VHDL數(shù)字電子學(xué)

內(nèi)容概要

本書的內(nèi)容大致可分為兩部分。第一章到第八章是基本數(shù)字邏輯和組合邏輯，第九章到第十八章是時(shí)序邏輯和數(shù)字系統(tǒng)。    這本書不僅是一本參考書，還是一種學(xué)習(xí)工具。書中每一主題首先講述概念和理論，接著講述使用方法，之后，會(huì)給出幾道帶解答的例題，在一些主題中，還包含有一個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用。每一章結(jié)尾部分的習(xí)題可以促使你回顧本章的內(nèi)容并檢查自己是否達(dá)到該章開始部分所提出的學(xué)習(xí)目標(biāo)。每章結(jié)尾部分的問題需進(jìn)行更多的分析推理，但解答問題的方法在例題中都已給出。    本書讀者對(duì)象為高等院校，高職高專院校相關(guān)專業(yè)學(xué)生，以及對(duì)VHDL技術(shù)感興趣的讀者。    本書配套光盤為原版圖書所攜光盤。

作者簡(jiǎn)介

作者：(美國(guó))克萊茨(Kleitz,W) 譯者：李慧軍

書籍目錄

第1章  數(shù)字系統(tǒng)和編碼  1-1  數(shù)字和模擬  1-2  模擬量的數(shù)字表示  1-3  十進(jìn)制系統(tǒng)（以10為基）  1-4  二進(jìn)制系統(tǒng)（以2為基）  1-5  十進(jìn)制到二進(jìn)制的轉(zhuǎn)換  1-6  八進(jìn)制系統(tǒng)（以8為基）  1-7  八進(jìn)制的轉(zhuǎn)換  1-8  十六進(jìn)制系統(tǒng)（以16為基）  1-9  十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換  1-10  二一十進(jìn)制（BCD）碼  1-11  數(shù)制系統(tǒng)的比較  1-12  ASCII碼  1-13  數(shù)制系統(tǒng)的應(yīng)用第2章  數(shù)字電子信號(hào)與開關(guān)  2-1  數(shù)字信號(hào)  2-2  時(shí)鐘波形時(shí)序  2-3  串行表示  2-4  并行表示  2-5  電子電路中的開關(guān)  2-6  繼電器作為開關(guān)  2-7  二極管作為開關(guān)  2-8  晶體管作為開關(guān)  2-9  TT1集成電路  2-10  CMOS集成電路  2-11  表面安裝器件第3章  基本邏輯門  3-1  與門  3-2  或門  3-3  時(shí)序分析  3-4  使能和禁止功能  3-5  使用邏輯門IC  3-6  查錯(cuò)技術(shù)介紹  3-7  反相器  3-8  與非門  3-9  或非門  3-10  邏輯門波形發(fā)生  3-11  使用邏輯門IC  3-12  基本邏輯門小結(jié)和IEEE/IEC標(biāo)準(zhǔn)邏輯符號(hào)第4章  可編程邏輯器件：用VHDL設(shè)計(jì)CP-L與FPGA  4-1  PLD設(shè)計(jì)流程  4-2  PLD體系結(jié)構(gòu)  4-3  用PLD完成基本邏輯設(shè)計(jì)  4-4  Altera MAX+PLUSⅡ軟件設(shè)計(jì)教程  4-5  CPLD應(yīng)用第5章  布爾代數(shù)與化簡(jiǎn)技術(shù)  5-1  組合邏輯  5-2  布爾代數(shù)公理和定理  5-3  使用布爾代數(shù)簡(jiǎn)化組合邏輯電路  5-4  使用MAX+PLUS Ⅱ確定簡(jiǎn)化等式  5-5  德·摩根定理  5-6  在VHDL中使用向量信號(hào)輸入真值表  5-7  與非門和或非門的通用性  5-8  用與-或-非門實(shí)現(xiàn)“積之和”表達(dá)式  5-9  卡諾圖  5-10  系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用第6章  異或門與異或非門  6-1  異或門  6-2  異或非門  6-3  