分配器
4.7序列信号发生器
4.8同步时序电路的设计
4.9异步计数器
4.10中规模集成计数器的应用
小结
习题
第5章可编程逻辑器件
5.1可编程逻辑阵列
5.2可编程阵列逻辑
5.3复杂可编程逻辑器件
5.4现场可编程门阵列
5.5标准单元和客户定制芯片
5.6可编程器件的设计流程
5.7可编程器件工具软件介绍
小结
习题
第6章硬件描述语言VHDL简介
6.1VHDL概述
6.2VHDL设计文件的基本结构
6.3对象、类型和属性
6.4VHDL的功能描述方法
6.5VHDL的结构描述方法
6.6过程和函数
6.7常用单元电路的设计实例
小结
习题
第7章现代数字系统设计
7.1数字系统的基本概念
7.2现代数字系统的设计方法
7.3数字系统设计实例
小结
习题
附录第二套扫描码
参考文献