《数字逻辑与VHDL程序设计》由冯福生等编著，本书作为从数字电路设计向大规模集成电路开发过渡的教材，首先介绍了数字逻辑电路的一些基本概念和传统设计方法，然后介绍了VHDL语言的基本要素，并通过实例讲述了采用VHDL语言描述基本的数字电路的方法和过程，最后介绍了采用VHDL语言进行数字系统开发的设计流程、设计步骤、设计思想和典型实例，可作为计算机、电子、通信、机电一体化等专业的教材和参考书，同时也可作为数字电路设计人员的自学参考书。

《数字逻辑与VHDL程序设计》由冯福生等编著，本书包括数字逻辑基础和VHDL语言程序设计两大部分，共分九章。第1章主要介绍数字逻辑基础(数制、码制、逻辑代数、逻辑函数等)，第2章主要介绍可编程逻辑器件和MAX+plus II软件使用，第3章～第6章主要介绍典型数字逻辑器件及其工作原理，第7章主要介绍VHDL语言基础，第8章主要介绍基于VHDL的基本数字电路设计，第9章主要介绍几个典型数字系统设计。在书的后面设置了3个附录，分别介绍VHDL语言的保留字，常用的VHDL开发软件和QuartusII软件的使用。每章后面都有习题和思考题。为方便教师教学，本书配有多媒体电子教案。

