逻辑设计基础（原书第5版）

　　本书详细阐述了理解逻辑设计基本概念所必需的理论，全书共20章。包括布尔代数，逻辑门设计、触发器、状态机等基本概念。通过将触发器和逻辑门电路相结合，学生学习如何设计计数器、加法器、序列检测器以及与之类似的电路。本书使用可编程逻辑设备和VHDL硬件描述语言介绍了现代的设计技术，并强调了VHDL在逻辑电路仿真及计算机辅助设计中所起的作用。本书可作为电子工程，计算机科学专业学生学习数字系统逻辑设计的入门教材，并为学生进一步学习数字系统设计和开关理论的高级知识奠定了基础，同时本书也是理想的自学教材。本书详细地阐述了理解逻辑设计基本概念所必需的理论，主要内容包括布尔代数，逻辑门设计，锁存器，触发器，状态机等基本概念，通过将触发器和逻辑门电路相结合，讲解如何设计计数器、加法器，序列检测器以及与之类似的电路，本书还介绍了VHDL硬件描述语言在组合逻辑设计，时序逻辑设计和简单数字系统设计中的应用。本书适合作为高等院校电子工程，计算机科学及相关专业的本科生和研究生的教材，也适合工程专业人员参考。

　　CharlesH.Roth，Jr分别在明尼苏达大学、麻省理工学院和斯坦福大学获得电子工程学学士、硕士和博士学位。于1961年进入得克萨斯大学奥斯汀分校任教，目前是该校电子和计算机工程系的教授。他在逻辑设计的数学中开发了一种自定学习进度的教程，因其杰出的工程教学效果而获得GeneralDynamics奖。他的教学和研究领域包括：微计算机系统、数字系统理论和设计、计算机辅助教学等。

