数字电路与逻辑设计PDF电子书下载

第0章 绪论 1

0.1 数字技术发展史 1

0.2 脉冲信号与数字信号 2

0.3 数制与数制转换 3

0.4 算术运算与逻辑运算 6

第1章 逻辑函数 7

1.1 逻辑函数 7

1.1.1 基本逻辑运算 7

1.1.2 逻辑函数的基本定理 8

1.1.3 逻辑函数的基本运算规则 10

1.2 逻辑函数的标准型 11

1.2.1 逻辑函数的两种标准形式 11

1.2.2 将逻辑函数变换为标准型 13

1.3 几种常用的复合逻辑及其逻辑门 14

1.3.1 3种基本逻辑门 14

1.3.2 常用的复合逻辑及其逻辑门 15

1.3.3 正逻辑与负逻辑 17

1.4 逻辑函数的简化 18

1.4.1 逻辑代数简化法 18

1.4.2 卡诺图简化法 20

1.5 卡诺图的其他应用 26

1.6 多输出函数的简化 28

小结 30

思考题和习题 31

第2章 集成逻辑门 34

2.1 数字集成电路概述 34

2.2 晶体二极管和三极管的开关特性 34

2.2.1 晶体二极管的开关特性 34

2.2.2 晶体三极管的开关特性 36

2.3 TTL逻辑门 39

2.3.1 浅饱和型TTL与非门 39

2.3.2 TTL与非门的性能指标 41

2.3.3 其他系列TTL与非门 45

2.3.4 集电极开路与非门（OC门） 46

2.3.5 三态TTL与非门（TSL） 49

2.4 射极耦合逻辑门（ECL） 50

2.4.1 ECL反相器 50

2.4.2 ECL或／或非门 51

2.5 MOS逻辑门 52

2.5.1 MOS管 52

2.5.2 MOS管的静态特性 53

2.5.3 NMOS逻辑门 55

2.6 CMOS逻辑门 57

2.6.1 CMOS反相器 57

2.6.2 CMOS逻辑门 58

2.6.3 其他系列CMOS门 60

2.6.4 CMOS逻辑门的性能指标 62

2.6.5 CMOS门使用中的几个问题 63

2.7 集成逻辑门使用中的几个问题 65

小结 66

思考题和习题 67

第3章 组合逻辑电路 70

3.1 组合逻辑电路的设计 70

3.1.1 提供原、反变量输入条件的组合电路设计 71

3.1.2 提供原变量输入条件的组合电路设计 75

3.1.3 多端输出组合电路的设计 75

3.2 组合逻辑电路的分析 77

3.3 编码与编码器 78

3.3.1 编码 78

3.3.2 编码器 82

3.4 译码与译码器 85

3.4.1 译码器的设计 85

3.4.2 中规模集成通用译码器 86

3.4.3 码制转换译码器 91

3.4.4 中规模集成数字显示译码器 94

3.5 二进制运算电路 97

3.5.1 半加器 98

3.5.2 全加器 98

3.5.3 中规模集成4位加法器 99

3.5.4 数值比较器 102

3.6 数据选择器 105

3.6.1 数据选择器的类型及主要性能 105

3.6.2 用数据选择器设计组合逻辑电路 108

3.7 数据分配器 111

3.8 奇偶产生器／检验器 113

3.8.1 奇偶产生器／检验器的设计 113

3.8.2 中规模集成奇偶产生器／检验器 114

3.9 组合逻辑电路中的冒险现象 115

3.9.1 组合电路中的竞争与冒险 115

3.9.2 逻辑冒险的检查和消除 116

3.9.3 功能冒险的消除 119

小结 119

思考题和习题 120

第4章 集成触发器 123

4.1 RS触发器 123

4.1.1 基本RS触发器 123

4.1.2 时钟RS触发器 124

4.1.3 主从RS触发器 127

4.2 主从JK触发器 128

4.3 维持阻塞型D触发器 131

4.4 T和T′触发器 133

4.4.1 T触发器 133

4.4.2 T′触发器 134

