數字邏輯

布爾代數只使用1（真）和0（假）兩個數，當二進位的加法、乘法等運算與布爾代數的運算建立了對應關係后，就可以用邏輯部件來實現二進位數據的加法、乘法等各種運算。

數制和編碼

邏輯代數基礎

組合邏輯電路的分析與設計

同步時序邏輯電路分析

非同步時序邏輯電路的分析與設計

可編程邏輯器件PLD

數字系統設計

主要用以研究有兩個離散狀態的開關器件所構成的數字電路。能對電路的輸入與輸出之間的關係提供理想描述，研究這種描述的特性和電路的實現，並探討將數字電路或數字模塊互連起來完成特定邏輯功能的理論和方法。具有兩個或多個離散狀態的開關器件或單元是：可斷開和閉合的開關或繼電器的觸點；能正偏和反偏的整流二極體;能飽和和截止的開關電子管或開關晶體管；能在兩個飽和方向中任意一個方向上磁化的磁心。具有二個離散狀態的開關器件是最常見的。數字邏輯不考慮特殊條件下動作或穩定的物理現象和從一個狀態過渡到另一個狀態的細節。

數字邏輯的部分理論建立在數理邏輯，特別是布爾代數和時序機的理論基礎上。

數字邏輯可分為組合邏輯和時序邏輯。在一個邏輯系統中，輸出結果僅取決於當前各輸入值的稱組合邏輯；輸出結果既由當前各輸入值，又由過去的輸入值來決定的稱時序邏輯。組合邏輯不包含存儲元件，時序邏輯至少包含一個存儲元件。

數字邏輯的應用範圍極廣，日常生活的決策過程是組合邏輯的典型例子。電話號碼的撥號和號碼鎖的開啟過程，則是時序邏輯的典型例子。數字邏輯在數字電路設計中有廣泛的用途。

組合邏輯的輸出由其輸入確定的法則，通常稱為開關函數。因為變數是離散的，一個開關函數可以用表格形式的真值表來表示，也可以用各種圖來表示。如果函數和變數是二進位的，符號“1”和“0”通常用來表示這兩個值。這樣的函數能用二元布爾代數表達式來描述，稱開關函數。開關函數的二個數值，可以對應開和關，或繼電器觸點的閉合和開啟；可以對應電子電路電壓的高與低，或正和負；也可以對應邏輯真和假。

最簡單的開關函數是“非“函數、“與“函數和“或“函數。“非”函數表示為布爾非：Y=，意即X為假，Y為真。“與”函數表示為布爾乘：Z=X·Y,意即僅當X·Y皆真,Z才真。“或”函數表示為布爾加：Z=X+Y,意即X或Y中任意一個為真,Z即為真。若用“1”表示邏輯“真”，“0”表示邏輯“假”,上述三個基本開關函數符合如下布爾代數法則：

=1　0·0=0　0+0=0

=0　0·1=0　0+1=1

1·0=0 1+0=1

1·1=1 1+1=1

將這些基本邏輯單元加以組合，可以構成其他所有組合邏輯。這種邏輯可以根據輸入變數的真、假組合來確定輸出的真、假。因此，組合邏輯是一種決策邏輯，它可能十分簡單，也可能異常複雜。這些決策是需要某些邏輯數學方面的知識，也需要使用某些工具，如真值表、布爾代數、符號邏輯和波形等。

書　名　數字邏輯

叢 書 名　21世紀高等學校計算機規劃教材——精品系列

標準書號　ISBN 978-7-115-24868-8

編目分類　TP302.2

作　者　王茜 黃仁 許光辰 編著

出版社人民郵電出版社

責任編輯　劉博

開　本　16 開

印　張　19

字　數　501 千字

頁　數　296 頁

裝　幀　平裝

版　次　第1版第1次

初版時間　2011年5月

本 印 次　2011年5月

首 印 數　-- 冊

定　價　34.00 元

內容提要

本書從理論基礎和實踐出發，對數字系統的基礎結構和現代設計方法與設計手段進行了深入淺出的論述，並選取作者在實際工程應用中的一些相關實例，來舉例解釋數字系統的設計方案。通過對基於VLSI和ULSI晶元的設計方法的介紹，闡述了現代基於晶元設計的數字系統設計的新思維和新方法，本書所提供的設計方法也可用作為理解複雜數字系統的設計基礎。