校驗(yàn)產(chǎn)生器/檢測(cè)器  6-4  系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用  6-5  用VHDL進(jìn)行CPLD設(shè)計(jì)應(yīng)用第7章  算術(shù)運(yùn)算及其電路  7-1  二進(jìn)制算術(shù)  7-2  2的補(bǔ)碼表示法  7-3  2的補(bǔ)碼算術(shù)  7-4  十六進(jìn)制算術(shù)  7-5  BCD算術(shù)  7-6  算術(shù)電路  7-7  四位全加器集成電路  7-8  使用整數(shù)算術(shù)的VHDL，加法器  7-9  系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用  7-10  算術(shù)/邏輯單元  7-11  用VHDL和1PM進(jìn)行CPLD應(yīng)用第8章  代碼轉(zhuǎn)換器、多路復(fù)用器和多路分配器  8-1  比較器  8-2  使用IF-THEN-ELSE的VHDL比較器  8-3  譯碼  8-4  VHDL語言實(shí)現(xiàn)的譯碼器  8-5  編碼  8-6  代碼轉(zhuǎn)換器  8-7  多路復(fù)用器  8-8  多路分配器  8-9  系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用  8-10  使用LPM進(jìn)行CPLD設(shè)計(jì)第9章  邏輯系列及其特性  9-1  TTL系列  9-2  TTL電壓和電流額定值  9-3  TTL的其他考慮  9-4  改進(jìn)的TTL系列  9-5  CMOS系列  9-6  射極耦合邏輯  9-7  邏輯系列比較  9-8  邏輯系列問的接口  9-9  CPLD電特性第10章  觸發(fā)器和寄存器  10-1  墨R觸發(fā)器  10-2  門控譬R觸發(fā)器  10-3  門控D觸發(fā)器  10-4  D鎖存器：7475 IC；VHDL描述  10-5  D觸發(fā)器：7474 IC；VHDL描述  10-6  主從山K觸發(fā)器  10-7  邊沿觸發(fā)的止K觸發(fā)器及其VHDL模型  10-8  山K觸發(fā)器集成電路（7476，741S76）  10-9  在微控制器應(yīng)用中使用八D觸發(fā)器  10-10  使用Altera的LPM觸發(fā)器第11章  數(shù)字設(shè)計(jì)中需要考慮的實(shí)際問題  11-1  觸發(fā)器的時(shí)間參數(shù)  11-2  自動(dòng)復(fù)位  11-3  史密特觸發(fā)器集成電路  11-4  開關(guān)除顫  11-5  定制上拉電阻  11-6  在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)輸入和輸出需要考慮的問題第12章  計(jì)數(shù)器電路和VHD1狀態(tài)機(jī)  12-1  時(shí)序電路的分析  12-2  行波計(jì)數(shù)器：止K觸發(fā)器和VHDL描述  12-3  除N計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)  12-4  行波計(jì)數(shù)器集成電路  12-5  系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用  12-6  七段LED顯示譯碼器：7447IC和VHDL描述  12-7  同步計(jì)數(shù)器  12-8  同步遞加/遞減計(jì)數(shù)器IC  12-9  同步計(jì)數(shù)器IC的應(yīng)用  12-10  VHDL和LPM計(jì)數(shù)器  12-11  用VHDL實(shí)現(xiàn)狀態(tài)機(jī)第13章  移位寄存器  13-1  移位寄存器基礎(chǔ)  13-2  并行到串行轉(zhuǎn)換  13-3  再循環(huán)寄存器  13-4  串行到并行轉(zhuǎn)換  13-5  