作者：朱勇
页数：292
出版社：中国铁道出版社
出版日期：2019
ISBN：9787113253035
电子书格式：pdf/epub/txt
内容简介
本教材根据普通高等学校计算机专业教学大纲精神，以及数字电路与逻辑设计课程的特点
编写而成，全面系统地阐述了数字电路与逻辑设计的基本理论、基本概念、基本方法以及现代逻辑设计技术。全书共分 8 章：数制与编码、逻辑代数基础、组合逻辑、同步时序逻辑、脉冲产生电路、数/模与模/数转换电路、编程逻辑及数字系统综合设计。
本教材的编者是长期从事高校数字逻辑课程教学的骨干教师，并有丰富的数字系统设计经
验与相关项目工程背景。教材中不仅对经典逻辑理论作了详细地论述，同时也考虑到当今数字电路与逻辑设计的发展趋势，介绍了当今先进的逻辑设计方法与技术，如 PLD（可编程逻辑器件）、HDL（硬件描述语言）、SoC（片上系统）、EDA（电子设计自动化）技术等。理论紧密联系实践。
本教材适合作为高等学校计算机及其相关专业本科教材，也可作为相关专业高职高专教材
和工程科研人员的参考用书。
作者简介
朱勇：华中科技大学计算机系统结构专业博士，博导。现在就职于江苏金陵科技学院，教授。湖北省有突出贡献的中青年专家，教育部高等学校教学指导委员会委员会专家工作组成员，湖北省高校计算机教育专业委员会常务理事，湖北省微机学会副主任委员，中国计算机学会高级会员，中国电子学会高级会员。主编教材《数字逻辑》入选国家“十一五”规划教材，主讲课程“数字逻辑”为首批校精品课程，2009年省级精品课程“数字逻辑”课程负责人。
本书特色
《数字逻辑》是普通高等教育“十一五”规划教材，再版修订增加了许多图片与视频，丰富了教材实践内容；修改EDA及其应用手段，更加符合现代数字技术发展趋势。
目录
目 录
第 1 章 数制与编码 ……………………………………………………………………………………………….. 1
1-1 数字逻辑概述 ……………………………………………………………………………………………………….1
1-1-1 数字系统 ………………………………………………………………………………………………….1
1-1-2 片上系统…………………………………………………………………………………………………..3
1-2 数制及其转换 ……………………………………………………………………………………………………….5
1-2-1 十进制 ……………………………………………………………………………………………………..5
1-2-2 二进制 ……………………………………………………………………………………………………..6
1-2-3 八进制 ……………………………………………………………………………………………………..6
1-2-4 十六进制…………………………………………………………………………………………………..6
1-2-5 数制转换…………………………………………………………………………………………………..7
1-3 带符号二进制数的代码表示 …………………………………………………………………………………12
1-3-1 机器码与真值………………………………………………………………………………………….12
1-3-2 原码 ……………………………………………………………………………………………………….12
1-3-3 反码 ……………………………………………………………………………………………………….13
1-3-4 补码 ……………………………………………………………………………………………………….14
1-3-5 数码运算…………………………………………………………………………………………………15
1-4 编码……………………………………………………………………………………………………………………17
1-4-1 BCD 码……………………………………………………………………………………………………17
1-4-2 格雷码 ……………………………………………………………………………………………………18
1-4-3 奇偶检验码……………………………………………………………………………………………..20
1-4-4 CRC 码……………………………………………………………………………………………………20
1-4-5 ASCII 码………………………………………………………………………………………………….21
小结 ……………………………………………………………………………………………………………………………22
习题 ……………………………………………………………………………………………………………………………22
第 2 章 逻辑代数基础 …………………………………………………………………………………………… 23
2-1 逻辑代数的基本定理和规则 …………………………………………………………………………………23
2-1-1 逻辑代数公理………………………………………………………………………………………….23
2-1-2 逻辑代数定理………………………………………………………………………………………….23
2-1-3 逻辑代数规则………………………………………………………………………………………….25
2-2 逻辑函数的表示方法……………………………………………………………………………………………27
2-2-1 逻辑表达式……………………………………………………………………………………………..27
2-2-2 真值表 ……………………………………………………………………………………………………27
2-2-3 逻辑图 ……………………………………………………………………………………………………28
2-3 逻辑函数表达形式与变换…………………………………………………………………………………….28
CONTENTS ???
