數字邏輯電路基礎與計算機系統集成技術（簡體書）

《21世紀高等學校規劃教材·計算機科學與技術：數字邏輯電路基礎與計算機系統集成技術》是以EDA技術研究為出發點，專門針對計算機科學與技術專業而編寫的硬件技術基礎教程。與以往的數字電路教材不同，本書重點體現“軟件設計實現硬件技術”的理念，除了在傳統基礎上利用真值表、狀態圖、卡諾圖化簡進行組合邏輯電路、時序邏輯電路設計外，還專門介紹了QuartusⅡ9.1開發環境和硬件設計語言Verilog HDL，並使用Verilog HDL語言實現組合電路設計、同步，異步時序電路設計，芯片擴展應用，PLD設計，接口電路設計，數字系統FPGA項目設計及簡單微處理器設計等，其他內容還包括邏輯門實現、組合邏輯電路和時序邏輯電路分析、存儲器設計與擴展、脈衝發生器設計、A/D和D/A轉換電路、數字系統設計等。在設計分析中，能夠把設計的電路芯片與計算機系統有機地結合起來。
《21世紀高等學校規劃教材·計算機科學與技術：數字邏輯電路基礎與計算機系統集成技術》可作為高等院校本科生的教材，還可作為技術開發人員的參考資料。·

鞏濤，三壽，知名動漫人，從事動漫行業多年，有著豐富的動畫和漫畫製作經驗，並多次參與中央電視臺和國內外跨國企業的動畫製作業務。作品多次在國內外的動漫大賽中獲獎，其中的漫畫作品在全國眾多知名雜誌期刊都有刊登，先後創作的《成精指南》、《捉魔人》、《撲克兔的故事》等漫畫、繪本作品深受青年人喜愛，其中的撲克兔表情更是被廣大網民所熟知。張予，錢江蓋飯 zhyhappy321，計算機圖形圖像策劃作者，擔任多個企業藝術顧問一職。有多年相關軟件的操作和培訓經驗，參與四十余本圖書策劃與編寫工作，多次以評委身份參加各大比賽，被全國多所院高校邀請授課。曾以ADOBE專家組成員為官方出過教材，所著圖書曾出口發行。·

《21世紀高等學校規劃教材?計算機科學與技術:數字邏輯電路基礎與計算機系統集成技術》可作為高等院校本科生的教材，還可作為技術開發人員的參考資料。

第1章 數字邏輯基礎
1.1 電路引入二進制、芯片及集成概念
1.2 數制與數制轉換
1.2.1 計算機中常用進位計數制
1.2.2 數制轉換
1.2.3 二進制算術運算
1.3 計算機中常用編碼
1.3.1 二-十進制編碼
1.3.2 格雷碼
1.3.3 ASCII碼
1.4 邏輯運算與邏輯代數
1.4.1 3種基本邏輯運算
1.4.2 邏輯函數及其表示方法
1.4.3 邏輯代數
1.5 邏輯代數的卡諾圖化簡法
1.5.1 最小項的定義及其性質
1.5.2 邏輯函數的最小項表達式
1.5.3 用卡諾圖表示邏輯函數
1.5.4 用卡諾圖化簡邏輯函數

第2章 硬件描述語言Verilog HDL與編輯環境QuartusⅡ
2.1 硬件描述語言Verilog HDL設計方法學簡介
2.1.1 Verilog的基本語法規則
2.1.2 變量及數據類型
2.1.3 運算符和表達式
2.1.4 語句
2.2 Verilog HDL建模
2.2.1 Verilog HDL程序的基本結構
2.2.2 結構建模
2.2.3 數據流建模
2.2.4 行為建模
2.2.5 模塊調用
2.3 Verilog HDL編譯環境QuartusⅡ9.1
2.3.1QuartusⅡ9.1概述
2.3.2 QuartusⅡ9.1原理圖設計方法
2.3.3 使用Verilog HDL語言實現數字電路設計
2.3.4 波形仿真

第3章 邏輯門電路
3.1 半導體器件組成的門電路
3.1.1 半導體器件的開關特性
3.1.2 分立元件門電路
3.2 CMOS門電路
3.2.1 CMOS反相器
3.2.2 CMOS邏輯門電路
3.2.3 CMOS漏極開路門與三態門電路
3.2.4 CMOS傳輸門
3.3 TTL門電路
3.3.1 TTL反相器的基本電路
3.3.2 TTL邏輯門電路
3.3.3 TTL集電極開路門與三態門電路

