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9章：数制与编码、逻辑代数基础、组合逻辑、同步时序逻辑、异步时序逻辑、脉冲产生电路、数/模与模/数转换电路、编程逻辑及EDA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。

本书第一版被教育部评为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。
随着IC（集成电路）工艺和计算机硬件技术的飞速发展以及两者的相互渗透，数字逻辑设计方法发生了很大的变化：元件规模从简单逻辑功能的分离器件到实现复合逻辑的中大规模IC以及SoC，器件类型从通用逻辑芯片到ASIC以及PLD半用户定制电路，设计模式也从传统的以基本具体的逻辑单元搭建数字电路的方式到采用硬件语言抽象描述和软硬件协同设计的EDA设计环境。因此，《数字逻辑》教程必须顺应当前主流技术的发展，与时俱进。
数字逻辑课程与教材在不同的学校有不同的名称，不同的专业有不同的侧重点。编者经历了二十余年的一线教学，参与教材编写也已逾十年，深刻体会到这门课程的发展。与IT相关的专业，如计算机、电子、通信、自动化等中，硬件系统都是一个重要内容。如何在有限的篇幅里，让学生掌握数字系统逻辑设计的基础知识与主流技术，具有综合应用能力，是编者的责任所在。
本教材全面详尽地论述经典数字逻辑（组合逻辑和时序逻辑）和现代逻辑设计（编程逻辑），具有以下三个特色：
（1）可编程逻辑。可编程逻辑器件及其设计方法是对经典逻辑设计的一个重要补充，而且发展相当迅猛。笔者非常认同当前现状，结合多年的SoC研究与设计经验，以较大的篇幅详细阐述了可编程原理、可编程器件和可编程设计方法。避免了某些教科书只蜻蜓点水地介绍一些抽象的可编程原理，或罗列几个可编程器件的表面文章做法。
（2）HDL设计语言与EDA环境。HDL是当今SoC设计的主流技术。教材全面介绍了VHDL语言基础以及典型用法，并给出了在Quartus环境下的设计流程。VHDL语法介绍条理清楚，应用实例由浅入深，设计环境图文并茂。
（3）CPU综合数字系统。“单周期CPU描述与设计”实例将数字逻辑和计算机微结构很好地融合在一起。数字逻辑是微处理器的设计基础，后者又为前者提供了广阔的应用和设计空间。可以说，如果读者完全掌握这个过程，就具有担任产品研发工程师的实力了。同时，这些实例也可以作为数字逻辑课程的设计题目。
本教材共分9章：数制与编码、逻辑代数基础、组合逻辑、同步时序逻辑、异步时序逻辑、脉冲产生电路、数/模与模/数转换电路、编程逻辑和数字系统综合设计。全书由朱勇教授主编，由高晓清、曾西洋副教授任副主编。其中，朱勇教授编写数制与编码、编程逻辑及数字系统综合设计部分，高晓清副教授编写同步时序逻辑、异步时序逻辑、脉冲产生电路和数/模与模/数转换电路部分，曾西洋副教授编写逻辑代数基础与组合逻辑部分。汪玉蓉、王文斌、周湜、周游、杨琳、陈笑春、李泾为本教材的出版提供了帮助，在此一并表示感谢。
本教材适合作为高校计算机、电子信息、自动化等相关专业教材，以及从事相关领域工程技术人员的参考书。
对于教材中的不妥之处，敬请同仁和读者批评指正。