全書共分7章，基本內容包括基礎概念的建立；傳統設計方法到現代設計方法的過渡，同時也是新技術、新方法的基礎；簡單介紹EDA技術概念；VHDL語言及數字系統功能模塊設計；複雜數字系統設計應考慮的問題。由於複雜數字系統設計內容所描述的設計示例，滲入了實際工程中眾多非功能設計需求，建議這部分內容在教學中可作為選學，由任課教師根據教學大綱來考慮本部分內容的教學。

本書可作為計算機及相關專業的教材，也可供相關科技人員的自學參考。

作者簡介

王茜，博士，副教授，計算機學院副院長，兼任全國高等教育計算機教育研究會秘書長、重慶計算機學會教育與培訓專業委員會主任。主要研究方向為計算機網路與通信，作為項目負責人或主研先後參加的科研項目有國家自然科學基金，國家“九五”攻關項目“遠程教育管理技術，“十五”科技攻關項目“課件製作與智能答疑工具”，教育部現代遠程教育工程項目“《計算機組成原理》網路課程”，教育部留學基金項目“電子商務應用技術研究”，重慶市科委項目“電子商務安全性研究” ，重慶市科委攻關“基於SPKI的安全多渠道電子支付系統研究”，以及國際合作、橫向科研項目等近20項。在國際及全國性會議和雜誌發表論文10多篇。