2
数字逻辑(第三版)
2-3-1 积之和 ……………………………………………………………………………………………………29
2-3-2 和之积 ……………………………………………………………………………………………………29
2-3-3 zui小项标准形式………………………………………………………………………………………29
2-3-4 zui大项标准形式………………………………………………………………………………………31
2-4 逻辑函数的化简 ………………………………………………………………………………………………….34
2-4-1 与或式的化简………………………………………………………………………………………….34
2-4-2 或与式的化简………………………………………………………………………………………….36
2-5 卡诺图………………………………………………………………………………………………………………..37
2-5-1 卡诺图构成……………………………………………………………………………………………..37
2-5-2 典型卡诺圈……………………………………………………………………………………………..39
2-5-3 卡诺图化简……………………………………………………………………………………………..42
2-5-4 无关项的卡诺图表示 ……………………………………………………………………………….45
小结 ……………………………………………………………………………………………………………………………46
习题 ……………………………………………………………………………………………………………………………47
第 3 章 组合逻辑 ………………………………………………………………………………………………… 49
3-1 门电路………………………………………………………………………………………………………………..49
3-1-1 二极管、三极管门电路 ……………………………………………………………………………49
3-1-2 TTL 门电路……………………………………………………………………………………………..52
3-1-3 CMOS 门电路…………………………………………………………………………………………..57
3-2 组合逻辑分析 ……………………………………………………………………………………………………..59
3-2-1 分析步骤…………………………………………………………………………………………………59
3-2-2 分析实例…………………………………………………………………………………………………60
3-3 组合逻辑设计 ……………………………………………………………………………………………………..62
3-3-1 设计步骤…………………………………………………………………………………………………62
3-3-2 问题的描述……………………………………………………………………………………………..62
3-3-3 设计实例…………………………………………………………………………………………………65
3-3-4 不完全项设计………………………………………………………………………………………….68
3-4 组合逻辑电路的险象……………………………………………………………………………………………70
3-4-1 险象的产生……………………………………………………………………………………………..71
3-4-2 险象的判断……………………………………………………………………………………………..71
3-4-3 险象的解决……………………………………………………………………………………………..72
3-5 常用的中规模组合逻辑构件的使用……………………………………………………………………….73
3-5-1 译码器 ……………………………………………………………………………………………………74
3-5-2 编码器 ……………………………………………………………………………………………………81
3-5-3 多路选择器……………………………………………………………………………………………..83
3-5-4 比较器 ……………………………………………………………………………………………………88
3-5-5 加法器 ……………………………………………………………………………………………………89
3-5-6 ALU………………………………………………………………………………………………………..93
目 录
3
小结 ……………………………………………………………………………………………………………………………98
习题 ……………………………………………………………………………………………………………………………99
第 4 章 同步时序逻辑 …………………………………………………………………………………………. 102
4-1 时序逻辑结构模型……………………………………………………………………………………………..102
4-1-1 结构模型……………………………………………………………………………………………….102
4-1-2 时序电路的分类…………………………………………………………………………………….104
4-2 触发器………………………………………………………………………………………………………………104
4-2-1 RS 触发器……………………………………………………………………………………………..104
4-2-2 D 触发器……………………………………………………………………………………………….107
4-2-3 JK 触发器 ……………………………………………………………………………………………..109
4-2-4 T 触发器 ……………………………………………………………………………………………….113
4-2-5 不同类型时钟触发器间的转换………………………………………………………………..113
4-2-6 集成触发器的参数 …………………………………………………………………………………118
4-3 同步时序逻辑分析……………………………………………………………………………………………..119
4-3-1 特性函数……………………………………………………………………………………………….119
4-3-2 激励表 ………………………………………………………………………………………………….119
4-3-3 状态图、状态表…………………………………………………………………………………….119
4-3-4 波形图 ………………………………………………………………………………………………….121
4-3-5 分析实例……………………………………………………………………………………………….121
