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第1章 基础知识 1

1.1 量值的模拟表示和数字表示 1

1.1.1 模拟量的表示 1

1.1.2 量值的数字表示 2

1.2 二进制状态和逻辑状态 3

1.3 习题 6

第2章 逻辑门电路 7

2.1 基本功能和基本门电路 7

2.1.1 “与”逻辑和与门电路 7

2.1.2 “或”逻辑和或门电路 8

2.1.3 “非”逻辑和非门电路 9

2.1.4 基本门电路 9

2.2 组合门电路 10

2.2.1 与非(NAND)门 10

2.2.2 或非(NOR)门 10

2.2.3 等值门 11

2.2.4 异或(XOR)门 13

2.2.5 有两个输入的门电路的可能逻辑状态 13

2.3 有3个和多个输入的门电路 15

2.4 习题 16

第3章 电路分析 18

3.1 真值表和数字电路 18

3.1.1 有两个输入端的数字电路的真值表 18

3.1.2 有3个输入端的数字电路的真值表 19

3.2 逻辑函数表达式和数字电路 20

3.2.1 确定已知数字电路的逻辑函数表达式 20

3.2.2 根据给定逻辑函数表达式画出数字电路 22

3.3 理论逻辑关系和实际逻辑关系 23

3.3.1 实际逻辑关系的确定 23

3.3.2 查找错误 24

3.4 习题 25

第4章 逻辑代数 27

4.1 变量和常量 27

4.2 逻辑代数的基本定律 28

4.3 逻辑代数的运算规则 29

4.3.1 定理 29

4.3.2 交换律和结合律 30

4.3.3 分配律 31

4.3.4 摩根定理 33

4.3.5 约束规则 34

4.4 “与非”函数和“或非”函数 35

4.5 计算实例 38

4.6 习题 42

第5章 电路综合 43

5.1 按已知条件组成逻辑电路 43

5.2 标准范式 45

5.2.1 “或”标准范式 45

5.2.2 “与”标准范式 48

5.3 借助逻辑代数对“或”标准范式进行化简和变换 48

5.3.1 “或”标准范式的化简 48

5.3.2 “或”标准范式的变换 50

5.4 KV图(卡诺图) 50

5.4.1 二变量卡诺图 50

5.4.2 三变量卡诺图 54

5.4.3 四变量卡诺图 57

5.4.4 五变量卡诺图 60

5.4.5 多于5个变量的卡诺图 62

5.5 逻辑电路的计算 63

5.5.1 一般提示 63

5.5.2 数字换接电路 64

5.5.3 三选二电路 65

5.5.4 偶数电路 66

5.5.5 阈值电路 67

5.5.6 比较电路(比较器) 69

5.5.7 晶体管分类电路 69

5.6 几个电路设计任务 71

5.6.1 控制电路 71

5.6.2 奇数电路 71

5.6.3 多数选通电路 72

5.6.4 闭锁电路 72

5.6.5 防空触发电路 72

5.7 习题 73

第6章 开关电路系列 75

6.1 概述 75

6.2 二进制电压电平 76

6.3 正逻辑和负逻辑 77

6.4 电路特性 79

6.4.1 功耗 79

6.4.2 电平范围和传输时间 79

6.4.3 开关时间 80

6.4.4 负载因数 82

6.4.5 抗干扰性 83

6.4.6 线连接 84

6.5 DTL电路 85

6.5.1 概述 85

6.5.2 标准DTL电路 85

6.5.3 LSL电路 88

6.6 TTL电路 91

6.6.1 TTL门电路的结构和工作原理 91

6.6.2 标准TTL电路 95

6.6.2.1 电路 96

6.6.2.2 极限值数据和特性参数 98

6.6.2.3 特性曲线 100

6.6.2.4 功耗 105

6.6.3 低功率TTL(LTTL)电路 105

6.6.4 高速TTL(HTTL)电路 106

6.6.5 肖特基TTL(STTL)电路 106

6.6.6 低功率肖特基TTL(LSTTL)电路 108

6.6.7 重要特性的综合 108

6.7 ECL电路 109

6.8 MOS电路 112

6.8.1 静态充电带来的危险 112

6.8.2 PMOS电路 113

6.8.3 NMOS电路 115

6.8.4 CMOS(COS-MOS)电路 116

6.9 习题 123

第7章 与时间有关的二进制电路 125

7.1 概述 125

7.2 触发器的分类 128

7.3 非时钟控制的触发器 130

7.3.1 或非触发器(或非锁存器) 130

7.3.2 与非触发器(与非锁存器) 131

7.4 时钟状态控制的触发器 132

7.4.1 SR触发器 132

