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1 数制与码制 1

1.1 数制 1

1.1.1 概述 1

1.1.2 常用数制 2

1.1.3 数制转换 3

1.1.4 二进制数的算术运算 6

1.2 码制 6

1.2.1 二进制码 6

1.2.2 二—十进制(BCD)码 8

1.2.3 字符、数字代码 11

习题 12

2 逻辑代数基础 13

2.1 概述 13

2.1.1 3种基本逻辑 13

2.1.2 逻辑代数与逻辑变量 13

2.1.3 逻辑函数及其表示方法 14

2.2 逻辑代数中的运算 14

2.2.1 3种基本逻辑运算 14

2.2.2 实现基本逻辑运算的电路 15

2.2.3 复合逻辑运算 16

2.3 逻辑代数的公式 18

2.3.1 基本公式 18

2.3.3 常用公式 19

2.3.2 异或、同或逻辑的公式 19

2.4 逻辑代数的基本规则 20

2.4.1 代入规则 20

2.4.2 反演规则 20

2.4.3 对偶规则 21

2.5 逻辑函数的表达式 21

2.5.1 逻辑函数的常见表达式 21

2.5.2 逻辑函数的标准表达式 22

2.6 逻辑函数的化简 24

2.6.1 化简的意义和最简的标准 24

2.6.2 公式化简法(公式法) 25

2.6.3 卡诺图化简法 26

2.6.4 非完全描述逻辑函数的化简 35

2.6.5 最简与或式的转换 37

习题 37

3 集成逻辑门电路 39

3.1 三极管反相器 39

3.1.1 三极管开关特性 39

3.1.2 三极管反相器 41

3.2 TTL 门电路 42

3.2.1 典型 TTL 与非门 43

3.2.2 改进型 TTL 与非门 49

3.2.3 其他类型的 TTL 门电路 52

3.3 ECL 和 I2L 门电路简介 57

3.3.1 ECL(射极耦合逻辑)门电路 57

3.3.2 I2L(集成注入逻辑)门电路 58

3.4 CMOS 门电路 59

3.4.1 CMOS 反相器 59

3.4.2 其他类型的 CMOS 电路 60

习题 62

4 组合逻辑电路 68

4.1 SSI 构成的组合逻辑电路的分析和设计 68

4.1.1 组合逻辑电路的分析 68

4.1.2 组合逻辑电路的设计 70

4.2 中规模集成组合逻辑的电路(MSI) 73

4.2.1 编码器 73

4.2.2 译码器 76

4.2.3 数据选择器 86

4.2.4 数值比较器 90

4.2.5 全加器 93

4.2.6 奇偶校验器 95

4.3 竞争和冒险 97

4.3.1 竞争和冒险的概念 98

4.3.2 逻辑冒险 99

4.3.3 功能冒险 99

4.3.4 冒险的消除方法 99

习题 101

5.2 基本 SRFF 103

5.2.1 与非门构成的基本 SRFF 103

5.1 概述 103

5 触发器 103

5.2.2 或非门构成的基本 SRFF 106

5.3 钟控电位触发器 107

5.3.1 钟控 SRFF 107

5.3.2 钟控 DFF 109

5.3.3 钟控触发器的触发方式与空翻 109

5.3.4 触发器与锁存器 110

5.4 常用触发器 110

5.4.1 DFF 110

5.4.2 SRFF 113

5.4.3 JKFF 114

5.4.4 TFF 和 T？FF 117

5.5 CMOS FF 118

5.5.1 CMOS DFF 119

5.5.2 CMOS JKFF 119

5.6 触发器逻辑功能的转换 120

5.7 集成触发器的参数 121

5.8 触发器小结 122

5.9 触发器应用举例 123

习题 125

6 时序逻辑电路 130

6.1 概述 130

6.2 时序电路的分析 131

6.3 时序电路的设计 136

6.3.1 同步时序电路的设计 136

6.3.2 脉冲异步时序电路的设计 142

6.4.1 寄存器 144

6.4 寄存器和移存器 144

6.4.2 移位寄存器 146

6.5 计数器 153

6.5.1 二进制计数器 153

6.5.2 十进制计数器 157

6.5.3 任意进制计数器 161