4-4 同步时序逻辑设计……………………………………………………………………………………………..126
4-4-1 原始状态图和状态表 ……………………………………………………………………………..127
4-4-2 状态表化简……………………………………………………………………………………………131
4-4-3 状态分配……………………………………………………………………………………………….137
4-4-4 设计实例……………………………………………………………………………………………….141
4-5 常用的中规模同步时序逻辑构件的使用………………………………………………………………145
4-5-1 寄存器 ………………………………………………………………………………………………….145
4-5-2 计数器 ………………………………………………………………………………………………….148
小结 ………………………………………………………………………………………………………………………….157
习题 ………………………………………………………………………………………………………………………….157
第 5 章 脉冲产生电路 …………………………………………………………………………………………. 161
5-1 多谐振荡器 ……………………………………………………………………………………………………….161
5-1-1 TTL 环形振荡器 …………………………………………………………………………………….161
5-1-2 MOS 多谐振荡器 ……………………………………………………………………………………163
5-2 单稳态触发器 ……………………………………………………………………………………………………164
5-3 施密特触发器 ……………………………………………………………………………………………………166
5-4 555 定时器及其应用…………………………………………………………………………………………..168
5-4-1 555 定时器…………………………………………………………………………………………….168
5-4-2 单稳态触发器………………………………………………………………………………………..169
4
数字逻辑(第三版)
5-4-3 多谐振荡器……………………………………………………………………………………………170
5-4-4 施密特振荡器………………………………………………………………………………………..171
小结 ………………………………………………………………………………………………………………………….172
习题 ………………………………………………………………………………………………………………………….172
第 6 章 数 / 模与模 / 数转换电路 ……………………………………………………………………………… 174
6-1 数/模转换电路 …………………………………………………………………………………………………..174
6-1-1 权电阻网络 DAC ……………………………………………………………………………………174
6-1-2 倒 T 形电阻网络 DAC …………………………………………………………………………….175
6-1-3 DAC 的主要技术指标……………………………………………………………………………..176
6-1-4 集成 DAC 举例 ………………………………………………………………………………………177
6-1-5 DAC 转换器应用举例……………………………………………………………………………..179
6-2 模/数转换电路 …………………………………………………………………………………………………..181
6-2-1 逐次比较型 ADC ……………………………………………………………………………………184
6-2-2 双积分型 ADC ……………………………………………………………………………………….187
6-2-3 ADC 的主要技术指标……………………………………………………………………………..189
6-2-4 集成 ADC 举例 ………………………………………………………………………………………189
6-2-5 ADC 应用举例 ……………………………………………………………………………………….191
小结 ………………………………………………………………………………………………………………………….193
习题 ………………………………………………………………………………………………………………………….193
第 7 章 编程逻辑 ………………………………………………………………………………………………. 195
7-1 阵列示意图 ……………………………………………………………………………………………………….195
7-1-1 ROM……………………………………………………………………………………………………..195
7-1-2 阵列示意图概述…………………………………………………………………………………….196
7-2 CPLD ………………………………………………………………………………………………………………..198
7-2-1 PLA………………………………………………………………………………………………………198
7-2-2 PAL………………………………………………………………………………………………………199
7-2-3 GAL………………………………………………………………………………………………………200
7-2-4 CPLD 简介 …………………………………………………………………………………………….201
7-2-5 CPLD 编程原理………………………………………………………………………………………203
7-3 FPGA………………………………………………………………………………………………………………..204
7-3-1 FPGA 编程原理 ……………………………………………………………………………………..204
7-3-2 Altera FPGA 典型结构…………………………………………………………………………….205
7-3-3 Xilinx FPGA 典型结构…………………………………………………………………………….209
7-4 VHDL ……………………………………………………………………………………………………………….212
7-4-1 VHDL 概述 ……………………………………………………………………………………………212
7-4-2 VHDL 基本结构……………………………………………………………………………………..213
7-4-3 VHDL 数据类型与表达式 ……………………………………………………………………….214