7.4.2 有主R输入端的SR触发器 134

7.4.3 E触发器 135

7.4.4 D触发器 135

7.4.5 数据表 135

7.5 时钟沿控制的触发器 137

7.5.1 脉冲门 139

7.5.2 单沿控制的SR触发器 140

7.5.3 单沿控制的T触发器 142

7.5.4 单沿控制的JK触发器 143

7.5.5 单沿控制的D触发器 146

7.5.6 双沿控制的SR触发器 148

7.5.7 双沿控制的JK触发器 149

7.5.8 其他触发器电路 152

7.6 时序图 153

7.7 特征方程 157

7.8 单稳态触发器 161

7.9 延迟门 164

7.10 习题 167

第8章 二进制码和数制 170

8.1 概述 170

8.2 二进制数制 170

8.2.1 二进制数制的结构 170

8.2.2 从二进制数变换成十进制数 171

8.2.3 从十进制数变换成二进制数 172

8.2.4 带小数点位的二进制数 172

8.2.5 二进制数的加法 173

8.2.6 二进制数的减法 174

8.2.6.1 直接减法 174

8.2.6.2 借助补数相加的减法 175

8.2.7 负二进制数 177

8.3 BCD代码 180

8.3.1 BCD代码计数法 180

8.3.2 BCD代码的加法 181

8.3.3 BCD代码的减法 182

8.4 其他四位组代码 184

8.4.1 余3码 184

8.4.2 阿依根(Aiken)代码 186

8.4.3 格雷(Gray)码 187

8.5 十六进制数制 189

8.5.1 十六进制数制的结构 189

8.5.2 从十六进制数变换成十进制数 189

8.5.3 从十进制数变换成十六进制数 190

8.5.4 从二进制数变换成十六进制数 191

8.5.5 从十六进制数变换成二进制数 194

8.6 八进制数制 194

8.6.1 八进制的结构 194

8.6.2 八进制数的变换 195

8.7 差错检测码 196

8.7.1 冗余的概念 196

8.7.2 扩展二进制码 197

8.7.3 五中取二码 198

8.7.4 五中取三码 199

8.7.5 七中取二码 200

8.8 纠错码 200

8.8.1 工作原理 200

8.8.2 汉明码 201

8.9 习题 204

第9章 代码和电平转换电路 207

9.1 译码器 207

9.1.1 译码器的计算 207

9.1.2 十进制码-BCD码译码器 209

9.1.3 BCD码-十进制码译码器 211

9.1.4 十进制码-余3码译码器 214

9.1.5 余3码-十进制码译码器 214

9.1.6 十进制码-7段码译码器 215

9.1.7 BCD码-7段码译码器 217

9.2 电平转换器 223

9.2.1 概述 223

9.2.2 电平转换器的结构 223

9.2.3 集成电平转换器 226

9.3 习题 227

第10章 计数器和分频器 228

10.1 计数和计数器类型 228

10.2 异步计数器 229

10.2.1 异步二进制计数器 229

10.2.1.1 二进制正向计数器 229

10.2.1.2 二进制反向计数器 235

10.2.1.3 可变换计数方向的二进制计数器 237

10.2.2 异步BCD计数器 239

10.2.2.1 BCD正向计数器 240

10.2.2.2 BCD反向计数器 242

10.2.2.3 可变换计数方向的BCD计数器 243

10.2.3 异步十进制计数器 244

10.2.3.1 BCD-十进制计数器 244

10.2.3.2 其他十进制计数器 245

10.2.4 异步模n计数器 245

10.2.4.1 模n计数器的原理 245

10.2.4.2 模5计数器 245

10.2.4.3 模60计数器 246

10.2.4.4 具有等待状态的模13计数器 247

10.2.5 异步预选计数器 248

10.2.6 用于阿依根码的异步计数器 248

10.2.7 用于余3码的异步计数器 249

10.3 同步计数器 249

10.3.1 同步原理 249

10.3.2 同步二进制计数器 250

10.3.2.1 二进制正向计数器 250

10.3.2.2 二进制反向计数器 252

10.3.2.3 可变换计数方向的二进制计数器 253

10.3.3 同步计数器的计算 254

10.3.3.1 计算方法 254

10.3.3.2 计算实例 254

10.3.4 同步BCD计数器 259

10.3.4.1 同步BCD正向计数器的计算 259

10.3.4.2 同步BCD正向计数器集成电路 262

