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第1篇 原理、功能和设计应用 3

第1章 数字电路基础 3

1.1 概述 3

1.2 几种常用的数制 5

1.3 不同数制间的转换 6

1.4 二进制的算术运算 9

1.4.1 二进制算术运算的特点 9

1.4.2 反码、补码和补码运算 9

1.5 逻辑代数基础 12

1.5.1 二值逻辑和逻辑运算 12

1.5.2 逻辑代数中的三种基本运算 12

1.5.3 复合逻辑运算 13

1.6 逻辑函数及其描述方法 15

1.6.1 逻辑函数 15

1.6.2 逻辑函数的描述方法 15

1.6.3 逻辑函数的标准形式 17

1.6.4 逻辑函数公式、规则和常用表达式形式 19

1.6.5 逻辑代数的三个规则 20

1.7 逻辑函数化简 21

1.7.1 公式法化简 21

1.7.2 卡诺图化简法 22

本章小结 27

本章习题 27

第2章 逻辑门电路 29

2.1 半导体器件的开关特性 29

2.1.1 二极管的开关特性 29

2.1.2 三极管的开关特性 30

2.1.3 MOS管的开关特性 32

2.2 分立元件门电路 33

2.2.1 二极管与门电路 33

2.2.2 二极管或门电路 35

2.2.3 三极管反相器（非门） 36

2.2.4 复合门电路 37

2.3 TTL逻辑门电路 38

2.3.1 TTL与非门内部结构和工作原理 38

2.3.2 TTL反相器的特性和主要参数 39

2.3.3 其他功能和类型的TTL路门电路 43

2.4 CMOS门电路 49

2.4.1 CMOS反相器 49

2.4.2 其他CMOS门电路 53

本章小结 56

本章习题 57

第3章 组合逻辑电路 61

3.1 概述 61

3.1.1 组合逻辑电路的方框图及特点 61

3.1.2 组合逻辑电路的分析方法 61

3.1.3 组合逻辑电路的一般设计方法 63

3.2 常用组合逻辑电路 65

3.2.1 加法器 65

3.2.2 乘法器 69

3.2.3 数字比较器 71

3.2.4 编码器 74

3.2.5 译码器 80

3.2.6 数据选择器 87

3.2.7 数据分配器 90

3.3 用集成电路实现组合逻辑函数 91

3.3.1 用集成数据选择器实现组合逻辑函数 91

3.3.2 用译码器实现组合逻辑函数 93

3.3.3 用加法器实现组合逻辑函数 94

3.4 组合电路中的竞争冒险 96

3.4.1 组合电路中的竞争冒险现象 96

3.4.2 组合电路中的竞争冒险判别方法 97

3.4.3 组合电路中的竞争冒险消除方法 98

本章小结 100

本章习题 100

第4章 触发器 104

4.1 概述 104

4.2 触发器的电路结构与动作特点 104

4.2.1 基本RS触发器的电路结构与动作特点 104

4.2.2 同步RS触发器的电路结构与动作特点 106

4.2.3 主从触发器的电路结构和动作特点 107

4.2.4 边沿触发器的电路结构和动作特点 109

4.3 触发器的逻辑功能及其描述方法 111

4.3.1 触发器按逻辑功能的分类 111

4.3.2 触发器的电路结构与逻辑功能的关系 114

4.4 触发器逻辑功能的转换 114

4.4.1 集成触发器 114

4.4.2 触发器的相互转换 115

本章小结 116

本章习题 117

本章习题解答 119

第5章 时序逻辑电路 122

5.1 概述 122

5.1.1 时序电路的分析方法 122

5.1.2 时序电路分析举例 122

5.2 同步计数器 124

5.3 异步计数器 127

5.4 集成计数器 129

5.4.1 集成计数器 129

5.4.2 用集成计数器构成任意进制计数器 131

5.5 寄存器 134

5.5.1 数据寄存器 134

5.5.2 移位寄存器 135

本章小结 138

本章习题 138

本章习题解答 140

第6章 脉冲波形的产生与整形 144

6.1 脉冲信号的基本参数 144

6.2 施密特触发器 145

6.2.1 施密特触发器的基本概念 145

6.2.2 由CMOS门构成的施密特触发器 146

6.2.3 施密特触发器的应用 148

6.3 单稳态触发器 150

6.3.1 单稳态触发器的基本概念 150

6.3.2 由CMOS门构成的微分型单稳态触发器 150

6.3.3 集成单稳态触发器 154

6.3.4 单稳态触发器的应用 155

6.4 多谐振荡器 156

6.4.1 由CMOS非门构成的多谐振荡器 157

6.4.2 CMOS石英晶体振荡器 159

6.5 555定时器及应用 160

6.5.1 CMOS集成定时器7555的电路结构和工作原理 160

6.5.2 555定时器构成的施密特触发器 162

6.5.3 555定时器构成的多谐振荡器 163

6.5.4 555定时器构成的单稳态触发器 165

本章小结 168

本章习题 168

第7章 数模与模数转换电路 173

7.1 D/A转换器 173

7.2 A/D转换器 179

本章小结 190

本章习题 191

第8章 存储器 192

8.1 概述 192

8.2 只读存储器 193

8.2.1 可编程只读存储器 195

8.2.3 可擦除的可编程只读存储器 196

8.3 随机存储器 198

8.3.1 静态随机存储器 198

8.3.2 动态随机存储器 202

第2篇 实验 209

实验一 门电路逻辑功能及测试 209

一、实验目的 209

二、实验仪器及材料 209

三、预习要求 209

四、实验内容及步骤 209

五、实验报告 214

实验二 组合逻辑电路Ⅰ（半加器、全加器） 215

一、实验目的 215

二、实验仪器及材料 215

三、预习要求 215

四、实验内容及步骤 216

五、实验报告 219

实验三 组合逻辑电路Ⅱ（译码器和数据选择器） 220

一、实验目的 220

二、实验仪器及材料 220

三、实验内容及步骤 221

四、实验报告 222

实验四 触发器 223

一、实验目的 223

二、实验仪器及材料 223

三、实验内容及步骤 223

四、实验报告 226

实验五 时序电路（计数器、移位寄存器） 227

一、实验目的 227

二、实验仪器及材料 227

三、实验内容及步骤 228

四、实验报告 229

实验六 组合逻辑电路的设计和逻辑功能验证 230

一、实验目的 230

二、实验仪器及材料 230

三、注意事项及说明 230

四、实验内容、原理及步骤 231

五、实验报告和要求 234

实验七 D/A和A/D转换器 235

一、实验目的 235

二、实验仪器及材料 235

三、实验原理 235

四、实验内容及步骤 237

五、实验报告 239

六、预习要求 239

实验八 555时基电路的应用 240

一、实验目的 240

二、实验仪器及材料 240

三、实验原理 240

四、实验内容及步骤 242

五、实验报告 244

实验九 集成电路多种计数器综合应用 245

一、实验目的 245

二、实验仪器及材料 245

三、实验内容及步骤 245

四、实验报告 247

实验十 触发器及其应用 248

一、实验目的 248

二、实验原理 248

三、实验仪器及设备 251

四、实验内容 251

五、预习要求 253

六、实验报告 254

实验十一 移位寄存器及其应用 255

一、实验目的 255

二、实验原理 255

三、实验仪器及设备 256

四、实验内容 257

五、预习要求 258

六、实验报告 258

实验十二 中规模集成计数器的应用 259

一、实验目的 259

二、实验原理 259

三、实验仪器及设备 261

四、实验内容 261

五、预习要求 262

六、实验报告 262