7-4-4 VHDL 基本语句……………………………………………………………………………………..219
目 录
5
7-4-5 ModelSim 仿真 ……………………………………………………………………………………….225
7-4-6 组合逻辑设计实例 …………………………………………………………………………………231
7-4-7 时序逻辑设计实例 …………………………………………………………………………………238
小结 ………………………………………………………………………………………………………………………….245
习题 ………………………………………………………………………………………………………………………….246
第 8 章 数字系统综合设计 …………………………………………………………………………………… 247
8-1 设计流程…………………………………………………………………………………………………………..247
8-2 七段 LED 显示…………………………………………………………………………………………………..248
8-2-1 LED 显示原理………………………………………………………………………………………..248
8-2-2 电路设计……………………………………………………………………………………………….249
8-2-3 VHDL 设计 ……………………………………………………………………………………………250
8-3 交通灯控制 ……………………………………………………………………………………………………….252
8-3-1 系统需求……………………………………………………………………………………………….252
8-3-2 状态分析……………………………………………………………………………………………….253
8-3-3 系统设计……………………………………………………………………………………………….253
8-3-4 模块 VHDL 描述…………………………………………………………………………………….253
8-3-5 仿真与运行结果…………………………………………………………………………………….258
8-4 ADC 0804 数据采集……………………………………………………………………………………………258
8-4-1 ADC 0804 时序 ………………………………………………………………………………………258
8-4-2 原理图 ………………………………………………………………………………………………….259
8-4-3 VHDL 设计 ……………………………………………………………………………………………259
8-5 单周期 CPU 描述 ……………………………………………………………………………………………….261
8-5-1 MIPS 处理器概述 …………………………………………………………………………………..261
8-5-2 指令描述……………………………………………………………………………………………….262
8-5-3 微结构 ………………………………………………………………………………………………….263
8-6 单周期 CPU 设计 ……………………………………………………………………………………………….265
8-6-1 指令执行步骤………………………………………………………………………………………..265
8-6-2 取指令(IF)逻辑设计…………………………………………………………………………..265
8-6-3 指令译码(ID)逻辑设计……………………………………………………………………….266
8-6-4 指令执行(EXE)逻辑设计 ……………………………………………………………………270
8-6-5 存储器访问(MEM)逻辑设计 ……………………………………………………………….270
8-6-6 结果写回(WB)逻辑设计……………………………………………………………………..270
8-6-7 系统逻辑设计及仿真 ……………………………………………………………………………..271
小结 ………………………………………………………………………………………………………………………….273
习题 ………………………………………………………………………………………………………………………….274
附录 A 逻辑符号对照表 ………………………………………………………………………………………. 275
附录 B Quartus II 开发环境 …………………………………………………………………………………. 278
参考文献 ……………………………………………………………………………………………………………. 292
第 1 章 数制与编码 ……………………………………………………………………………………………….. 1
1-1 数字逻辑概述 ……………………………………………………………………………………………………….1
1-1-1 数字系统 ………………………………………………………………………………………………….1
1-1-2 片上系统…………………………………………………………………………………………………..3
1-2 数制及其转换 ……………………………………………………………………………………………………….5
1-2-1 十进制 ……………………………………………………………………………………………………..5
1-2-2 二进制 ……………………………………………………………………………………………………..6
1-2-3 八进制 ……………………………………………………………………………………………………..6
1-2-4 十六进制…………………………………………………………………………………………………..6
1-2-5 数制转换…………………………………………………………………………………………………..7
1-3 带符号二进制数的代码表示 …………………………………………………………………………………12
1-3-1 机器码与真值………………………………………………………………………………………….12
1-3-2 原码 ……………………………………………………………………………………………………….12
1-3-3 反码 ……………………………………………………………………………………………………….13
1-3-4 补码 ……………………………………………………………………………………………………….14
1-3-5 数码运算…………………………………………………………………………………………………15
1-4 编码……………………………………………………………………………………………………………………17
1-4-1 BCD 码……………………………………………………………………………………………………17