10.3.5 用于余3码的同步计数器 263

10.4 分频器 267

10.4.1 分频比固定的异步分频器 267

10.4.2 分频比固定的同步分频器 270

10.4.3 分频比可调的分频器 271

10.5 习题 273

第11章 选择和连接电路 275

11.1 数据选择器、多路转接器、多路分路器 275

11.1.1 4位转1位数据选择器 275

11.1.2 2×4位转4位数据选择器 276

11.1.3 4×8位转8位数据选择器 277

11.1.4 16位转1位数据选择器-多路转接器 277

11.1.5 1位转4位多路分路器 279

11.2 地址译码器 280

11.2.1 2位地址译码器 280

11.2.2 4位地址译码器 281

11.3 数字比较器 282

11.3.1 1位比较器 282

11.3.2 用于BCD码的3位比较器 283

11.3.3 用于二进制码的4位比较器 284

11.4 总线(BUS)电路 287

11.4.1 结构和工作原理 287

11.4.2 总线标准 288

11.5 习题 289

第12章 寄存器和存储器 290

12.1 移位寄存器 290

12.1.1 用于串行输入和输出的移位寄存器 290

12.1.2 具有并行输出的移位寄存器 293

12.1.3 具有并行输出和并行输入的移位寄存器 294

12.1.4 环形寄存器 295

12.1.5 位移方向可转换的移位寄存器 296

12.2 存储寄存器 298

12.3 随机存取存储器(RAM) 298

12.3.1 静态RAM(SRAM) 299

12.3.1.1 采用TTL技术的RAM存储单元 299

12.3.1.2 采用NMOS技术的RAM存储单元 300

12.3.1.3 RAM存储矩阵的结构 301

12.3.2 动态RAM(DRAM) 301

12.3.2.1 动态RAM的存储单元 301

12.3.2.2 动态RAM的特点 303

12.3.3 存储器的结构和参数 303

12.3.3.1 存储器结构 303

12.3.3.2 存储器参数 306

12.3.3.3 RAM实例 306

12.4 只读存储器(ROM) 314

12.5 可编程只读存储器(PROM) 319

12.6 可擦可编程只读存储器 320

12.6.1 只读存储器EPROM和REPROM 320

12.6.2 只读存储器EEROM(EEPROM)和EAROM 326

12.7 磁芯存储器 327

12.7.1 环形存储磁芯 327

12.7.2 磁芯存储矩阵 328

12.7.3 写入和读出过程 328

12.8 磁泡存储器 330

12.8.1 磁泡 330

12.8.2 磁泡环线 331

12.8.3 信息的写入 333

12.8.4 信息的读出 333

12.8.5 磁泡存储器的结构 334

12.9 习题 335

第13章 数模转换器和模数转换器 337

13.1 数模转换器 337

13.1.1 数模转换的原理 337

13.1.2 采用分级电阻的DA转换器 338

13.1.3 R/2R-DA转换器 340

13.2 模数转换器 341

13.2.1 模数转换的原理 341

13.2.2 锯齿式AD转换器 343

13.2.3 双斜率式AD转换器 345

13.2.4 补偿式AD转换器 346

13.2.5 采用电压-频率转换的AD转换器 348

13.2.6 采用直接比较的AD转换器 349

13.3 习题 350

第14章 计算电路 351

14.1 半加器 351

14.2 全加器 352

14.3 并行加法器电路 354

14.4 串行加法器电路 356

14.5 减法器电路 358

14.5.1 半减器 358

14.5.2 全减器 359

14.5.3 4位减法器电路 360

14.5.4 带有全加器的减法器电路 361

14.6 加减器 362

14.7 乘法电路 364

14.7.1 并行乘法电路 365

14.7.2 串行乘法电路 367

14.8 习题 369

第15章 微处理器和微型计算机 370

15.1 作为通用电路的微处理器 370

15.2 运算逻辑单元(ALU) 370

15.3 累加器 373

15.4 带有数据存储器的累加器 374

15.5 程序控制的简易计算机 376

15.6 微处理器组件 378

15.6.1 微处理器的类型 378

15.6.2 SAB8080A型微处理器 379

15.6.3 微处理器的辅助模块 382

15.7 微型计算机 383

15.8 习题 385

第16章 习题答案 386