目錄

第1章　基礎概念　1

1.1　概述　1

1.2　基礎知識　2

1.2.1　脈衝信號　2

1.2.2　半導體的導電特性　4

1.2.3　二極體開關特性　8

1.2.4　三極體開關特性　10

1.2.5　三極體3種連接方法　13

1.3　邏輯門電路　14

1.3.1　DTL門電路　15

1.3.2　TTL門電路　16

1.3.3　CML門電路　18

1.4　邏輯代數與基本邏輯運算　20

1.4.1　析取聯結詞與正“或”門電路　20

1.4.2　合取聯結詞與正“與”門電路　21

1.4.3　否定聯結詞與“非”門電路　22

1.4.4　複合邏輯門電路　22

1.4.5　雙條件聯結詞與“同或”電路　24

1.4.6　不可兼或聯結詞與“異或”電路　24

1.5　觸發器基本概念與分類　25

1.5.1　觸發器與時鐘　27

1.5.2　基本RS觸發器　27

1.5.3　可控RS觸發器　29

1.5.4　主從式JK觸發器　31

1.5.5　D型觸發器　34

1.5.6　T型觸發器　37

習題　38

第2章　數字編碼與邏輯代數　39

2.1　數字系統中的編碼表示　39

2.1.1　原碼、補碼、反碼　41

2.1.2　原碼、反碼、補碼的運算舉例　47

2.1.3　基於計算性質的幾種常用二-十進位編碼　48

2.1.4　基於傳輸性質的幾種可靠性編碼　51

2.2　邏輯代數基礎與邏輯函數化簡　57

2.2.1　邏輯代數的基本定理和規則　57

2.2.2　邏輯函數及邏輯函數的表示方式　59

2.2.3　邏輯函數的標準形式　62

2.2.4　利用基本定理簡化邏輯函數　66

2.2.5　利用卡諾圖簡化邏輯函數　68

習題　74

第3章　數字系統基本概念　76

3.1　數字系統模型概述　76

3.1.1　組合邏輯模型　77

3.1.2　時序邏輯模型　77

3.2　組合邏輯模型結構的數字系統分析與設計　81

3.2.1　組合邏輯功能部件分析　81

3.2.2　組合邏輯功能部件設計　85

3.3　時序邏輯模型下的數字系統分析與設計　92

3.3.1　同步與非同步　93

3.3.2　同步數字系統功能部件分析　94

3.3.3　同步數字系統功能部件設計　99

3.3.4　非同步數字系統分析與設計　114

3.4　基於中規模集成電路(MSI)的數字系統設計　126

3.4.1　中規模集成電路設計方法　126

3.4.2　中規模集成電路設計舉例　127

習題　138

第4章　可編程邏輯器件　142

4.1　可編程邏輯器件(PLD)演變　142

4.1.1　可編程邏輯器件(PLD)　144

4.1.2　可編程只讀存儲器(PROM)　146

4.1.3　現場可編程邏輯陣列(FPLA)　148

4.1.4　可編程陣列邏輯(PAL)　149

4.1.5　通用陣列邏輯(GAL)　152

4.2　可編程器件設計　160

4.2.1　可編程器件開發工具演變　160

4.2.2　可編程器件設計過程與舉例　160

4.3　兩種常用的HDPLD可編程邏輯器件　164

4.3.1　按集成度分類的可編程邏輯器件　164

4.3.2　CPLD可編程器件　165

4.3.3　FPGA可編程器件　169

習題　173

第5章　VHDL基礎　175

5.1　VHDL簡介　175

5.2　VHDL程序結構　176

5.2.1　實體　176

5.2.2　結構體　180

5.2.3　程序包　183

5.2.4　庫　184

5.2.5　配置　186

5.2.6　VHDL子程序　187

5.3　VHDL中結構體的描述方式　190

5.3.1　結構體的行為描述方式　190

5.3.2　結構體的數據流描述方式　192

5.3.3　結構體的結構描述方式　192

5.4　VHDL要素　195

5.4.1　VHDL文字規則　195

5.4.2　VHDL中的數據對象　196

5.4.3　VHDL中的數據類型　197

5.4.4　VHDL的運算操作符　201

5.4.5　VHDL的預定義屬性　203

5.5　VHDL的順序描述語句　205

5.5.1　wait等待語句　205

5.5.2　賦值語句　206

5.5.3　轉向控制語句　207

5.5.4　空語句　212

5.6　VHDL的并行描述語句　212

5.6.1　并行信號賦值語句　212

5.6.2　塊語句　217

5.6.3　進程語句　217

5.6.4　生成語句　219

5.6.5　元件例化語句　221

5.6.6　時間延遲語句　222

習題　223

第6章　數字系統功能模塊設計　255

6.1　數字系統功能模塊　225

6.1.1　功能模塊概念　225

6.1.2　功能模塊外特性及設計過程　226

6.2　基於組合邏輯模型下的VHDL設計　226

6.2.1　基本邏輯門電路設計　226

6.2.2　比較器設計　229

6.2.3　代碼轉換器設計　231

6.2.4　多路選擇器與多路分配器設計　232

6.2.5　運算類功能部件設計　233

6.2.6　解碼器設計　237

6.2.7　匯流排隔離器設計　238

6.3　基於時序邏輯模型下的VHDL設計　240

6.3.1　寄存器設計　240

6.3.2　計數器設計　242

6.3.3　並/串轉換器設計　245

6.3.4　串/並轉換器設計　246

6.3.5　七段數字顯示器(LED)原理分析與設計　247

6.4　複雜數字系統設計舉例　250

6.4.1　高速傳輸通道設計　250

6.4.2　多處理機共享數據保護鎖設計　257

習題　265

第7章　系統集成　266

7.1　系統集成基礎知識　266

7.1.1　系統集成概念　266

7.1.2　系統層次結構模式　268

7.1.3　系統集成步驟　269

7.2　系統集成規範　271

7.2.1　基於匯流排方式的互連結構　271

7.2.2　路由協議　276

7.2.3　系統安全規範與防禦　281

7.2.4　時間同步　283

7.3　數字系統的非功能設計　286

7.3.1　數字系統中信號傳輸競爭與險象　286

7.3.2　故障注入　288

7.3.3　數字系統測試　290

7.3.4　低能耗系統與多時鐘技術　292

習題　295

書 名

數字邏輯

作　者：王春露孫丹丹

出版社：清華大學出版社

出版時間： 2010年02月

ISBN: 9787302214601

開本： 16開

定價: 23.80 元

內容簡介

《數字邏輯》主要介紹數字邏輯電路和數字系統的基礎理論和方法。書中系統地闡述了數制與編碼、邏輯代數基礎、組合邏輯電路的分析與設計、時序邏輯電路的分析與設計、可編程邏輯器件、VHDL硬體描述語言以及數字系統的分析與設計。《數字邏輯》可作為計算機、電子、通信及自動化等專業的本科生教材，也可供相關領域的工程技術人員參考。

作者介紹

王春露，1969年出生，畢業於哈爾濱工業大學計算機系，現為北京郵電大學計算機學院副教授、碩士生導師，北京郵電大學服務科學與智能交通技術研究中心主任。長期從事“數字邏輯”課程的教學工作，積累了豐富的教學資源，形成比較成熟的課程體系。長期從事相關領域科研工作，主要研究方向為計算機網路、信息安全、智能交通。在工程和科學實踐中，主持完成了多項國家級、省部級項目。作為負責人主持的國家級項網主要有國家科技支撐計劃重大專項項目1項、國家自然科學基金項目1項，發表高水平科技論文40餘篇，編著《數字邏輯題解》、《計算機組成原理》、《數字邏輯與數字系統》、《計算機組織與結構》等多本教材。