1-4-2 格雷码 ……………………………………………………………………………………………………18
1-4-3 奇偶检验码……………………………………………………………………………………………..20
1-4-4 CRC 码……………………………………………………………………………………………………20
1-4-5 ASCII 码………………………………………………………………………………………………….21
小结 ……………………………………………………………………………………………………………………………22
习题 ……………………………………………………………………………………………………………………………22
第 2 章 逻辑代数基础 …………………………………………………………………………………………… 23
2-1 逻辑代数的基本定理和规则 …………………………………………………………………………………23
2-1-1 逻辑代数公理………………………………………………………………………………………….23
2-1-2 逻辑代数定理………………………………………………………………………………………….23
2-1-3 逻辑代数规则………………………………………………………………………………………….25
2-2 逻辑函数的表示方法……………………………………………………………………………………………27
2-2-1 逻辑表达式……………………………………………………………………………………………..27
2-2-2 真值表 ……………………………………………………………………………………………………27
2-2-3 逻辑图 ……………………………………………………………………………………………………28
2-3 逻辑函数表达形式与变换…………………………………………………………………………………….28
CONTENTS ???
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数字逻辑(第三版)
2-3-1 积之和 ……………………………………………………………………………………………………29
2-3-2 和之积 ……………………………………………………………………………………………………29
2-3-3 zui小项标准形式………………………………………………………………………………………29
2-3-4 zui大项标准形式………………………………………………………………………………………31
2-4 逻辑函数的化简 ………………………………………………………………………………………………….34
2-4-1 与或式的化简………………………………………………………………………………………….34
2-4-2 或与式的化简………………………………………………………………………………………….36
2-5 卡诺图………………………………………………………………………………………………………………..37
2-5-1 卡诺图构成……………………………………………………………………………………………..37
2-5-2 典型卡诺圈……………………………………………………………………………………………..39
2-5-3 卡诺图化简……………………………………………………………………………………………..42
2-5-4 无关项的卡诺图表示 ……………………………………………………………………………….45
小结 ……………………………………………………………………………………………………………………………46
习题 ……………………………………………………………………………………………………………………………47
第 3 章 组合逻辑 ………………………………………………………………………………………………… 49
3-1 门电路………………………………………………………………………………………………………………..49
3-1-1 二极管、三极管门电路 ……………………………………………………………………………49
3-1-2 TTL 门电路……………………………………………………………………………………………..52
3-1-3 CMOS 门电路…………………………………………………………………………………………..57
3-2 组合逻辑分析 ……………………………………………………………………………………………………..59
3-2-1 分析步骤…………………………………………………………………………………………………59
3-2-2 分析实例…………………………………………………………………………………………………60
3-3 组合逻辑设计 ……………………………………………………………………………………………………..62
3-3-1 设计步骤…………………………………………………………………………………………………62
3-3-2 问题的描述……………………………………………………………………………………………..62
3-3-3 设计实例…………………………………………………………………………………………………65
3-3-4 不完全项设计………………………………………………………………………………………….68
3-4 组合逻辑电路的险象……………………………………………………………………………………………70
3-4-1 险象的产生……………………………………………………………………………………………..71
3-4-2 险象的判断……………………………………………………………………………………………..71
3-4-3 险象的解决……………………………………………………………………………………………..72
3-5 常用的中规模组合逻辑构件的使用……………………………………………………………………….73
3-5-1 译码器 ……………………………………………………………………………………………………74
3-5-2 编码器 ……………………………………………………………………………………………………81
3-5-3 多路选择器……………………………………………………………………………………………..83
3-5-4 比较器 ……………………………………………………………………………………………………88
3-5-5 加法器 ……………………………………………………………………………………………………89
3-5-6 ALU………………………………………………………………………………………………………..93
目 录
3
小结 ……………………………………………………………………………………………………………………………98
习题 ……………………………………………………………………………………………………………………………99