環(huán)形移位計(jì)數(shù)器和Johnson移位計(jì)數(shù)器  13-6  移位寄存器的VHDL描述  13-7  移位寄存器IC  13-8  移位寄存器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用  13-9  用移位寄存器驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)  13-10  三態(tài)緩沖器、鎖存器、收發(fā)器  13-11  LPM移位寄存器和74194宏函數(shù)的使用  13-12  使用VHDL部件和示例第14章  多諧振蕩器和555定時(shí)器  14-1  多諧振蕩器  14-2  電容充電和放電速度  14-3  非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器  14-4  單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器  14-5  單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器集成電路  14-6  可重觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器  14-7  555定時(shí)器電路的非穩(wěn)態(tài)工作  14-8  555定時(shí)器IC的單穩(wěn)態(tài)工作  14-9  晶體振蕩器第15章  模擬量接口  15-1  數(shù)字表示和模擬表示  15-2  運(yùn)算放大器基礎(chǔ)  15-3  二進(jìn)制加權(quán)D/A轉(zhuǎn)換器  15-4  R/2R階梯D/A轉(zhuǎn)換器  15-5  集成電路D/A轉(zhuǎn)換器  15-6  集成電路數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器技術(shù)指標(biāo)  15-7  并行編碼A/D轉(zhuǎn)換器  15-8  計(jì)數(shù)器-斜坡A/D轉(zhuǎn)換器  15-9  逐次逼近A/D轉(zhuǎn)換器  15-10  集成電路A/D轉(zhuǎn)換器  15-11  數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)用  15-12  傳感器和信號(hào)調(diào)理第16章  半導(dǎo)體、磁和光存儲(chǔ)器  16-1  存儲(chǔ)器概念  16-2  靜態(tài)RAM  16-3  動(dòng)態(tài)RAM  16-4  只讀存儲(chǔ)器  16-5  存儲(chǔ)器擴(kuò)展和地址譯碼應(yīng)用  16-6  磁和光存儲(chǔ)第17章  微處理器基本原理  17-1  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和總線介紹  17-2  微處理器系統(tǒng)的軟件控制  17-3  微處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)  17-4  微處理器內(nèi)的指令執(zhí)行  17-5  基本I/O編程的硬件需求  17-6  編寫匯編語言和機(jī)器語言程序  17-7  微處理器及其制造商一覽第18章  8051微控制器  18-1  8051系列微控制器  18-2  8051結(jié)構(gòu)  18-3  外部存儲(chǔ)器接口  18-4  8051指令集  18-5  8051應(yīng)用  18-6數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)應(yīng)用附錄A附錄B  廠家數(shù)據(jù)手冊(cè)附錄C  邏輯符號(hào)的IEEE/IEC標(biāo)準(zhǔn)說明（相關(guān)標(biāo)記）附錄D  奇數(shù)編號(hào)問題答案附錄E  VHDL語言參考附錄F  基本電路原理復(fù)習(xí)附錄G  章尾問題原理圖附錄H  8051指令集

