數(shù)字邏輯

前言

我們正處在一個(gè)信息的時(shí)代,事物的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步,對(duì)傳統(tǒng)的教育體系和人才培養(yǎng)模式提出了新的挑戰(zhàn).面向21世紀(jì)的高等教育正在對(duì)專業(yè)結(jié)構(gòu).課程體系.教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行系統(tǒng)的.整體的改革,教材建設(shè)是改革的重要內(nèi)容之一.隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,各行各業(yè)對(duì)信息學(xué)科人才的需求越來越大.如何為社會(huì)培養(yǎng)更多的具有創(chuàng)新能力.解決實(shí)際問題能力和高素質(zhì)的信息學(xué)科人才,是目前高等教育的重要任務(wù)之一..“數(shù)字邏輯”是信息學(xué)科各專業(yè)學(xué)生必修的一門重要專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課.設(shè)置本課程的主要目的是：使學(xué)生掌握數(shù)字系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)的基本知識(shí)與理論,熟悉各種不同規(guī)模的邏輯器件,掌握各類邏輯電路分析與設(shè)計(jì)的基本方法,為數(shù)字計(jì)算機(jī)和其他數(shù)字系統(tǒng)的硬件分析與設(shè)計(jì)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).針對(duì)教學(xué)的需求,國內(nèi)外出版了大量相關(guān)的教科書,這些教科書各具特色,其中有許多被公認(rèn)是十分優(yōu)秀的作品.然而,該領(lǐng)域的教科書一般都因摩爾定律而使其適用周期受限,為了適應(yīng)不斷發(fā)生的各種變化,最優(yōu)秀的教科書也必須不斷更新.完善.本教材第一版是在參照全國高校計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì).中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)教育委員會(huì)與全國高等學(xué)校計(jì)算機(jī)教育研究會(huì)聯(lián)合推薦的《計(jì)算機(jī)學(xué)科教學(xué)計(jì)劃2000》指導(dǎo)思想的基礎(chǔ)上,從傳授知識(shí)和培養(yǎng)能力的目標(biāo)出發(fā),吸取國內(nèi)外最新相關(guān)教材優(yōu)點(diǎn),結(jié)合作者長期從事教學(xué)與科研積累的知識(shí).經(jīng)驗(yàn)以及本課程的特點(diǎn).要點(diǎn)和難點(diǎn)編寫的.自2000年出版以來,已先后2次改版,第一版和第二版發(fā)行后受到了廣大讀者的關(guān)愛,在6年的時(shí)間里先后16次印刷,發(fā)行10多萬冊(cè),并一直作為國家精品課程“數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)”的主教材.然而,數(shù)字技術(shù)的發(fā)展日新月異,隨著時(shí)代的發(fā)展和教學(xué)改革的不斷深入,在教材使用過程中我們深感其仍存在某些不盡人意的地方,希望加以改進(jìn)和完善.教材第三版就是在第二版的基礎(chǔ)上修訂而成的...數(shù)字集成電路是數(shù)字計(jì)算機(jī)和各類數(shù)字系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的物質(zhì)基礎(chǔ),本教材以高速發(fā)展的數(shù)字集成電路為紐帶,將數(shù)字電子技術(shù)和數(shù)字邏輯的有關(guān)知識(shí)融為一體,較完整地闡述了各種不同規(guī)模的數(shù)字集成電路及其在數(shù)字系統(tǒng)邏輯設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,力圖使學(xué)生在掌握邏輯設(shè)計(jì)基本理論和方法的基礎(chǔ)上,了解數(shù)字器件的更新?lián)Q代對(duì)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法產(chǎn)生的重要影響,以及數(shù)字器件與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的新的發(fā)展趨勢(shì),不斷掌握新的技術(shù),以適應(yīng)數(shù)字技術(shù)快速發(fā)展的需要.全書共分九章,內(nèi)容可歸納為四大部分.第一部分主要介紹數(shù)字系統(tǒng)邏輯設(shè)計(jì)的基本知識(shí).基本理論和基本邏輯器件,由1～3章組成,第二部分以小規(guī)模集成電路為基礎(chǔ),詳細(xì)討論組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路分析與設(shè)計(jì)的經(jīng)典方法,由4—6章組成,第三部分重點(diǎn)介紹常用中規(guī)模通用集成電路.大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷捌湓谶壿嬙O(shè)計(jì)中的應(yīng)用,包括常用中規(guī)模組合邏輯電路.中規(guī)模時(shí)序邏輯電路.信號(hào)產(chǎn)生與變換電路.低密度可編程邏輯器件(PROM.PLA.PAL.GAL).復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD).現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)以及20世紀(jì)90年代問世的ISP技術(shù)等內(nèi)容,由7.8兩章組成,第四部分綜合運(yùn)用該課程所學(xué)知識(shí),進(jìn)行了實(shí)際問題設(shè)計(jì)舉例,意在進(jìn)一步將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合,達(dá)到學(xué)以致用的目的,由第9章完成.本教材的本科教學(xué)參考學(xué)時(shí)數(shù)為80學(xué)時(shí)(含16學(xué)時(shí)左右實(shí)驗(yàn)),不同專業(yè)和不同層次可按課程學(xué)時(shí)數(shù)的多少和實(shí)際需求,由任課教師根據(jù)具體情況對(duì)教材內(nèi)容,尤其是標(biāo)題前注有星號(hào)(*)的部分進(jìn)行適當(dāng)取舍.需要說明的是,有關(guān)采用硬件描述語言以及PLD開發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)字系統(tǒng)的方法均已有專門的教科書,考慮到課程范圍.教學(xué)時(shí)數(shù)和教材篇幅的關(guān)系,本教材中未予介紹,必要時(shí)讀者可閱讀相關(guān)書籍,或者在相應(yīng)選修課程中學(xué)習(xí).為了滿足教學(xué)與自學(xué)的需要,隨書配有光盤一片,內(nèi)含實(shí)驗(yàn)演示和學(xué)習(xí)自評(píng),出版了與教材配套的教輔教材《數(shù)字邏輯學(xué)習(xí)與解題指南》,此外,研究開發(fā)了相應(yīng)的數(shù)字邏輯虛擬實(shí)驗(yàn)軟件.多媒體課件.網(wǎng)絡(luò)課件.視頻課件和試題庫等豐富的教學(xué)資源,構(gòu)成了一個(gè)集理論教學(xué).實(shí)踐教學(xué)以及自學(xué).自測(cè)等環(huán)節(jié)為一體的立體化教學(xué)體系.使用者可根據(jù)需要對(duì)各項(xiàng)教學(xué)資源靈活選用.本書由歐陽星明主編,于俊清.章勤.王樺.秦磊華參與了編寫工作.在本書的編寫過程中,得到了華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和許多同事的關(guān)心,“數(shù)字邏輯”課程組的孫百勇.劉景寧.胡迎松.唐九飛.李赤松等老師為教材建設(shè)作了大量工作,兄弟院校的雷曉平.王槐斌.喻成等老師對(duì)該書內(nèi)容的組織提出了許多寶貴的意見,在此表示衷心感謝.同時(shí),華中科技大學(xué)出版社為本書的出版給予了大力支持,借此機(jī)會(huì)向本書的責(zé)任編輯.美工以及關(guān)心和參加過本書出版.發(fā)行的全體同志表示深深的謝意.

