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第1章 数字电路基础 1

1.1 概述 1

1.2 数制和码制 2

1.2.1 常用计数制及其相互转换 2

1．十进位计数制 2

2．二进位计数制 3

3．十六进位计数制 4

1.2.2 码制 4

1.3 逻辑代数基础 5

1.3.1 逻辑代数的三种基本运算 5

1．与运算 6

2．或运算 6

3．非运算 7

4．复合逻辑运算 7

1.3.2 逻辑代数的基本公式和常用公式 8

1．基本公式 8

2．常用公式 9

1.3.3 逻辑代数的基本规则 11

1．代入规则 11

2．反演规则 11

3．对偶规则 11

1.4 逻辑函数的建立及其表示方法 12

1.5 逻辑函数的化简 13

1.5.1 逻辑函数的最简形式 13

1.5.2 逻辑函数的公式化简法 14

1．并项法 14

2．吸收法 14

3．消去法 14

4．配项法 15

1.5.3 用卡诺图化简逻辑函数 15

1．逻辑函数的最小项及其性质 15

2．用卡诺图表示逻辑函数 17

3．用卡诺图化简逻辑函数 19

1.6 具有任意项逻辑函数的化简 21

习题 22

第2章 集成逻辑门电路 25

2.1 分立元件门电路 25

2.1.1 半导体二极管和三极管的开关特性 25

1．半导体二极管的开关特性 25

2．半导体三极管的开关特性 26

2.1.2 分立元件门电路 28

1．二极管门电路 28

2．二极管-三极管门电路 29

2.1.3 二进制逻辑图形符号 30

1．二进制逻辑单元的组成 30

2．逻辑状态与逻辑电平 30

3．逻辑约定及其图形符号 31

2.2 TTL集成门电路 33

2.2.1 概述 33

2.2.2 TTL与非门的工作原理 33

1．电路结构及工作原理 33

2．电压传输特性 34

3．TTL与非门的噪声容限 35

4．输入特性和输出特性 36

5．TTL与非门的动态特性 39

6．门电路多余输入端的处理 40

2.2.3 集电极开路门和三态门 41

1．集电极开路门（OC） 41

2．三态输出门（TSL） 44

2.2.4 TTL与非门电路的改进 46

2.3 MOS门电路 48

2.3.1 NMOS反相器 48

2.3.2 CMOS反相器 49

1．电路结构及工作原理 49

2．CMOS反相器的传输特性 49

3．CMOS反相器的功率损耗 51

2.3.3 MOS与非门及或非门 54

1．NMOS与非门及或非门 54

2．CMOS与非门及或非门 55

2.3.4 CMOS传输门和双向模拟开关 55

2.3.5 CMOS三态门 57

习题 58

第3章 组合逻辑电路 65

3.1 概述 65

3.2 组合逻辑电路的分析 65

3.2.1 分析组合逻辑电路的一般步骤 66

3.2.2 几种常用组合逻辑电路的分析 66

1．加法器的分析 66

2．数据选择器的分析 68

3．多路分配器的分析 70

4．数码比较器的分析 71

3.3 组合逻辑电路的设计 75

3.3.1 组合逻辑电路设计的几种方法 75

3.3.2 组合逻辑电路设计的一般步骤 76

3.4 用逻辑门实现组合逻辑电路的设计 77

3.4.1 一般组合逻辑电路的设计 77

1．单输出组合逻辑电路的设计 77

2．多输出组合逻辑电路的设计 78

3.4.2 编码器的设计 81

1．概述 81

2．3位二进制编码器的设计 81

3．二-十进制优先权编码器的设计 82

3.4.3 译码器的设计 84

1．概述 84

2．二进制译码器的设计 84

3．二-十进制译码器的设计 86

4．七段字形译码器的设计 88

3.4.4 组合逻辑电路中的竞争与冒险 97

1．竞争、冒险产生的原因 97

2．逻辑冒险及其消除方法 98

3．功能冒险及其抑制措施 99

3.5 用MSI实现组合逻辑电路设计 100

3.5.1 用数据选择器实现多种组合逻辑功能 100

1．用数据选择器实现逻辑函数 100

2．用双4选1数据选择器构成1位全减器 103

3．等值数码比较器 104

3.5.2 用译码器实现多种组合逻辑功能 105

1．用译码器实现逻辑函数 105

2．用二进制译码器作各种BCD码译码器 106

3．用译码器作多路分配器 107

3.5.3 用全加器实现多种组合逻辑功能 108

1．用全加器实现编码转换 108

2．8421BCD码加法器 110

习题 112

第4章 集成触发器 116

4.1 概述 116

4.2 基本RS触发器 116

4.2.1 用与非门构成的基本RS触发器 116

1．电路组成 116

2．工作原理 117

4.2.2 集成基本RS触发器 119

4.3 时钟触发器 121

4.3.1 同步RS触发器 121

1．电路组成 121