章節(jié)摘錄

第1章 數(shù)字系統(tǒng)和編碼概要1-1 數(shù)字和模擬1-2 模擬量的數(shù)字表示1-3 十進(jìn)制系統(tǒng)（以10為基）1-4 二進(jìn)制系統(tǒng)（以2為基）1-5 十進(jìn)制到二進(jìn)制的轉(zhuǎn)換1-6 八進(jìn)制系統(tǒng)（以8為基）1-7 八進(jìn)制的轉(zhuǎn)換1-8 十六進(jìn)制系統(tǒng)（以16為基）1-9 十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換1-10 二一十進(jìn)制（BCD）碼1-11 數(shù)制系統(tǒng)的比較1-12 ASCIl碼1-13 數(shù)制系統(tǒng)的應(yīng)用目標(biāo)在十、二、八和十六進(jìn)制系統(tǒng)中，確定每個(gè)數(shù)位的加權(quán)因子。十、二、八、十六進(jìn)制數(shù)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。描述二一十進(jìn)制碼（BCD）的格式并對(duì)其進(jìn)行使用。利用ASCIl碼轉(zhuǎn)換表，確定任何字母數(shù)值型數(shù)據(jù)的ASCIl碼。內(nèi)容數(shù)字電路是數(shù)字計(jì)算機(jī)和許多自動(dòng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。在現(xiàn)代家庭中，數(shù)字電路控制著電器、報(bào)警系統(tǒng)和供暖系統(tǒng)。在數(shù)字電路和微處理器的控制下，新的汽車增加了許多安全特性，變得更加節(jié)能，在出現(xiàn)故障時(shí)更容易診斷和維修。數(shù)字電路的其他用途包括自動(dòng)機(jī)器控制、能源監(jiān)視和控制、庫存管理、醫(yī)用電子學(xué)和音樂。例如，數(shù)控磨床能夠?qū)⒁粔K原材料磨制成任意預(yù)先指定的大小，而且具有可重復(fù)性，誤差在0.01％。另一個(gè)應(yīng)用是能源監(jiān)視和控制。由于能源的成本高，對(duì)于大型的企業(yè)和商業(yè)用戶來說，監(jiān)控建筑內(nèi)的能源流動(dòng)非常重要。對(duì)供暖、電扇、空調(diào)的有效控制能顯著減少能源開支。越來越多的食品雜貨店使用通用產(chǎn)品代碼（UPC）來結(jié)賬和計(jì)算總額，還可以自動(dòng)控制庫存和充實(shí)存貨。醫(yī)用電子學(xué)領(lǐng)域使用數(shù)字溫度計(jì)、生命維持系統(tǒng)和監(jiān)視器。我們也看到了數(shù)字電子學(xué)在復(fù)制音樂作品方面越來越多的應(yīng)用。數(shù)字復(fù)制不易受電子噪音干擾，因此復(fù)制出的音樂作品具有更高的保真度。數(shù)字電子學(xué)來源于一條原則，即能夠很容易地設(shè)計(jì)和制造晶體管電路，使其根據(jù)輸入端給出的輸入電平輸出兩個(gè)電平中的一個(gè)。這兩個(gè)不同的電平（通常是+5V和OV）被稱作高和低，可以用1和0來表示。二進(jìn)制數(shù)制系統(tǒng)只由0和1構(gòu)成，因此在數(shù)字電路中廣泛應(yīng)用。本章介紹的其他數(shù)制系統(tǒng)和代碼轉(zhuǎn)換可以表示成組的二進(jìn)制位，因此也被廣泛采用。1.1 數(shù)字和模擬數(shù)字系統(tǒng)對(duì)離散的數(shù)位進(jìn)行操作，這些數(shù)位表示數(shù)、字母或符號(hào)。它們嚴(yán)格地按照“開”和“關(guān)”狀態(tài)工作，這兩個(gè)狀態(tài)被表示為“0”和“1”。

編輯推薦

《國(guó)外經(jīng)典教材系列?VHDL數(shù)字電子學(xué)》為工程技術(shù)領(lǐng)域中的學(xué)生提供了數(shù)字電路基礎(chǔ)知識(shí)，并為初學(xué)者能夠趕上這個(gè)飛速發(fā)展的領(lǐng)域提供了所需的全部信息?！秶?guó)外經(jīng)典教材系列?VHDL數(shù)字電子學(xué)》提供大量實(shí)用的例子，便于讀者的理解。書中以固定功能的7400系列IC及通過VHDL(VHSIC硬件描述語言)編程的CPLD(復(fù)雜可編程邏輯器件)為例介紹數(shù)字電路，所覆蓋的內(nèi)容從執(zhí)行算術(shù)操作的基本邏輯門直到現(xiàn)代PC接口的時(shí)序邏輯和存儲(chǔ)器電路?！秶?guó)外經(jīng)典教材系列?VHDL數(shù)字電子學(xué)》首先介紹的是數(shù)字邏輯的工作原理，然后以集成電路的形式完成設(shè)計(jì)，在對(duì)固定功能IC邏輯進(jìn)行全面說明后，用CPLD軟件將設(shè)計(jì)以圖形設(shè)計(jì)文件的方式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，最后才用硬件描述語言VHDL的形式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，所使用的例子是為使讀者在進(jìn)入系統(tǒng)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)邏輯問題解決前加深對(duì)主題的理解。

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