第 4 章 同步时序逻辑 …………………………………………………………………………………………. 102
4-1 时序逻辑结构模型……………………………………………………………………………………………..102
4-1-1 结构模型……………………………………………………………………………………………….102
4-1-2 时序电路的分类…………………………………………………………………………………….104
4-2 触发器………………………………………………………………………………………………………………104
4-2-1 RS 触发器……………………………………………………………………………………………..104
4-2-2 D 触发器……………………………………………………………………………………………….107
4-2-3 JK 触发器 ……………………………………………………………………………………………..109
4-2-4 T 触发器 ……………………………………………………………………………………………….113
4-2-5 不同类型时钟触发器间的转换………………………………………………………………..113
4-2-6 集成触发器的参数 …………………………………………………………………………………118
4-3 同步时序逻辑分析……………………………………………………………………………………………..119
4-3-1 特性函数……………………………………………………………………………………………….119
4-3-2 激励表 ………………………………………………………………………………………………….119
4-3-3 状态图、状态表…………………………………………………………………………………….119
4-3-4 波形图 ………………………………………………………………………………………………….121
4-3-5 分析实例……………………………………………………………………………………………….121
4-4 同步时序逻辑设计……………………………………………………………………………………………..126
4-4-1 原始状态图和状态表 ……………………………………………………………………………..127
4-4-2 状态表化简……………………………………………………………………………………………131
4-4-3 状态分配……………………………………………………………………………………………….137
4-4-4 设计实例……………………………………………………………………………………………….141
4-5 常用的中规模同步时序逻辑构件的使用………………………………………………………………145
4-5-1 寄存器 ………………………………………………………………………………………………….145
4-5-2 计数器 ………………………………………………………………………………………………….148
小结 ………………………………………………………………………………………………………………………….157
习题 ………………………………………………………………………………………………………………………….157
第 5 章 脉冲产生电路 …………………………………………………………………………………………. 161
5-1 多谐振荡器 ……………………………………………………………………………………………………….161
5-1-1 TTL 环形振荡器 …………………………………………………………………………………….161
5-1-2 MOS 多谐振荡器 ……………………………………………………………………………………163
5-2 单稳态触发器 ……………………………………………………………………………………………………164
5-3 施密特触发器 ……………………………………………………………………………………………………166
5-4 555 定时器及其应用…………………………………………………………………………………………..168
5-4-1 555 定时器…………………………………………………………………………………………….168
5-4-2 单稳态触发器………………………………………………………………………………………..169
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数字逻辑(第三版)
5-4-3 多谐振荡器……………………………………………………………………………………………170
5-4-4 施密特振荡器………………………………………………………………………………………..171
小结 ………………………………………………………………………………………………………………………….172
习题 ………………………………………………………………………………………………………………………….172
第 6 章 数 / 模与模 / 数转换电路 ……………………………………………………………………………… 174
6-1 数/模转换电路 …………………………………………………………………………………………………..174
6-1-1 权电阻网络 DAC ……………………………………………………………………………………174
6-1-2 倒 T 形电阻网络 DAC …………………………………………………………………………….175
6-1-3 DAC 的主要技术指标……………………………………………………………………………..176
6-1-4 集成 DAC 举例 ………………………………………………………………………………………177
6-1-5 DAC 转换器应用举例……………………………………………………………………………..179
6-2 模/数转换电路 …………………………………………………………………………………………………..181
6-2-1 逐次比较型 ADC ……………………………………………………………………………………184
6-2-2 双积分型 ADC ……………………………………………………………………………………….187
6-2-3 ADC 的主要技术指标……………………………………………………………………………..189
6-2-4 集成 ADC 举例 ………………………………………………………………………………………189
6-2-5 ADC 应用举例 ……………………………………………………………………………………….191
小结 ………………………………………………………………………………………………………………………….193
习题 ………………………………………………………………………………………………………………………….193
第 7 章 编程逻辑 ………………………………………………………………………………………………. 195
