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第1章 逻辑代数基础 1

1.1 概述 1

1.1.1 数制与码制 1

1.1.2 算术运算和逻辑运算 7

1.2 逻辑代数中的三种基本运算 8

1.2.1 逻辑与运算(逻辑乘) 8

1.2.2 逻辑或运算(逻辑加) 9

1.2.3 逻辑非运算 9

1.2.4 复合逻辑运算 10

1.3 逻辑代数的基本定理 11

1.3.1 逻辑代数的定理和恒等式 11

1.3.2 逻辑代数的基本规则 13

1.4 逻辑函数及其表示方法 14

1.4.1 逻辑函数的表示方法 14

1.4.2 逻辑函数的两种标准形式 16

1.5 逻辑函数的公式化简法 18

1.5.1 合并项法 19

1.5.2 吸收法 19

1.5.3 消去法 19

1.5.4 配项法 19

1.6 逻辑函数的卡诺图化简法 20

1.6.1 卡诺图的组成 20

1.6.2 用卡诺图表示逻辑函数 21

1.6.3 用卡诺图化简逻辑函数 22

1.7 具有约束项的逻辑函数及其化简 28

1.7.1 约束项的定义 28

1.7.2 约束项在卡诺图化简中的应用 28

本章小结 29

自我检测题 29

习题 30

第2章 逻辑门电路 33

2.1 半导体二极管和三极管的开关特性 33

2.1.1 半导体二极管的开关特性 33

2.1.2 半导体三极管的开关特性 35

2.2 分立元件门电路 36

2.2.1 二极管与门 37

2.2.2 二极管或门 37

2.2.3 三极管非门 38

2.3 TTL 集成门电路 39

2.3.1 TTL 与非门 39

2.3.2 其他类型的 TTL 门电路 42

2.4 CMOS 门电路 44

2.4.1 CMOS 反相器 44

2.4.2 其他类型的 CMOS 电路 46

2.5 TTL 电路与 CMOS 电路的接口电路 47

2.5.1 用 TTL 电路驱动 CMOS 电路 48

2.5.2 用 CMOS 电路驱动 TTL 电路 48

本章小结 49

自我检测题 49

习题 50

第3章 组合逻辑电路 52

3.1 组合逻辑电路的分析和设计 52

3.1.1 组合逻辑电路的分析 52

3.1.2 组合逻辑电路的设计 54

3.2 常用组合逻辑电路 55

3.2.1 编码器 55

3.2.2 译码器 60

3.2.3 数据选择器 69

3.2.4 数据分配器 73

3.2.5 加法器 75

3.2.6 数值比较器 78

3.3 组合逻辑电路的竞争冒险 83

3.3.1 竞争与冒险 83

3.3.2 冒险的判别和消除 84

本章小结 86

自我检测题 86

习题 88

第4章 触发器 92

4.1 触发器的电路结构与动作特点 92

4.1.1 基本 RS 触发器的电路结构与动作特点 92

4.1.2 同步 RS 触发器的电路结构与动作特点 95

4.1.3 主从触发器的电路结构与动作特点 97

4.1.4 边沿触发器的电路结构与动作特点 100

4.2 触发器的逻辑功能及其描述方法 104

4.2.1 触发器按逻辑功能的分类 104

4.2.2 触发器的电路结构和逻辑功能的关系 108

4.2.3 不同逻辑功能的触发器之间的相互转换 109

本章小结 111

自我检测题 111

习题 112

第5章 时序逻辑电路 116

5.1 概述 116

5.1.1 时序逻辑电路的基本结构及特点 116

5.1.2 时序逻辑电路的分类 117

5.1.3 时序逻辑电路功能的描述方法 117

5.2 时序逻辑电路分析 118

5.2.1 时序逻辑电路分析的一般步骤 118

5.2.2 同步时序逻辑电路分析举例 119

5.2.3 异步时序逻辑电路的分析举例 121

5.3 同步时序逻辑电路的设计方法 123

5.3.1 同步时序逻辑电路设计举例 124

5.4 常用的时序逻辑电路 129

5.4.1 计数器 129