圖書目錄

第1章數字邏輯基礎

第2章 組合邏輯電路

第3章 觸發器

第4章 時序電路

第5章 可編程邏輯器件

第6章 硬體描述語言VHDL簡介

第7章 現代數字系統設計

附錄 第二套掃描碼

參考文獻

……

書 名

: 數字邏輯(面向21世紀高職高專計算機類 專業新編系列教材)

作　者：宋錦河

出版社：武漢理工大學出版社

出版時間： 2004

ISBN: 9787562921271

開本： 16

定價: 20.00 元

內容介紹

《數字邏輯》是依據教育部制定的《高職高專教育數字電子技術基礎課程教學基本要求》編寫的。

全書共分8章。主要內容包括：數字電路基礎，門電路，邏輯代數基礎，基本組合邏輯電路，觸發器，時序邏輯電路，脈衝產生與變換電路，數/模和模/數轉換器。?

《數字邏輯》內容廣博，語言淺顯，結構清晰，實例豐富，注重“講、學、做”統一協調，便於學生自學。《數字邏輯》除可供高職高專及成人教育計算機、電力、電子、通信及自動化等專業作為教材外，還可供有關技術人員閱讀參考。

書籍目錄

1數字電路基礎

1.1幾種常用數制及轉換

1.1.1幾種常用數制

1.1.2不同數制間的轉換

1.2二進位數的算術運算

1.2.1二進位加法

1.2.2二進位減法

1.2.3二進位乘法

1.2.4二進位除法

1.3晶體管的開關特性

1.3.1二極體的開關特性

1.3.2三極體的開關特性

1.4反相器

1.4.1電路組成

1.4.2工作原理

1.4.3帶負載能力

1.4.4抗干擾能力

1.4.5動態特性

本章小結

習題1

2門電路

2.1分立元件門電路

2.1.1與門

2.1.2或門

2.1.3非門

2.1.4與非門和或非門

2.2集成TTL門電路

2.2.1TTL與非門電路及工作原理

2.2.2TTL與非門的電氣特性

2.2.3TTL與非門的改進型電路

2.2.4常用TTL與非門的器件類型和主要技術指標

2.2.5其他類型的TTL門電路

2.3其他雙極型門電路

2.3.1高閾值集成電路（HTL電路）

2.3.2射極耦合邏輯電路（ECL電路）

2.4MOS門電路

2.4.1MOS反相器電路及工作原理

2.4.2CMOS反相器的電氣特性

2.4.3常用CMOS反相器的型號和主要技術指標

2.4.4CMOS傳輸門和模擬開關

2.4.5CMOS與非門、或非門和三態門

本章小結

習題2

3邏輯代數基礎

3.1邏輯變數和邏輯函數

3.2常用的公式和定理

3.2.1與運算

3.2.2或運算

3.2.3非運算

3.2.4摩根定理

3.3邏輯函數的表示方法

3.3.1真值表

3.3.2邏輯表達式

3.3.3邏輯圖

3.4邏輯函數的化簡

3.4.1最簡的概念

3.4.2公式化簡法

3.4.3卡諾圖化簡法

3.4.4最簡與或式轉換為最簡與非與非式和最簡或非或非式

3.4.5具有約束的邏輯函數的化簡

本章小結

習題3

4基本組合邏輯電路

4.1組合邏輯電路分析方法

4.2組合邏輯電路的設計

4.3常用中規模組合邏輯電路及其應用

4.3.1解碼器

4.3.2碼制變換解碼器

4.3.3數據選擇器

4.3.4編碼器

4.3.5數字比較器

4.3.6加法器

本章小結

習題4

5觸發器

5.1概述

5.2基本RS觸發器

5.2.1電路組成

5.2.2工作原理

5.2.3功能描述

5.3同步觸發器

5.3.1同步RS觸發器

5.3.2同步D觸發器

5.3.3同步JK觸發器

5.3.4同步觸發器的空翻和振蕩現象

5.4主從觸發器

5.4.1主從RS觸發器

5.4.2主從JK觸發器

5.4.3主從T觸發器

5.4.4主從觸發器的一次翻轉現象

5.5邊沿觸發器

5.5.1負邊沿JK觸發器

5.5.2維持阻塞D觸發器

5.6不同類型觸發器間的相互轉換

5.6.1JK觸發器轉換為RS、D和T觸發器

5.6.2D觸發器轉換為JK、T和RS觸發器

本章小結

習題5

6時序邏輯電路

6.1概述

6.2寄存器