第1章  数制系统及其转换入门        1
1.1  数字系统与开关电路        3
1.2  数制系统及其转换        5
1.3  二进制运算        8
1.4  负数的表示        10
1.4.1  补码的加法        12
1.4.2  反码的加法        13
1.5  二进制编码        14
习题        17
第2章  布尔代数        19
2.1  简介        23
2.2  基本运算        24
2.3  布尔表达式及真值表        26
2.4  基本定理        27
2.5  交换律、结合律与分配律        29
2.6  化简定理        30
2.7  展开及因式分解        32
2.8  德摩根定律        34
习题        35
布尔代数的定律及定理        39
第3章  布尔代数（续）        41
3.1  表达式的展开及因式分解        44
3.2  异或与同或运算        46
3.3  蕴涵定理        48
3.4  开关表达式的代数化简        49
3.5  等式成立的证明        51
循序渐进练习        53
习题        55
第4章  布尔代数的应用、小项与大项展开式        59
4.1  文字描述向布尔等式的转换        63
4.2  用真值表设计组合逻辑        64
4.3  小项与大项展开式        65
4.4  通用的小项与大项展开式        68
4.5  不完全给定函数        70
4.6  真值表构建举例        72
4.7  二进制加法器与减法器的设计        74
习题        78
第5章  卡诺图        85
5.1  开关函数的最简形式        92
5.2  两变量卡诺图和三变量卡诺图        93
5.3  四变量卡诺图        97
5.4  用基本首要蕴涵项确定最简表达式        99
5.5  五变量卡诺图        104
5.6  卡诺图的其他应用        105
5.7  卡诺图的其他形式        107
循序渐进练习        108
习题        112
第6章  奎因-麦克拉斯基法        117
6.1  首要蕴涵项的确定        121
6.2  首要蕴涵项表        123
6.3  Petrick法        126
6.4  不完全给定函数的化简        127
6.5  采用代入变量的卡诺图化简        128
6.6  小结        129
循序渐进练习        130
习题        133
第7章  多级门电路/与非门和或非门        135
7.1  多级门电路        138
7.2  与非门和或非门        141
7.3  使用与非门和或非门的两级电路设计        143
7.4  使用与非门和或非门的多级电路设计        146
7.5  用门的替代符号转换电路        146
7.6  两级、多输出电路的设计        148
7.7  多输出与非门和或非门电路        152
习题        153
第8章  用门电路设计和仿真组合电路        157
8.1  复习组合电路的设计        159
8.2  使用有限扇入门设计电路        160
8.3  门延迟和时序图        162
8.4  组合电路中的冒险        163
8.5  逻辑电路的仿真与测试        166
习题        168
设计习题        170
第9章  多路选择器、译码器和可编程逻辑器件        175
9.1  简介        178
9.2  多路选择器        178
9.3  三态缓冲器        180
9.4  译码器和编码器        182
9.5  只读存储器        184
9.6  可编程逻辑器件        188
9.6.1  可编程逻辑阵列        188
9.6.2  可编程阵列逻辑        191
9.7  复杂可编程逻辑器件        193
9.8  现场可编程门阵列        194
习题        197
第10章  VHDL入门        201
10.1  组合逻辑电路的VHDL描述        204
10.2  多路选择器的VHDL模型        206
10.3  VHDL模型        208
10.4  信号与常量        212
10.5  数组        213
10.6  VHDL运算符        215
10.7  包与库        217
10.8  IEEE标准逻辑        218
10.9  VHDL代码的编译与仿真        220
习题        222
设计习题        224
第11章  锁存器与触发器        229
11.1  简介        232
11.2  S-R锁存器        233
11.3  门控D锁存器        236
11.4  边沿触发D触发器        237
11.5  S-R触发器        239
11.6  J-K触发器        240
11.7  T触发器        242
11.8  带有附加输入端的触发器        243
11.9  小结        244
习题        245
循序渐进练习        250
第12章  寄存器与计数器        253
12.1  寄存器和寄存器传输        256
12.2  移位寄存器        260
12.3  二进制计数器的设计        264
12.4  其他顺序的计数器        268
12.5  用S-R触发器和J-K触发器设计计数器        272
12.6  触发器输入方程的导出-小结        275
习题        278
第13章  时序电路分析        285
13.1  时序奇偶校验器        289
13.2  信号跟踪及时序图分析        291
13.3  状态转换表与状态转换图        294
13.4  时序电路的通用模型        300
循序渐进练习        303
习题        307
第14章  状态转换图与状态转换表的导出        313
14.1  序列检测器的设计        315
14.2  更复杂的设计问题        319
14.3  建立状态转换图的方法        323
14.4  串行数据代码的转换        327
14.5  字母数字状态转换图标注        330
循序渐进练习        332
习题        337
第15章  状态转换表的化简及状态赋值        343
15.1  冗余状态的消除        349
15.2  等价状态        351
15.3  用蕴涵表确定状态的等价        352
15.4  等价的时序电路        355
15.5  不完全给定的状态转换表        356
15.6  触发器输入方程式的导出        357
15.7  等价的状态赋值        360
15.8  状态赋值的方法        363
15.9  单跃变状态赋值的应用        367
习题        368
第16章  时序电路设计        377
16.1  时序电路设计方法小结        378
16.2  设计实例-代码转换器        379
16.3  迭代电路的设计        381
16.4  用ROM和PLA设计时序电路        385
16.5  用CPLD设计时序电路        388
16.6  用FPGA设计时序电路        391
16.7  时序电路的仿真与测试        393
16.8  计算机辅助设计概述        397
设计习题        399
补充习题        404
第17章  用于时序逻辑的VHDL        407
17.1  用VHDL进程建立触发器模型        410
17.2  用VHDL进程建立寄存器和计数器模型        413
17.3  用VHDL进程建立组合逻辑模型        417
17.4  时序机建模        419
17.5  VHDL代码的综合        424
17.6  更多关于进程和顺序语句的内容        427
习题        428
仿真习题        433
第18章  算术运算电路        435
18.1  带累加器的串行加法器        436
18.2  并行乘法器的设计        439
18.3  二进制除法器的设计        443
循序渐进练习        447
习题        450
第19章  使用SM图的状态机设计        457
19.1  状态机流程图        458
19.2  SM图的推导        462
19.3  SM图的实现        467
习题        471
第20章  用于数字系统设计的VHDL        475
20.1  串行加法器的VHDL代码        477
20.2  二进制乘法器的VHDL代码        478
20.3  二进制除法器的VHDL代码        487
20.4  掷骰子游戏模拟器的VHDL代码        488
20.5  要点总结        491
习题        492
实验设计习题        494
附录A  MOS及CMOS逻辑        497
附录B  VHDL语言小结        503
附录C  定理的证明        509
附录D  国内外逻辑门图形符号对照        511
参考文献        513
部分学习指导与习题的答案        515