2．工作原理 121

3．触发方式 123

4．关于空翻现象 124

4.3.2 主从结构触发器 124

1．主从RS触发器 124

2．主从JK触发器 127

3．主从T和T′触发器 131

4.3.3 边沿触发器 132

1．TTL边沿触发器 132

2．CMOS边沿触发器 137

4.4 触发器逻辑功能的转换 140

4.4.1 由D触发器转换为其它逻辑功能的触发器 141

1．从D触发器到JK触发器的转换 141

2．从D触发器到T、T′触发器的转换 141

4.4.2 由JK触发器转换为其它逻辑功能的触发器 142

1．从JK触发器到D触发器的转换 142

2．从JK触发器到T、T′触发器的转换 142

习题 143

第5章 时序逻辑电路 150

5.1 概述 150

5.2 时序逻辑电路的分析 151

5.2.1 分析时序逻辑电路的一般步骤 151

5.2.2 寄存器和移位寄存器的分析 152

1．概述 152

2．寄存器的分析（CT74LS175） 152

3．移位寄存器的分析 154

5.2.3 计数器的分析 162

1．概述 162

2．同步计数器的分析 162

3．异步计数器的分析 168

4．移位计数器的分析 173

5.2.4 顺序脉冲发生器 177

1．计数器型顺序脉冲发生器 177

2．移位寄存器型顺序脉冲发生器 178

5.3 时序逻辑电路的设计 179

5.3.1 时序逻辑电路设计的几种方法 179

5.3.2 时序逻辑电路设计的一般步骤 180

5.3.3 用SSI实现同步时序逻辑电路设计的几个实例 181

1．111数据检测器的设计 181

2．同步计数器的设计 184

3．报纸零售机的设计 186

5.3.4 用MSI实现时序逻辑 190

1．用MSI计数器实现任意进制计数器 190

2．计数器作乘、除法运算 200

3．寄存器的应用 203

4．综合应用 205

习题 209

第6章 大规模集成电路 218

6.1 概述 218

6.2 存储器 219

6.2.1 读写存储器RAM 219

1．RAM的结构 220

2．静态存储单元 223

3．动态存储单元 225

6.2.2 只读存储器ROM 227

1．ROM的结构 227

2．PROM 230

3．EPROM 232

6.3 可编程逻辑器件PLD 233

6.3.1 概述 233

6.3.2 可编程只读存储器PROM 235

6.3.3 可编程逻辑阵列PLA 238

1．用PLA实现组合逻辑电路的设计 238

2．用PLA实现时序逻辑电路的设计 239

6.3.4 可编程阵列逻辑PAL 240

1．与或输出型 242

2．带反馈型结构 243

3．具有反馈的寄存器输出 243

4．具有异或功能及反馈的寄存器输出 243

6.3.5 通用阵列逻辑GAL 245

1．基本组成 248

2．输出逻辑宏单元OLMC的结构 248

3．输出逻辑宏单元OLMC的功能配置 252

4．GAL器件的编程 256

习题 256

第7章 A/D与D/A转换器 258

7.1 概述 258

7.2 D/A转换器 259

7.2.1 倒T型电阻网络D/A转换器 259

7.2.2 集成D/A转换器及主要技术参数 261

1．集成D/A转换器 261

2．主要技术参数 262

7.3 A/D转换器 263

7.3.1 A/D转换的一般步骤及分类 263

1．A/D转换的一般步骤 263

2．A/D转换器的分类 266

7.3.2 逐次渐近型A/D转换器 266

7.3.3 双积分型A/D转换器 269

习题 273

第8章 脉冲波形的产生与整形 275

8.1 概述 275

8.2 集成555定时器 276

8.2.1 电路结构及工作原理 276

1．电路结构 276

2．工作原理 278

8.2.2 应用电略实例 279

1．用555定时器构成施密特触发器 279

2．用555定时器构成单稳态触发器 281

3．用555定时器构成多谐振荡器 283

8.3 多谐振荡器 287

8.3.1 环形振荡器 287

1．最简单的环形振荡器 287

2．带RC延迟电路的环形振荡器 288

3．调频范围更宽的环形振荡电路 291

8.3.2 晶体振荡器 292

1．石英晶体的基本特性 292

2．CMOS石英晶体多谐振荡器 292

3．TTL石英晶体多谐振荡器 293

8.4 脉冲整形电路 294

8.4.1 用门电路构成施密特触发器 294

1．TTL与非门组成的施密特触发器 295

2．TTL集成施密特触发门电路 296

3．集成施密特触发器应用举例 296

8.4.2 用门电路构成单稳态触发器 297

1．TTL与非门组成的单稳态触发器 297

2．CMOS集成单稳态触发器 300

3．集成单稳态触发器应用举例 301

习题 302

参考文献 305