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绪论 1

第1章 数制与编码 3

1.1 数制 3

1.1.1 进位记数制 3

1.1.2 十进制数 4

1.1.3 二进制数 4

1.1.4 任意进制数 6

1.2 数制转换 7

1.2.1 多项式替代法 7

1.2.2 基数乘除法 8

1.2.3 数码直接代换法 11

1.2.4 转换精度 12

1.3 二进制代码 14

1.3.1 二-十进制编码 14

1.3.2 格雷码 17

1.3.3 奇偶校验码 18

1.3.4 字符代码 19

本章小结 20

思考题及习题 21

第2章 逻辑代数与逻辑函数 23

2.1 逻辑代数的基本知识 23

2.1.1 基本概念 23

2.1.2 基本逻辑运算 24

2.1.3 逻辑代数的基本定理、规则和公式 28

2.2 逻辑运算符的完备性 34

2.3 复合逻辑运算 35

2.3.1 “与非”及“或非”复合逻辑运算 36

2.3.2 “与或非”复合逻辑运算 37

2.3.3 “异或”和“同或”复合逻辑运算 37

2.4 逻辑函数表达式的表示方法 39

2.4.1 “与-或”和“或-与”表达式 39

2.4.2 逻辑函数的标准表达式 40

2.4.3 不完全确定的逻辑函数 46

2.5 逻辑函数的几何图形表示方法 48

2.5.1 维恩(Venn)图 48

2.5.2 逻辑函数的 n 维体表示 49

2.5.3 卡诺(Karnaugh)图 51

2.6 逻辑函数的化简 56

2.6.1 代数化简法 56

2.6.2 卡诺图化简法 59

本章小结 62

思考题及习题 63

第3章 集成逻辑门电路 66

3.1 开关器件 66

3.1.1 晶体二极管开关 66

3.1.2 晶体三极管开关 68

3.1.3 MOS 场效应管开关 72

3.2.2 主要性能参数 74

3.2.1 电路结构及工作原理 74

3.2 DTL 门电路 74

3.2.3 HTL 与非门 77

3.3 TTL 门电路 78

3.3.1 TTL 与非门 78

3.3.2 TTL 与非门的派生电路 88

3.4 其他双极型集成门电路 95

3.4.1 ECL 集成逻辑门 95

3.4.2 I2L 集成逻辑门 98

3.5 MOS 逻辑门电路 99

3.5.1 NMOS 逻辑门 100

3.5.2 CMOS 逻辑门 104

思考题及习题 112

本章小结 112

第4章 组合逻辑电路 116

4.1 概述 116

4.2 组合逻辑电路的分析 117

4.2.1 分析步骤 117

4.2.2 实例分析 118

4.3 组合逻辑电路的设计 123

4.3.1 组合逻辑电路设计概要 123

4.3.2 输入无反变量组合逻辑电路的设计 126

4.3.3 多输出组合逻辑电路的设计 129

4.4 常用组合逻辑电路 134

4.4.1 编码器 134

4.4.2 译码器 139

4.4.3 数码比较器 151

4.4.4 加法器 155

4.4.5 数据选择器 161

4.5 组合逻辑电路的竞争和险象 166

4.5.1 竞争与险象的基本概念 166

4.5.2 险象的产生和分类 167

4.5.3 险象的判别 169

4.5.4 险象的消除 171

本章小结 172

思考题及习题 173

5.1.1 基本 R-S 触发器 176

5.1 触发器的基本形式——R-S 触发器 176

第5章 触发器 176

5.1.2 钟控 R-S 触发器 180

5.2 J-K 触发器 182

5.2.1 简单 J-K 触发器 182

5.2.2 主从 J-K 触发器 184

5.2.3 集成边沿触发 J-K 触发器 186

5.3 D 触发器 188

5.3.1 D 触发器的逻辑功能 188

5.3.2 维持阻塞型 D 触发器 188

5.3.3 集成化维持阻塞 D 触发器 190

5.4 T 触发器及触发器的激励表 191

5.4.1 T 触发器 191

5.4.2 触发器激励表 193

5.5 CMOS 集成触发器 194

5.5.1 CMOS 集成 D 触发器 194