6.5.4 移存型计数器 168

6.6 序列码发生器 171

6.7 顺序脉冲发生器 175

习题 177

7.1 概述 185

7 脉冲信号的产生和变换 185

7.2 集成定时器 186

7.3 555定时器应用 188

7.3.1 自激多谐振荡器 188

7.3.2 施密特触发器 190

7.3.3 单稳态触发器 192

习题 195

8 D/A 和 A/D 变换 198

8.1 数模转换(D/A) 198

8.1.1 D/A 转换原理 198

8.1.2 DAC 200

8.1.3 DAC 的主要参数和意义 202

8.2.1 通用型8位 D/A 转换器 DAC 0808 204

8.2 常用集成 DAC 204

8.2.2 8位双缓冲 D/A 转换器 DAC 0832 205

8.3 模数转换(A/D) 207

8.3.1 A/D 转换的一般过程 207

8.3.2 ADC 209

8.3.3 ADC 的主要参数和意义 214

8.4 常用集成 ADC 215

8.4.1 8位8输入逐次逼近式 ADC 0808/0809 215

8.4.2 8位16输入逐次逼近式 ADC 0816/0817 218

习题 221

9.1.1 ROM 的结构及工作原理 223

9 半导体存储器 223

9.1 只读存储器(ROM) 223

9.1.2 固定 ROM 225

9.1.3 可编程 ROM(PROM) 225

9.1.4 可改写只读存储器(EPROM) 226

9.1.5 E2PROM 227

9.1.6 快闪存储器(Flash Memory) 228

9.1.7 ROM 的应用 229

9.2 随机存储器(RAM) 231

9.2.1 静态 RAM(SRAM) 231

9.2.2 动态 RAM(DRAM) 236

9.3.1 串行存储器的结构和工作原理 239

9.3 串行存储器(SAM) 239

9.3.2 M0S 移位寄存器 240

9.3.3 电荷耦合器件(CCD)移位寄存器 241

习题 241

10 可编程逻辑器件 242

10.1 PLD 的基本结构 242

10.2 PLD 的表示方法 243

10.3 PLD 的分类 244

1O.3.1 PLD 集成度的分类 244

10.3.2 PLD 的制造工艺分类 245

10.5 可编程阵列逻辑 PAL 246

10.4 可编程逻辑阵列 PLA 246

10.6 通用阵列逻辑 GAL 249

10.7 现场可编程门阵列 FPGA 255

10.7.1 FPGA 的基本结构 255

10.7.2 FPGA 的 GLB 和 ЮB 256

1O.7.3 FPGA 的互连资源 IR 258

10.8 在系统可编程逻辑器件 ISP-PLD 260

10.8.1 低密度 ISP-PLD 261

10.8.2 高密度 ISP-PLD 262

习题 270

11 数字系统设计基础 271

11.1 概述 271

11.1.1 数字系统的基本模型 271

11.1.2 数字系统的定时 273

11.1.3 数字系统的设计步骤 274

11.2 寄存器传输语言 RTL 275

11.2.1 寄存器间的信息传输 275

11.2.2 算术操作 276

11.2.3 逻辑操作 277

11.2.4 移位操作 278

11.2.5 条件控制语句 278

11.3 数字系统设计的描述工具 279

11.3.1 方框图 279

11.3.2 算法流程图 280

11.3.3 算法状态机(ASM)图 281

11.4.1 系统设计 285

11.4 数字系统的设计举例 285

11.4.2 数字系统的实现(逻辑设计与电路设计) 287

11.5 PLD 在数字系统设计中的应用 294

11.5.1 使用 PLD 器件的优点 294

11.5.2 用 GAL 实现数字系统 295

11.6 VHDL 语言 298

11.6.1 VHDL 的基本构件 299

11.6.2 VHDL 的基本编程语言 303

11.6.3 VHDL 语言构造体的描述方式 311

11.6.4 用 VHDL 设计电路 313

习题 321

附录 322

参考文献 334