數(shù)字邏輯設計與VHDL描述(第2版)

前言

21世紀是信息化的時代，數(shù)字化是人類進入信息化的必要條件。 “數(shù)字邏輯設計與VHDL描述”是數(shù)字化的基礎，因此“數(shù)字邏輯設計與VHDL描述”課程是通信工程、計算機、自動控制、電子工程等電類專業(yè)和機電一體化非電類專業(yè)的一門專業(yè)基礎課，也是一門發(fā)展最快、應用最廣的學科。隨著計算技術(shù)和數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，在現(xiàn)代電子設備中，單純用模擬電路實現(xiàn)的已經(jīng)很少見，通常只在微弱信號放大、高頻數(shù)據(jù)采集和大功率輸出等局部電路采用模擬電路，其余部分廣泛采用數(shù)字電路。因此，對大多數(shù)電子設備而言，其整體部分是數(shù)字系統(tǒng)。為此，對數(shù)字電路的分析與設計，就成為電子工程技術(shù)人員必備的專業(yè)基礎知識。在數(shù)字電路與數(shù)字系統(tǒng)中，所用邏輯組件已由20世紀60年代的小規(guī)模集成（SSI）、20世紀70年代后的中規(guī)模集成（MSl）標準邏輯部件，發(fā)展到目前的大規(guī)模集成（LSI）、超大規(guī)模集成（VLSl）、專用集成電路（ASIC）。集成電路工藝已由TTL為主變?yōu)橐訡MOS為主。相應地，數(shù)字邏輯電路的設計方法也在不停地演變和發(fā)展，使數(shù)字系統(tǒng)的設計從傳統(tǒng)的單純硬件設計方法，變?yōu)橛嬎銠C軟硬件協(xié)同設計的方法。它使電子設計自動化（EDA）和電子系統(tǒng)設計自動化（ESDA）成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)設計和制造中的主要技術(shù)手段。EDA和ESDA技術(shù)是現(xiàn)代電子工程師進行電子系統(tǒng)和電子工程設計所必須掌握的技術(shù)。為了適應電子系統(tǒng)設計技術(shù)的發(fā)展，培養(yǎng)面向21世紀、參與國內(nèi)外市場競爭的電子技術(shù)人材，本書在保留“數(shù)字電路與邏輯設計”的系統(tǒng)性和完整性基礎上，對中小規(guī)模的內(nèi)容作了適當精簡，在門電路部分以介紹CMOS為主，在組合和時序電路方面，加強了大規(guī)模組件方面的內(nèi)容，特別是在可編程邏輯器件（PLD）方面的編程（用VHDL語言）和使用，作了較詳細的介紹。本書為讀者提供了獨立分析和設計數(shù)字電路和數(shù)字系統(tǒng)的工具，并幫助讀者建立規(guī)范有序的思維習慣，以提高分析和解決實際問題的能力。本書既重視基本的邏輯設計概念和方法的介紹，也重視對于用硬件描述語言描述和設計數(shù)字電路的介紹。為了使讀者能夠較早地接觸和充分掌握VHDL語言的使用，我們采用一邊介紹語言，一邊介紹語言的應用，最后介紹對于數(shù)字系統(tǒng)的描述?！稊?shù)字邏輯設計和VHDL描述》出版后，受到了普遍的關(guān)注，認為數(shù)字邏輯設計和硬件描述語言的結(jié)合是一種發(fā)展趨勢，所以教材有很好的參考價值。數(shù)字邏輯設計是一門實踐性很強的課程，許多概念和方法需要在實踐中進一步加深理解，并且，在實踐中提高學生的應用能力。為此，我們在這次再版時，專門增加了一章介紹數(shù)字邏輯實驗。其中，介紹了實驗操作的基本知識，提供了一批實驗題目。實驗題目分為基本實驗、PLD實驗和課程設計題目?；緦嶒灥念}目數(shù)量不是很多，但都是經(jīng)過精心挑選的。學生必須經(jīng)過必要的硬件實驗，才會有基本的處理實際問題的能力。PLD實驗是軟件模擬實驗，通過這些實驗可以熟悉VHDL語言的使用以及邏輯模擬的基本過程，進一步掌握有關(guān)電路的設計方法。最后的“數(shù)字系統(tǒng)設計課題”，可以作為課程設計的選題。這些題目的綜合性和實用型都比較強，對于學生的能力培養(yǎng)很有促進作用。 本書是作者依據(jù)多年教學和科研的經(jīng)驗，參考國內(nèi)外優(yōu)秀教材編寫而成的。全書共分為10章，第1～3章是預備知識。內(nèi)容包括數(shù)制與編碼、邏輯代數(shù)基礎和集成邏輯門電路。主要介紹了二進制數(shù)和其他進制數(shù)之間的互換，二進制數(shù)的算術(shù)運算，幾種常用的二—十進制代碼及其加法運算，格雷碼和差錯檢測碼。對于邏輯函數(shù)的化簡，只介紹代數(shù)法和卡諾圖法。在門電路部分主要介紹CMOS集成電路的結(jié)構(gòu)和外特性等。對TTL和ECL電路只作簡要介紹。第4章組合邏輯電路。結(jié)合實際例子介紹使用中、小規(guī)模集成電路進行邏輯設計的方法。第5章開始引入VHDL語言及其描述。先介紹最基本的描述方法和語句，并結(jié)合對于組合電路的描述，使讀者開始熟悉和運用這種方法。第6章介紹集成觸發(fā)器，也介紹用VHDL語言對于時序電路進行描述的基本方法。第7章介紹時序邏輯電路的分析和設計。內(nèi)容包括使用中、小規(guī)模集成電路的設計，以及用VHDL語言對時序電路和系統(tǒng)進行描述的方法。第8章是可編程邏輯器件，介紹了可編程邏輯器件的工作原理，PAL、GAL和CPLD芯片的結(jié)構(gòu)和原理，對于門陣列只作了簡單的介紹。第9章是數(shù)字系統(tǒng)設計，希望讀者通過這一章的學習能夠開始自己設計數(shù)字系統(tǒng)。第10章是數(shù)字邏輯電路實驗，介紹實驗基本知識，提供大量實驗課題。本書在每章后面有一定數(shù)量的習題，其中有些題有一定難度。作者的意圖在于引起讀者思考，并加深讀者對所學內(nèi)容的理解與掌握，習題數(shù)量比較多，為教師和同學提供了選擇的機會。我們將考慮編寫和出版有關(guān)的習題解答和實驗指導。為便于老師們使用本教材。我們編寫了本書的電子教案，請登錄下載。本書的第1、2、3、4、8章由安德寧編寫，第5、6、7、9由徐惠民編寫，第10章由徐惠民和安德寧共同編寫。彭家浚、李春宜、韓玉芬、徐晶、龔乃緒等也參與了本書編寫的有關(guān)工作。本書對于VHDL語言的介紹只是基本的，全面的學習可參見有關(guān)的資料。由于作者水平有限，加之時間倉促，書中難免存在缺點和錯誤，懇請廣大讀者批評指正。我們的郵件地址是，歡迎聯(lián)系。