7-1 阵列示意图 ……………………………………………………………………………………………………….195
7-1-1 ROM……………………………………………………………………………………………………..195
7-1-2 阵列示意图概述…………………………………………………………………………………….196
7-2 CPLD ………………………………………………………………………………………………………………..198
7-2-1 PLA………………………………………………………………………………………………………198
7-2-2 PAL………………………………………………………………………………………………………199
7-2-3 GAL………………………………………………………………………………………………………200
7-2-4 CPLD 简介 …………………………………………………………………………………………….201
7-2-5 CPLD 编程原理………………………………………………………………………………………203
7-3 FPGA………………………………………………………………………………………………………………..204
7-3-1 FPGA 编程原理 ……………………………………………………………………………………..204
7-3-2 Altera FPGA 典型结构…………………………………………………………………………….205
7-3-3 Xilinx FPGA 典型结构…………………………………………………………………………….209
7-4 VHDL ……………………………………………………………………………………………………………….212
7-4-1 VHDL 概述 ……………………………………………………………………………………………212
7-4-2 VHDL 基本结构……………………………………………………………………………………..213
7-4-3 VHDL 数据类型与表达式 ……………………………………………………………………….214
7-4-4 VHDL 基本语句……………………………………………………………………………………..219
目 录
5
7-4-5 ModelSim 仿真 ……………………………………………………………………………………….225
7-4-6 组合逻辑设计实例 …………………………………………………………………………………231
7-4-7 时序逻辑设计实例 …………………………………………………………………………………238
小结 ………………………………………………………………………………………………………………………….245
习题 ………………………………………………………………………………………………………………………….246
第 8 章 数字系统综合设计 …………………………………………………………………………………… 247
8-1 设计流程…………………………………………………………………………………………………………..247
8-2 七段 LED 显示…………………………………………………………………………………………………..248
8-2-1 LED 显示原理………………………………………………………………………………………..248
8-2-2 电路设计……………………………………………………………………………………………….249
8-2-3 VHDL 设计 ……………………………………………………………………………………………250
8-3 交通灯控制 ……………………………………………………………………………………………………….252
8-3-1 系统需求……………………………………………………………………………………………….252
8-3-2 状态分析……………………………………………………………………………………………….253
8-3-3 系统设计……………………………………………………………………………………………….253
8-3-4 模块 VHDL 描述…………………………………………………………………………………….253
8-3-5 仿真与运行结果…………………………………………………………………………………….258
8-4 ADC 0804 数据采集……………………………………………………………………………………………258
8-4-1 ADC 0804 时序 ………………………………………………………………………………………258
8-4-2 原理图 ………………………………………………………………………………………………….259
8-4-3 VHDL 设计 ……………………………………………………………………………………………259
8-5 单周期 CPU 描述 ……………………………………………………………………………………………….261
8-5-1 MIPS 处理器概述 …………………………………………………………………………………..261
8-5-2 指令描述……………………………………………………………………………………………….262
8-5-3 微结构 ………………………………………………………………………………………………….263
8-6 单周期 CPU 设计 ……………………………………………………………………………………………….265
8-6-1 指令执行步骤………………………………………………………………………………………..265
8-6-2 取指令(IF)逻辑设计…………………………………………………………………………..265
8-6-3 指令译码(ID)逻辑设计……………………………………………………………………….266
8-6-4 指令执行(EXE)逻辑设计 ……………………………………………………………………270
8-6-5 存储器访问(MEM)逻辑设计 ……………………………………………………………….270
8-6-6 结果写回(WB)逻辑设计……………………………………………………………………..270
8-6-7 系统逻辑设计及仿真 ……………………………………………………………………………..271
小结 ………………………………………………………………………………………………………………………….273
习题 ………………………………………………………………………………………………………………………….274
附录 A 逻辑符号对照表 ………………………………………………………………………………………. 275
附录 B Quartus II 开发环境 …………………………………………………………………………………. 278
参考文献 ……………………………………………………………………………………………………………. 292
