《數字邏輯(第5版·立體化教材)》為普通高等教育計算機類特色專業系列規劃教材·北京市精品課程主講教材。全書內容共分8章:第1章開關理論基礎,第2章組合邏輯,第3章時序邏輯,第4章存儲邏輯,第5章可編程邏輯,第6章數字系統,第7章教學實驗設計,第8章課程綜合設計。教學內容具有基礎性和時代性。從理論與實踐兩方面解決了與后續課程的銜接。
《數字邏輯(第5版·立體化教材)》是作者對“數字邏輯”課程體系、教學內容、教學方法和教學手段進行綜合改革的具體成果。《數字邏輯(第5版·立體化教材)》內容全面,取材新穎,概念清楚,系統性強,注重實踐教學和能力培養,形成了文字教材、多媒體cai課件、試題庫、實驗儀器、教學實驗、課程設計等綜合配套的立體化教學體系。
全書文字流暢,通俗易懂,有廣泛的適應面,可作為大專院校計算機、電子、通信、自動控制等信息類學科的技術基礎課教材,也可作為成人自學考試用書。
北京市精品課程主講教材與教學設備 第二版2001年北京市教育教學成果二等獎 第三版2005年北京市高等教育精品教材獎 第四版2008年北京市教育教學成果二等獎 2008年國家級高等教育精品教材獎
白中英,甘肅省永靖縣人。北京郵電大學計算機學院二級教授、博士生導師。
在工程和科學研究中, “6224、型通用計算機”獲1978年全國科學大會重大成果獎,1項成果獲國家級科技進步三等獎,1項成果獲全國發明展銀質獎,5N成果獲部級科技進步一、二等獎,1項成果獲國家發明專利。近幾年主持完成國家863項目2項、國家良然科學基金項目2項。
在教育和教學研究中, 《計算機組成原理教程》獲1992年國家級優秀教材特等獎, “CNCC網絡型計算機輔助教學系統”等4項成果分別獲1989年、1993年、1997年、2005年國家級教學成果一、二等獎。6項成果獲省部級教學成果、教材一等獎。2003年首屆北京市“教學名師獎”,2004年科學出版社50周年“優秀作者獎”,2008年國家級優秀教學團隊。先后出版著作22部,發表學術論文60余篇。
研究方向:計算機系統結構、網絡安全。
前言
第1章 開關理論基礎
1.1 二進制系統
1.1.1 連續量和離散量
1.1.2 開關量
1.1.3 數字波形
1.2 數制與碼制
1.2.1 進位計數制
1.2.2 進位計數制的相互轉換
1.2.3 二進制編碼
1.3 邏輯函數及其描述工具
1.3.1 邏輯函數的基本概念
1.3.2 邏輯函數的描述工具
1.3.3 基本邏輯運算
1.3.4 正邏輯、負邏輯、三態門
1.4 布爾代數
1.4.1 布爾代數的基本定律
1.4.2 布爾代數運算的基本規則
1.4.3 用布爾代數簡化邏輯函數
1.5 卡諾圖
.1.5.1 卡諾圖的結構與特點
1.5.2 用卡諾圖簡化邏輯函數
1.6 數字集成電路
1.6.1 集成電路的制造技術類型
1.6.2 集成電路的封裝類型
1.6.3 集成電路的規模類型
1.6.4 集成電路的使用特性
小結
習題
第2章 組合邏輯
2.1 組合邏輯分析
2.1.1 逐級電平推導法
2.1.2 列寫布爾表達式法
2.1.3 數字波形圖分析法
2.1.4 列寫邏輯電路真值表法
2.1.5 組合邏輯中的競爭冒險
2.2 組合邏輯設計
2.2.1 組合邏輯設計步驟
2.2.2 邏輯問題的描述
2.2.3 利用任意項的邏輯設計
2.3 組合邏輯電路的等價變換
2.3.1 狄摩根定理的應用
2.3.2 與非門、或非門作為通用元件
2.3.3 利用與非門/非或門進行等價變換
2.3.4 邏輯函數的“與或非”門實現
2.4 數據選擇器與分配器
2.4.1 數據選擇器
2.4.2 數據分配器
2.5 譯碼器和編碼器
2.5.1 譯碼器
2.5.2 編碼器
2.6 數據比較器和加法器
2.6.1 數據比較器
2.6.2 加法器
2.7 奇偶校驗器
2.7.1 奇偶校驗的基本原理
2.7.2 具有奇偶校驗的數據傳輸
小結
習題
第3章 時序邏輯
3.1 鎖存器
3.1.1 鎖存器的基本特性
3.1.2 基本SR鎖存器
3.1.3 門控SR鎖存器
3.1.4 門控D鎖存器
3.2 觸發器
3.2.1 SR觸發器
3.2.2 D觸發器
3.2.3 JK觸發器
3.2.4 觸發器的應用和時間參數
3.3 寄存器和移位寄存器
3.3.1 寄存器
3.3.2 移位寄存器
3.4 計數器
3.4.1 同步計數器
3.4.2 異步計數器