第4章 組合邏輯電路
4.1 組合邏輯電路分析
4.2 組合邏輯電路設計
4.3 組合電路的競爭與冒險
4.3.1 冒險的分類與產生原因
4.3.2 冒險的判斷與消除方法
4.4 常用組合邏輯電路
4.4.1 編碼器
4.4.2 譯碼器
4.4.3 數據選擇器
4.4.4 比較器
4.4.5 算術運箅電路

第5章 時序邏輯電路
5.1 時序邏輯電路基礎
5.1.1 觸發器
5.1.2 時序邏輯電路的描述
5.2 時序邏輯電路記憶單元——觸發器
5.2.1 RS觸發器

第6章 半導體存儲器與大規模可編程邏輯器件
第7章 脈衝波形的產生與整形
第8章 接口電路設計技術
第9章 數字系統設計技術

附錄A 74系列數字集成電路型號功能表
附錄B CMOS系列數字集成電路型號功能表
附錄C 習題訓練與數字系統課程設計
參考文獻·

9.2數字系統設計方法與描述
9.2.1 數字系統設計方法
數字系統的設計方法可分為兩大類：自底而上的設計方法和自頂而下的設計方法。
1.自底而上的設計方法
傳統的設計方法都是自底向上的，即首先確定可用的元器件，然后根據這些器件進行邏輯設計，完成各模塊后進行連接，最后形成系統。而后經調試、測量觀察整個系統是否達到規定的性能指標。
這種方法的主要特點如下：
（1）這種“自底而上”的設計方法常常受到設計者的經驗及市場器件情況等因素限制，且沒有明顯的規律可循。
（2）系統測試在系統硬件完成后進行。如果發現系統設計需要修改，則需要重新制作電路板，重新購買器件，重新調試與修改設計。整個修改過程花費大量的時間與經費。
（3）電路設計是原理圖設計方式，而原理圖設計的電路對于復雜系統的設計、閱讀、交流、修改、更新、保存都十分困難，不利于復雜系統的任務分解與綜合。
2。自頂而下的設計方法
基于EDA技術的所謂自頂而下的設計方法正好相反，它首先從系統設計人手，在頂層進行功能劃分和結構設計，并在系統級采用仿真手段驗證設計的正確性，然后再逐級設計低層的結構，實現設計、仿真、測試一體化。其方案的驗證與設計、電路與PCB設計、專用集成電路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）設計等都由電子系統設計師借助于EDA工具完成。自頂向下設計方法的特點表現在以下幾個方面：
（1）基于PLD硬件和EDA工具支撐。
（2）采用逐級仿真技術，以便及早發現問題修改設計方案。
（3）基于網上設計技術使全球設計者設計成果共享，設計成果的再利用得到保證。現代的電子應用系統正向模塊化發展，或者說向軟硬核組合的方向發展。對以往成功的設計成果稍作修改、組合就能投入再利用，從而產生全新的或派生的設計模塊，同時還可以以一種IP核的方式進行存檔。
（4）由于采用的是結構化開發手段，可實現多人多任務的并行工作方式，使復雜系統的設計規模和效率大幅度提高。
（5）在選擇器件的類型、規模、硬件結構等方面具有更大的自由度。所謂分層次設計，是將設計層次分為5級，即印制系統級、寄存器傳輸級、門級、電路級和器件（板圖）級。其中，系統是最上一層，是最抽象的設計層次，它將電子系統看做由一些系統部件組成，而各部件之間的連接可以是抽象的，只要表達清楚系統的體系結構、數據處理功能、算法等即可；寄存器傳輸級以具有內部狀態的寄存器以及連接寄存器之間的邏輯單元作為部件，重點在于表達信號的運算、傳輸和狀態的轉移過程；門級設計也就是邏輯設計，它以電路或觸發器作為基本部件，表達各種邏輯關系；電路級設計可以看做分立的基本元件，具體表達電路在時域的伏安特性或頻域的響應等性能；器件級又稱為板圖級，現代電路設計以板圖級設計作為最低層次。