6.2.1數碼寄存器

6.2.2移位寄存器

6.3集成晶元74194的應用

6.3.174194的邏輯功能

6.3.2數字式彩燈控制器

6.4計數器

6.4.1非同步計數器

6.4.2同步計數器

6.574163的應用

6.5.174163的邏輯功能

6.5.2用74163構成2～16進位加法計數器

6.5.3用74163構成10進位餘3碼加法計數器

6.5.4用74163構成17～256進位加法計數器

本章小結

習題6

7脈衝產生與變換電路

7.1555定時器

7.1.1電路組成

7.1.2工作原理

7.1.3基本功能

7.2施密特觸發器

7.2.1電路組成

7.2.2工作原理

7.2.3應用舉例

7.3單穩態觸發器

7徠.3.1電路組成

7.3.2工作原理

7.3.3暫穩狀態時間（輸出脈衝寬度）

7.3.4應用舉例

7.4多諧振蕩器

7.4.1電路組成

7.4.2工作原理

7.4.3振蕩周期

7.4.4應用舉例

本章小結

習題7

8數/模和模/數轉換器

8.1D/A轉換器

8.1.1T型電阻D/A轉換器

8.1.2D/A轉換器的主要技術參數

8.1.3D/A轉換器應用電路

8.2A/D轉換器

8.2.1A/D轉換的過程

8.2.2逐次逼近型A/D轉換器

8.2.3A/D轉換的主要技術參數

8.2.4A/D轉換器應用電路

本章小結

習題8

參考文獻

基本信息

書名：數字邏輯

書號：7-113-07915

作者：朱勇 等

定價：32.00元

出版日期：2007年12月

獲獎信息：普通高等教育“十一五”國家級規劃教材

配套教材：數字邏輯習題解答與實驗指導

出版單位：中國鐵道出版社

簡介

本教材根據普通高等學校計算機專業教學大綱精神，以及數字電路與邏輯設計課程的特點編寫而成，全面系統地闡述了數字電路與邏輯設計的基本理論、基本概念、基本方法以及現代邏輯設計技術。全書共分9章：數制與編碼、邏輯代數基礎、組合邏輯、同步時序邏輯、非同步時序邏輯、脈衝產生電路、數/模與模/數轉換電路、編程邏輯及EDA設計。本教材的編者是長期從事高校數字邏輯課程教學的骨幹教師，並有豐富的數字系統設計經驗與相關項目工程背景。教材中不僅對經典邏輯理論作了詳細地論述，同時也考慮到當今數字電路與邏輯設計的發展趨勢，介紹了當今先進的邏輯設計方法與技術，如PLD（可編程邏輯器件）、HDL（硬體描述語言）、SoC（片上系統）、EDA（電子設計自動化）技術等。理論緊密聯繫實踐。

書目錄

第1章 數制與編碼

第2章 邏輯代數基礎

第3章 組合邏輯

第4章 同步時序邏輯

第5章 非同步時序邏輯

第6章 脈衝產生電路

第7章 數/模與模/數轉換電路

第8章 編程邏輯

第9章 EDA設計

附錄A 邏輯符號對照表

參考文獻

基本資料

書名：數字邏輯

作者：何火嬌 主編 任力生　姚傳安　副主編

書號：978-7-113-11706

出版社：中國鐵道出版社

出版時間：2010年8月

定價：25.00

內容摘要

全書共分為9章，主要內容有數字電路基礎、邏輯運算門電路、邏輯代數和邏輯函數化簡、組合邏輯電路、觸發器、時序邏輯電路、半導體存儲器和可編程邏輯器件、數/模、模/數轉換和數字系統設計等。“數字邏輯”課程是電氣信息類專業學生的專業基礎課程。本書精選教學內容，突出數字電路的分析方法和數字集成邏輯器件功能分析，具有重點突出、敘述通俗和實用的特點；並從學生自學的角度出發，把每節的重點教學內容精心設計成思考題，以幫助學生掌握本節的教學內容，培養學生的學習能力。書中還配有大量例題和習題供學生學習與訓練。本書適合作為計算機專業本科生“數字邏輯”課程的教材，也可作為電氣信息類其他相關專業的教材。

章節目錄

第1章　數字電路基礎

第2章　邏輯運算門電路

第3章　邏輯代數和邏輯函數化簡

第4章　組合邏輯電路

第5章　觸發器

第6章　時序邏輯電路

第7章　半導體存儲器和可編程邏輯器件

第8章　數/模和/轉換電路

第9章　數字系統設計

附錄A　部分思考題及習題答案

參考文獻