內(nèi)容概要

本書以飛速發(fā)展的數(shù)字集成電路為背景，將數(shù)字電子技術(shù)和數(shù)字邏輯電路的有關(guān)知識(shí)融為一體，系統(tǒng)地介紹了數(shù)字系統(tǒng)邏輯電路分析與設(shè)計(jì)的基本知識(shí)、理論和方法，并討論了采用各種不同規(guī)模的邏輯器件進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)的詳細(xì)過程。全書內(nèi)容包括基本知識(shí)、邏輯代數(shù)基礎(chǔ)、集成門電路與觸發(fā)器、組合邏輯電路、同步時(shí)序邏輯電路、異步時(shí)序邏輯電路、中規(guī)模通用集成電路、可編程邏輯器件和綜合設(shè)計(jì)舉例等?！　”緯w系新穎、結(jié)構(gòu)合理、取材先進(jìn)、文句精練、題例豐富。隨書配有CAI光盤一片，內(nèi)含多媒體課件（學(xué)生版）、實(shí)驗(yàn)演示和學(xué)習(xí)自評(píng)。此外，編寫了與教材配套的教輔教材《數(shù)字邏輯學(xué)習(xí)與解題指南》，研究開發(fā)了數(shù)字邏輯虛擬實(shí)驗(yàn)軟件、多媒體課件（教師版）、網(wǎng)絡(luò)課件、視頻課件、試題庫和遠(yuǎn)程教育課件包等教學(xué)資源，構(gòu)成了一個(gè)集理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)以及自學(xué)、自測(cè)等環(huán)節(jié)為一體的立體化教學(xué)系統(tǒng)。　　本書可作為高等學(xué)校計(jì)算機(jī)、電子工程、自動(dòng)化、通信等專業(yè)“數(shù)字邏輯”課程的教材，也可作為成人教育相關(guān)課程的教材，并可供相關(guān)專業(yè)科技人員參考。