5.4.2 寄存器 141

5.4.3 顺序脉冲发生器和序列脉冲检测器 145

本章小结 148

自我检测题 149

习题 150

第6章 脉冲波形的产生和整形 157

6.1 施密特触发器 157

6.1.1 由门电路组成的施密特触发器 158

6.1.2 集成施密特触发器 159

6.1.3 施密特触发器的应用 159

6.2 单稳态触发器 160

6.2.1 用门电路组成单稳态触发器 160

6.2.2 集成单稳态触发器 162

6.3 多谐振荡器 162

6.3.1 对称式多谐振荡器 162

6.3.2 非对称式多谐振荡器 163

6.3.3 环形振荡器 164

6.3.4 用施密特触发器构成多谐振荡器 165

6.3.5 石英晶体多谐振荡器 165

6.4 555定时器及其应用 166

6.4.1 555定时器电路结构与功能 166

6.4.2 用555定时器构成施密特触发器 167

6.4.3 用555定时器构成单稳态触发器 168

6.4.4 用555定时器构成多谐振荡器 169

本章小结 170

自我检测题 171

习题 172

第7章 半导体存储器 174

7.1 只读存储器(ROM) 174

7.1.1 ROM 的分类 174

7.1.2 ROM 的基本结构 175

7.1.3 ROM 的工作原理 176

7.1.4 ROM 的寻址方式 178

7.1.5 ROM 芯片举例 179

7.1.6 ROM 应用举例 180

7.2 随机存储器 182

7.2.1 RAM 的基本结构 183

7.2.2 静态随机存取存储器 183

7.2.3 动态随机存取存储器 186

7.2.4 RAM 芯片介绍 190

7.3 存储器容量的扩充 191

7.3.1 位(并联)扩充 191

7.3.2 字(串联)扩充 191

本章小结 192

自我检测题 192

习题 193

第8章 可编程逻辑器件 195

8.1 可编程逻辑器件(PLD)概述 195

8.1.1 可编程逻辑器件的发展简介 195

8.1.2 可编程逻辑器件的一般结构 196

8.1.3 PLD 的基本结构 197

8.2 可编程逻辑阵列(PLA) 198

8.2.1 PLA 的结构 198

8.2.2 用 PLA 实现组合逻辑电路 199

8.2.3 用 PLA 实现时序逻辑电路 200

8.3 可编程阵列逻辑(PAL) 202

8.3.1 PAL 的基本类型 202

8.3.2 PAL 器件的型号及芯片引脚 203

8.3.3 用 PAL 实现逻辑电路 208

8.4 通用阵列逻辑 GAL 210

8.4.1 通用阵列逻辑器件的特点 210

8.4.2 GAL 器件的结构 211

8.4.3 GAL 的使用 216

8.4.4 GAL 器件的开发工具及应用 216

8.5 现场可编程门阵列 223

8.5.1 FPGA 的分类 223

8.5.2 FPGA 的结构和工作原理 224

8.5.3 FPGA 的应用 228

本章小结 229

自我检测题 229

习题 230

第9章 数-模和模-数转换 232

9.1 D/A 转换器 233

9.1.1 权电阻网络 D/A 转换器 233

9.1.2 T 型电阻网络 D/A 转换器 234

9.1.3 权电流源型 D/A 转换器 237

9.1.4 具有双极性输出的 D/A 转换器 237

9.1.5 D/A 转换器的转换精度与转换速度 239

9.2 A/D 转换器(ADC) 240

9.2.1 A/D 转换的基本原理 240

9.2.2 采样——保持电路 240

9.2.3 直接 A/D 转换器 241

9.2.4 间接 A/D 转换器 245

9.2.5 A/D 转换器的转换精度与转换速度 250

本章小结 250

自我检测题 251

习题 252

附录1 ABEL 软件介绍 253

附录2 Electronics Workbench 5.0的基本使用 269