3.4.3 中規模集成計數器及應用
3.5 定時脈沖產生器
3.5.1 時鐘脈沖源電路
3.5.2 節拍脈沖產生器
3.5.3 數字鐘
3.6 同步時序邏輯分析
3.6.1 同步時序邏輯電路的描述工具
3.6.2 同步時序邏輯電路分析的一般方法
3.7 同步時序邏輯設計
3.7.1 同步時序邏輯設計方法和步驟
3.7.2 建立原始狀態表的方法
3.7.3 狀態編碼
小結
習題
第4章 存儲邏輯
4.1 特殊存儲部件
4.1.1 寄存器堆
4.1.2 寄存器隊列
4.1.3 寄存器堆棧
4.2 隨機讀寫存儲器RAM
4.2.1 RAM的邏輯結構
4.2.2 地址譯碼方法
4.2.3 SRAM存儲器
4.2.4 DRAM存儲器
4.3 只讀存儲器ROM
4.3.1 掩模ROM
4.3.2 可編程ROM
4.4 flash存儲器
4.4.1 flash存儲元
4.4.2 flash存儲器的基本操作
4.4.3 flash存儲器的陣列結構
4.5 存儲器容量的擴充
4.5.1 字長位數擴展
4.5.2 字存儲容量擴展
4.5.3 存儲器模塊條
小結
習題
第5章 可編程邏輯
5.1 pld的基本概念
5.1.1 可編程陣列
5.1.2 pld的類型
5.2 現場可編程門陣列fpga
5.2.1 fpga的基本結構
5.2.2 可組態邏輯塊clb
5.2.3 sram為基礎的fpga
5.3 在系統可編程isp
5.3.1 isplsi器件的體系結構
5.3.2 在系統編程原理
5.4 可編程邏輯的原理圖方式設計
5.4.1 編程環境和設計流程圖
5.4.2 設計輸入
5.4.3 功能模擬
5.4.4 綜合和實現(軟件)
5.4.5 時序模擬
5.4.6 器件下載
5.5 可編程邏輯的vhdl文本方式設計
5.5.1 vhdl的基本概念
5.5.2 vhdl的組合邏輯設計
5.5.3 vhdl的時序邏輯設計
小結
習題
第6章 數字系統
6.1 數字系統的基本概念
6.1.1 一個數字系統實例
6.1.2 數字系統的基本模型
6.1.3 數字系統與邏輯功能部件的區別
6.2 數據通路
6.2.1 總線結構
6.2.2 數據通路實例
6.3 由頂向下的設計方法
6.3.1 數字系統的設計任務
6.3.2 算法狀態機和算法流程圖
6.4 小型控制器的設計
6.4.1 控制器的基本概念
6.4.2 計數器型控制器
6.4.3 多路選擇器型控制器
6.4.4 定序型控制器
6.5 微程序控制器的設計
6.5.1 微程序控制的基本原理
6.5.2 微程序控制器的一般結構
6.5.3 微程序控制器的設計
6.6 數字系統設計實例
6.6.1 由頂向下——子系統的劃分
6.6.2 小型控制器的實現方案
小結
習題
第7章 教學實驗設計
7.1 教學實驗儀器與測試工具
7.1.1 tec-5a/5b數字邏輯與計算機組成實驗系統
7.1.2 示波器
7.1.3 數字萬用表
7.1.4 邏輯測試筆
7.2 基本邏輯門和三態門實驗
7.3 數據選擇器、譯碼器、全加器實驗
7.4 觸發器、移位寄存器實驗
7.5 計數器實驗
7.6 四相時鐘分配器實驗
7.7 e2prom實驗
7.8 可編程器件的原理圖方式設計實驗
7.9 可編程器件的vhdl文本方式設計實驗
第8章 課程綜合設計
8.1 簡易頻率計設計
8.2 交通燈控制器設計
8.3 電子鐘沒計
8.4 藥片裝瓶系統設計
參考文獻
附錄a《數字邏輯》(第五版)配套教材與教學設備
附錄b教學心得交流
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3.邏輯圖法
邏輯圖是用標準化的圖形符號來表示邏輯函數運算關系的組合型網絡圖形,用以表示邏輯函數所實現的功能。邏輯圖是一種強有力的圖形語言描述工具,在工程設計和分析中得到了廣泛的應用。
4.卡諾圖法
卡諾圖是一種方格式幾何圖形,用來表示邏輯函數輸入變量與輸出變量對應值之間的關系。卡諾圖主要用來簡化邏輯函數表達式,并將邏輯表達式化為最簡化形式的有用工具。卡諾圖的缺點是輸入邏輯變量數受到限制,5變量以上的卡諾圖變得很復雜,很少使用。
5.波形圖法
波形圖是用邏輯電平的高、低變化來動態地表示邏輯變量值輸入/輸出變化的圖形。它是一種動態圖形語言,非常直觀,是描述邏輯函數的強有力工具,在數字系統分析和測試中經常使用。