5.5.2 CMOS 集成 J-K 触发器 196

本章小结 197

思考题及习题 198

第6章 时序逻辑电路 200

6.1 时序逻辑电路综述 200

6.1.1 时序逻辑电路的基本概念 200

6.1.2 时序逻辑电路的描述 202

6.2 同步时序逻辑电路的分析 204

6.2.1 同步时序逻辑电路的分析步骤 204

6.2.2 同步时序逻辑电路分析举例 205

6.3 同步时序逻辑电路的设计 210

6.3.1 设计步骤 210

6.3.2 状态指定 211

6.3.3 状态化简 213

6.3.4 状态编码和求函数表达式 220

6.3.5 自启动设计及画逻辑电路图 226

6.3.6 同步时序电路设计举例 231

6.4 异步时序逻辑电路的分析 235

6.4.1 脉冲型异步时序逻辑电路的分析 236

6.4.2 电位控制型异步时序逻辑电路的分析 239

6.4.3 异步时序电路的过渡过程 243

6.5 常用时序逻辑电路 244

6.5.1 寄存器 245

6.5.2 计数器 252

6.5.3 序列信号发生器 277

本章小结 281

思考题及习题 282

第7章 存储器 288

7.1 只读存储器(ROM) 288

7.1.1 固定 ROM 289

7.1.2 PROM 与 EPROM 292

7.1.3 ROM 的应用 295

7.2.1 用 PLA 进行组合逻辑设计 301

7.2 可编程序逻辑阵列(PLA) 301

7.2.2 用 PLA 进行同步时序逻辑电路的设计 303

7.3 随机存取存储器(RAM) 306

7.3.1 RAM 的结构及工作原理 307

7.3.2 RAM 的存储单元 309

7.3.3 RAM 容量的扩展及使用 314

本章小结 318

思考题及习题 318

第8章 数/模与模/数转换 320

8.1 D/A 转换器 320

8.1.1 D/A 转换器的构成及工作原理 320

8.1.2 D/A 转换器的转换精度与转换速度 332

8.1.3 集成 D/A 转换器 335

8.1.4 电子开关 338

8.2.1 采样/保持电路 341

8.2 A/D 转换器 341

8.2.2 A/D 转换器的构成及工作原理 345

8.2.3 集成 A/D 转换器 353

8.2.4 A/D 转换器的转换精度与转换时间 355

本章小结 356

思考题及习题 357

第9章 脉冲的产生与整形 361

9.1 集成555定时器 361

9.1.1 555定时器的结构 362

9.1.2 555定时器的工作原理及功能 362

9.2.1 555定时器构成单稳态触发器 364

9.2 单稳态电路 364

9.2.2 集成单稳态触发器 366

9.2.3 单稳态触发器的应用 369

9.3 多谐振荡器 370

9.3.1 555定时器构成多谐振荡器 371

9.3.2 RC 环形振荡器 373

9.3.3 石英晶体多谐振荡器 376

9.4 施密特触发器 377

9.4.1 555定时器构成施密特触发器 378

9.4.2 集成施密特触发器 379

9.4.3 施密特电路的应用 383

本章小结 384

思考题及习题 385

第10章 VHDL 语言与数字逻辑电路设计 387

10.1 VHDL 语言程序的结构 387

10.1.1 VHDL 语言基本单元及构成 387

10.1.2 子结构体 390

10.1.3 库和包 392

10.2 VHDL 语言的数据类型和操作符 395

10.2.1 标识符命名 395

10.2.2 客体类型 395

10.2.3 数据类型 396

10.2.4 运算操作符 401

10.3 VHDL 语言的描述方式及主要描述语句 403

10.3.1 并发语句 404

10.3.2 顺序语句 408

10.3.3 其他语句 417

10.4 数字逻辑基本电路的设计 422

10.4.1 门电路 422

10.4.2 译码器和选择器 424

10.4.3 加法器 426

10.4.4 触发器 428

10.4.5 寄存器 430

10.4.6 计数器与分频器 430

本章小结 431

思考题及习题 432

参考文献 433