書籍目錄

第1章　基本知識(shí)　1.1　概述　1.2　數(shù)制及其轉(zhuǎn)換　1.3　帶符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的代碼表示　1.4　幾種常用的編碼　　習(xí)題一第2章　邏輯代數(shù)基礎(chǔ)　2.1　邏輯代數(shù)的基本概念　2.2　邏輯代數(shù)的基本定理和規(guī)則　2.3　邏輯函數(shù)表達(dá)式的形式與變換　2.4　邏輯函數(shù)化簡　習(xí)題二第3章　集成門電路與觸發(fā)器　3.1　數(shù)字集成電路的分類　3.2　半導(dǎo)體器件的開關(guān)特性　3.3　邏輯門電路　3.4　觸發(fā)器　習(xí)題三第4章　組合邏輯電路　4.1　組合邏輯電路分析　4.2　組合邏輯電路設(shè)計(jì)　4.3　組合邏輯電路的險(xiǎn)象　習(xí)題四第5章　同步時(shí)序邏輯電路　5.1　時(shí)序邏輯電路概述　5.2　同步時(shí)序邏輯電路分析　5.3　同步時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)　習(xí)題五第6章　異步時(shí)序邏輯電路　6.1　異步時(shí)序邏輯電路的特點(diǎn)與分類　6.2　脈沖異步時(shí)序邏輯電路　6.3　電平異步時(shí)序邏輯電路　習(xí)題六第7章　中規(guī)模通用集成電路及其應(yīng)用　7.1　常用中規(guī)模組合邏輯電路　7.2　常用中規(guī)模時(shí)序邏輯電路　7.3　常用中規(guī)模信號(hào)產(chǎn)生與變換電路　習(xí)題七第8章　可編程邏輯器件　8.1　PLD概述　8.2　低密度可編程邏輯器件　8.3　復(fù)雜可編程邏輯器件　8.4　現(xiàn)場可編程門陣列　8.5　在系統(tǒng)編程技術(shù)簡介　習(xí)題八第9章　綜合應(yīng)用舉例　9.1　簡單運(yùn)算器設(shè)計(jì)　9.2　時(shí)序信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)　9.3　地址譯碼電路設(shè)計(jì)　9.4　彈道計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)　9.5　汽車尾燈控制器設(shè)計(jì)　9.6　數(shù)字鐘設(shè)計(jì)　習(xí)題九附錄　英漢名詞對(duì)照《數(shù)字邏輯》教學(xué)資源簡介參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：1.1 概述1.1.1 數(shù)字系統(tǒng) 什么是數(shù)字系統(tǒng)？簡單地說，數(shù)字系統(tǒng)是一個(gè)能夠?qū)?shù)字信號(hào)進(jìn)行加工、傳遞和存儲(chǔ)的實(shí)體，它由實(shí)現(xiàn)各種功能的數(shù)字邏輯電路相互連接而成。例如，廣泛應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理和過程控制等領(lǐng)域的數(shù)字計(jì)算機(jī)就是一種典型的數(shù)字系統(tǒng)。1.數(shù)字信號(hào)在客觀世界中，存在各種不同的物理量。按其變化規(guī)律可以分為兩種類型：一類是連續(xù)量，另一類是數(shù)字量。所謂連續(xù)量是指在時(shí)間上和數(shù)值上均作連續(xù)變化的物理量，例如，溫度、壓力等。在工程應(yīng)用中，為了方便處理和傳送這種物理量，通常用某一種連續(xù)量去模擬另一種連續(xù)量，例如，用電壓的變化模擬溫度的變化等。因此，人們習(xí)慣將連續(xù)量稱為模擬量。表示模擬量的信號(hào)稱為模擬信號(hào)。對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行處理的電路稱為模擬電路。反之，另一類物理量的變化在時(shí)間上和數(shù)值上都是離散的，或者說斷續(xù)的。例如，學(xué)生成績記錄，工廠產(chǎn)品統(tǒng)計(jì)，電路開關(guān)的狀態(tài)等。這類物理量的變化可以用不同的數(shù)字反映，所以稱為數(shù)字量。表示數(shù)字量的信號(hào)稱為數(shù)字信號(hào)。

編輯推薦

《數(shù)字邏輯(第4版)》：普通高等教育“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材，國家級(jí)精品課程主教材。

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