內(nèi)容概要

本書是適應21世紀需要的“數(shù)字邏輯設計與VHDL描述”教材。本書在保留“數(shù)字電路與邏輯設計”的系統(tǒng)性和完整性基礎上，詳細介紹了用VHDL硬件描述語言對數(shù)字電路和系統(tǒng)進行描述和設計的方法。全書包括數(shù)字邏輯設計基礎，以CMOS為主的數(shù)字集成電路，組合電路的分析、設計和描述，時序電路的分析、設計和描述，可編程邏輯器件，數(shù)字系統(tǒng)的描述和設計。全書強調(diào)基本概念和基本方法，每章都有相當數(shù)量的習題和思考題。     本書可作高等院校通信與信息專業(yè)的教材，也可作為相關(guān)技術(shù)人員參`考和培訓教材。

書籍目錄

出版說明
前言
第1章  數(shù)制與編碼
第2章  邏輯代數(shù)基礎
第3章  集成邏輯門電路
第4章  組合邏輯電路
第5章  VHDL描述組合邏輯電路
第6章  集成觸發(fā)器
第7章  時序邏輯電路的分析、設計和描述
第8章  可編程邏輯器件
第9章  數(shù)字系統(tǒng)設計
參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：

編輯推薦

《高等院校通信與信息專業(yè)規(guī)劃教材?數(shù)字邏輯設計與VHDL描述(第2版)》是由機械工業(yè)出版社出版的。

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