《数字逻辑与VHDL程序设计》可作为计算机、电子、通信、机电一体化等专业的教材和参考书，同时也可作为数字电路设计人员的自学参考书。

第1章 数字逻辑基础 1

 1.1 数字电路与数字信号 1

1.1.1 数字技术的发展和应用 1

1.1.2 模拟信号和数字信号 1

1.1.3 数字信号的描述方法 1

 1.2 数制与码制 2

1.2.1 进位计数制 2

1.2.2 进位计数制的相互转换 3

1.2.3 二进制编码 4

1.2.4 字符编码 5

 1.3 逻辑函数 5

1.3.1 逻辑函数的基本概念 5

1.3.2 基本逻辑运算 6

1.3.3 几种常用的逻辑运算 7

1.3.4 逻辑函数的表示方法 10

 1.4 逻辑代数 10

1.4.1 逻辑代数的基本定律 10

1.4.2 逻辑代数运算的基本规则 11

1.4.3 用逻辑代数化简逻辑函数 12

 1.5 卡诺图 12

1.5.1 逻辑函数的最小项 13

1.5.2 卡诺图的结构 13

1.5.3 用卡诺图化简逻辑函数 15

1.5.4 具有约束的逻辑函数的化简 16

 1.6 逻辑系列及其特性 16

1.6.1 TTL系列简介 16

1.6.2 TTL系列参数和特性 17

1.6.3 CMOS系列简介 20

1.6.4 射极耦合逻辑系列简介 21

 习题 21

第2章 可编程逻辑器件及MAX+plusⅡ的使用 23

 2.1 简单可编程逻辑器件 23

2.1.1 PLD 23

2.1.2 PLA 24

2.1.3 PAL 25

2.1.4 GAL 26

 2.2 复杂可编程逻辑器件（CPLD） 28

2.2.1 CPLD概述 28

2.2.2 CPLD的基本结构 28

2.2.3 CPLD的编程 29

 2.3 现场可编程门阵列（FPGA） 30

2.3.1 FPGA概述 30

2.3.2 FPGA的基本结构 30

2.3.3 FPGA的编程 31

2.3.4 CPLD/FPGA主流产品 31

 2.4 MAX+plusⅡ的使用 33

2.4.1 MAX+plusⅡ概述 33

2.4.2 设计输入 38

2.4.3 LPM和IP核 50

2.4.4 项目编译 53

2.4.5 项目校验 55

2.4.6 器件编程与配置 61

 习题 63

第3章 组合逻辑电路 64

 3.1 组合逻辑电路的分析和设计 64

3.1.1 组合逻辑电路的分析 64

3.1.2 组合逻辑电路的设计 66

3.1.3 组合逻辑电路中的竞争冒险 68

 3.2 编码器和译码器 70

3.2.1 编码器的基本原理 70

3.2.2 译码器的基本原理 72

 3.3 数据选择器和比较器 76

3.3.1 数据选择器的基本原理 76

3.3.2 比较器的基本原理 78

 3.4 算术运算电路 80

3.4.1 一位半加器和全加器的基本原理 80

3.4.2 多位加法器的基本原理 82

3.4.3 减法器的基本原理 83

 习题 84

第4章 锁存器和触发器 86

 4.1 概述 86

 4.2 锁存器 86

4.2.1 SR锁存器的基本原理 87

4.2.2 D锁存器的基本原理 89

 4.3 触发器 92

4.3.1 RS型触发器的基本原理 92

4.3.2 JK触发器的基本原理 94

4.3.4 D触发器的基本原理 97

 习题 100

第5章 时序逻辑电路 102

 5.1 时序逻辑电路的基本概念 102

 5.2 时序逻辑电路的分析和设计 103

5.2.1 时序逻辑电路的分析 103

5.2.2 时序逻辑电路的设计 106

 5.3 寄存器 107

5.3.1 寄存器的基本原理 107

5.3.2 移位寄存器的基本原理 108

 5.4 计数器 110

 习题 116

第6章 存储器 117

 6.1 随机存储器（RAM） 117

6.1.1 随机存储器概述 117

6.1.2 随机存储器的结构与基本原理 117

 6.2 只读存储器（ROM） 121

6.2.1 只读存储器（ROM）概述 121

6.2.2 只读存储器的结构与基本原理 121

 6.3 存储器容量的扩充 126

6.3.1 字长位数扩展 126

6.3.2 字存储容量扩展 127

 习题 128

第7章 VHDL语言基础 130

 7.1 VHDL简介 130

7.1.1 VHDL的特点 131

7.1.2 VHDL语言的发展趋势 132

7.1.3 Verilog HDL 133

 7.2 VHDL语言的程序结构 134

7.2.1 库 136

7.2.2 实体 140

7.2.3 结构体 142

7.2.4 程序包 148

7.2.5 配置 151

 7.3 VHDL语言的词法 161

7.3.1 标识符 161

7.3.2 词法单元 162

7.3.3 数据对象 164

7.3.4 数据类型 177

7.3.5 运算符 190

 7.4 VHDL语言的语法 194

7.4.1 顺序语句 194

7.4.2 并行语句 207

 思考题与习题 239

第8章 基于VHDL的基本数字电路设计 241

 8.1 组合逻辑电路的设计 241

8.1.1 门电路设计 241

8.1.2 三态门及总线缓冲器电路设计 249

8.1.3 编码器设计 253

8.1.4 译码器设计 256

8.1.5 多路选择器设计 259

8.1.6 比较器设计 262

8.1.7 运算电路设计 263

 8.2 时序逻辑电路设计 266

8.2.1 时钟描述 266

8.2.2 复位描述 268

8.2.3 触发器设计 270

8.2.4 锁存器 276

8.2.5 寄存器设计 279

8.2.6 移位寄存器 280

8.2.7 计数器 281

8.2.8 分频器 286

 8.3 状态机 287

8.3.1 状态机概述 287

8.3.2 状态机的建模 288

8.3.3 状态机的设计步骤 291

8.3.4 状态机的设计实例 292

8.3.5 Moore型状态机的复位 301

8.3.6 Moore型状态机的信号输出方式 305

 思考题与习题 311

第9章 典型数字系统设计 317

 9.1 数字系统概述 317

9.1.1 数字系统的组成 317

9.1.2 数字系统的设计方法 317

9.1.3 设计的基本准则 321

 9.2 微波炉控制芯片的设计 323

9.2.1 芯片概述 323

9.2.2 芯片功能设计 324

9.2.3 VHDL程序实现 325

 9.3 交通灯控制器的设计 334

9.3.1 设计要求 334

9.3.2 交通灯系统组成 335

9.3.3 交通灯模块电路的VHDL语言实现 336

思考题与习题 343

附录A VHDL保留字 344

附录B 常用VHDL开发软件 345

附录C QuartusII软件的使用 346

 C.1 启动Quartus II 346

 C.2 VHDL语言输入与编译 350

 C.3 文件下载 351

 C.4 使用Flash Loader（JTAG模式）下载EPCS器件 353

参考文献 356