编 者
2013年7月

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
2-3-1 积之和 29
2-3-2 和之积 29
2-3-3 最小项标准形式 29
2-3-4 最大项标准形式 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
2-6 蕴涵法化简逻辑函数 46
小结 49
习题 49
第3章 组合逻辑 51
3-1 门电路 51
3-1-1 二极管、三极管门电路 51
3-1-2 TTL门电路 54
3-1-3 CMOS门电路 59
3-2 组合逻辑分析 61
3-2-1 分析步骤 61
3-2-2 分析实例 62
3-3 组合逻辑设计 64
3-3-1 设计步骤 64
3-3-2 问题的描述 64
3-3-3 设计实例 67
3-3-4 不完全项设计 70
3-4 组合逻辑电路的险象 72
3-4-1 险象的产生 73
3-4-2 险象的判断 73
3-4-3 险象的解决 74
3-5 常用的中规模组合逻辑构件的使用 75
3-5-1 译码器 76
3-5-2 编码器 83
3-5-3 多路选择器 85
3-5-4 比较器 90
3-5-5 加法器 91
3-5-6 ALU 95
小结 100
习题 101
第4章 同步时序逻辑 104
4-1 时序逻辑结构模型 104
4-1-1 结构模型 104
4-1-2 时序电路的分类 106
4-2 触发器 106
4-2-1 RS触发器 106
4-2-2 D触发器 109
4-2-3 JK触发器 111
4-2-4 T触发器 115
4-2-5 不同类型时钟触发器间的转换 115
4-2-6 集成触发器的参数 120
4-3 同步时序逻辑分析 121
4-3-1 特性函数 121
4-3-2 激励表 121
4-3-3 状态图、状态表 121
4-3-4 波形图 123
4-3-5 分析实例 123
4-4 同步时序逻辑设计 128
4-4-1 原始状态图和状态表 129
4-4-2 状态表化简 133
4-4-3 状态分配 139
4-4-4 设计实例 143
4-4-5 不完全状态逻辑设计 147
4-5 常用的中规模同步时序逻辑构件的使用 150
4-5-1 寄存器 150
4-5-2 计数器 153
小结 162
习题 162
第5章 异步时序逻辑 166
5-1 异步时序逻辑电路的特点 166
5-1-1 基本概念 166
5-1-2 分析和设计异步时序电路的几点规定 166
5-2 脉冲异步时序逻辑分析 167
5-2-1 分析步骤 167
5-2-2 分析实例 168
5-3 脉冲异步时序逻辑设计 173
5-3-1 设计步骤 173
5-3-2 设计实例 174
5-4 常用中规模异步计数器 181
小结 182
习题 182
第6章 脉冲产生电路 184
6-1 多谐振荡器 184
6-1-1 TTL环形振荡器 184
6-1-2 MOS多谐振荡器 186
6-2 单稳态触发器 187
6-3 施密特触发器 189
6-4 555定时器及其应用 191
6-4-1 555定时器 191
6-4-2 单稳态触发器 192
6-4-3 多谐振荡器 193
6-4-4 施密特振荡器 194
小结 195
习题 195
第7章 数/模与模/数转换电路 197
7-1 数/模转换电路 197
7-1-1 权电阻网络DAC 197
7-1-2 倒T形电阻网络DAC 198
7-1-3 DAC的主要技术指标 199
7-1-4 集成DAC举例 200
7-1-5 DAC转换器应用举例 202
7-2 模/数转换电路 204
7-2-1 逐次比较型ADC 207
7-2-2 双积分型ADC 210
7-2-3 ADC的主要技术指标 212
7-2-4 集成ADC举例 212
7-2-5 ADC应用举例 214
小结 216
习题 216
第8章 编程逻辑 218
8-1 阵列示意图 218
8-1-1 ROM 218
8-1-2 阵列示意图概述 219
8-2 CPLD 221
8-2-1 PLA 221
8-2-2 PAL 222
8-2-3 GAL 223
8-2-4 CPLD简介 224
8-2-5 CPLD编程原理 226
8-3 FPGA 227
8-3-1 FPGA编程原理 227
8-3-2 Altera FPGA典型结构 228
8-3-3 Xilinx FPGA典型结构 232
8-4 VHDL 235
8-4-1 VHDL概述 235
8-4-2 VHDL基本结构 236
8-4-3 VHDL数据类型与表达式 237
8-4-4 VHDL基本语句 242
8-4-5 Quartus II开发环境 248
8-4-6 组合逻辑设计实例 252
8-4-7 时序逻辑设计实例 256
小结 262
习题 263
第9章 数字系统综合设计 264
9-1 设计流程 264
9-2 七段LED显示 265
9-2-1 LED显示原理 265
9-2-2 电路设计 266
9-2-3 VHDL设计 267
9-3 交通灯控制 269
9-3-1 系统需求 269
9-3-2 状态分析 270
9-3-3 系统设计 270
9-3-4 模块VHDL描述 270
9-3-5 仿真与运行结果 275
9-4 ADC 0804数据采集 275
9-4-1 ADC 0804时序 275
9-4-2 原理图 276
9-4-3 VHDL设计 276
9-5 单周期CPU描述 278
9-5-1 MIPS处理器概述 278
9-5-2 指令描述 279
9-5-3 微结构 280
9-6 单周期CPU设计 282
9-6-1 指令执行步骤 282
9-6-2 取指令（IF）逻辑设计 282
9-6-3 指令译码（ID）逻辑设计 283
9-6-4 指令执行（EXE）逻辑设计 287
9-6-5 存储器访问（MEM）逻辑设计 287
9-6-6 结果写回（WB）逻辑设计 287
9-6-7 系统逻辑设计及仿真 288
小结 290
习题 290
附录A 逻辑符号对照表 291
参考文献 294

主要著译者顺序姓名学历职称学科专长通讯地址1朱勇 硕士 教授 计算机工作单位武汉纺织大学 邮政编码 电话 2 工作单位 邮政编码 电话 3 工作单位 邮政编码 电话 审校者（主审者） 学历 工作单位 邮政编码 电话 职称 工作单位 邮政编码 电话

讲解细致，图文并茂