4.5 边沿型触发器 134

4.5.1 TTL边沿型JK触发器 134

4.5.2 CMOS边沿型D触发器 135

4.5.3 CMOS边沿型JK触发器 137

4.6 集成触发器使用中的几个问题 137

4.6.1 集成触发器的选用 137

4.6.2 激励表的应用 138

4.6.3 触发器类型转换 138

4.6.4 如何画工作波形 139

小结 140

思考题和习题 141

第5章 时序逻辑电路 144

5.1 时序逻辑电路概述 144

5.2 同步时序电路的设计 145

5.2.1 同步时序电路的设计方法 145

5.2.2 拟定原始状态表或状态图 146

5.2.3 状态简化 148

5.2.4 状态分配 151

5.2.5 确定激励函数和输出函数 152

5.2.6 设计举例 153

5.3 同步时序电路的分析 155

5.4 寄存器和锁存器 158

5.4.1 寄存器 158

5.4.2 锁存器 160

5.5 移位寄存器 161

5.5.1 移位寄存器的设计 161

5.5.2 中规模集成移位寄存器 163

5.5.3 移位寄存器的应用 166

5.6 计数器 168

5.6.1 计数器的功能和分类 168

5.6.2 同步计数器 168

5.6.3 异步计数器 177

5.6.4 中规模集成计数器 181

5.6.5 采用中规模集成计数器设计任意进制计数器 187

5.7 序列信号发生器 189

小结 192

思考题和习题 193

第6章 硬件描述语言 198

6.1 硬件描述语言概述 198

6.1.1 现代EDA技术简介 198

6.1.2 硬件描述语言及其开发软件简介 200

6.2 ABEL-HDL的基本语法 202

6.2.1 ABEL-HDL的特点 202

6.2.2 ABEL-HDL的语法规定 202

6.2.3 ABEL-HDL中对基本逻辑器件的描述 210

6.3 ABEL-HDL模块源文件结构 212

6.3.1 ABEL-HDL模块基本结构框架 212

6.3.2 ABEL-HDL模块结构 213

6.3.3 ABEL-HDL中的层次设计方法 221

6.4 ISP Synario软件及其使用方法 224

6.4.1 ISP Synario软件的特点及安装 224

6.4.2 ISP Synario设计起点 225

6.4.3 ISP Synario原理图设计 227

6.4.4 ISP Synario ABEL-HDL设计 229

6.4.5 设计结果的测试与仿真 230

6.5 利用ABEL-HDL源文件描述真值表和逻辑函数 232

6.6 利用ABEL-HDL源文件描述组合逻辑电路 234

6.7 利用ABEL-HDL源文件描述时序逻辑电路 237

小结 240

思考题和习题 241

第7章 半导体存储器 243

7.1 随机存储器（RAM） 243

7.1.1 RAM的基本结构 243

7.1.2 RAM的典型产品介绍 247

7.1.3 RAM的容量扩展 249

7.2 只读存储器（ROM） 250

7.2.1 只读存储器（ROM） 250

7.2.2 可擦可编只读存储器（EPROM） 252

7.2.3 电可擦可编只读存储器（E2PROM） 254

7.2.4 快闪只读存储器（U盘） 255

7.2.5 ROM的应用 256

7.3 双端口随机存储器（DPRAM） 258

7.3.1 电路结构 258

7.3.2 工作原理 259

小结 259

思考题和习题 260

第8章 可编程逻辑器件 261

8.1 可编程逻辑器件的结构和分类 261

8.1.1 PLD器件表示方法 261

8.1.2 PLD的基本结构 262

8.1.3 PLD的分类 264

8.1.4 可编程逻辑器件的优点 265

8.2 可编程通用阵列逻辑（GAL） 266

8.2.1 GAL器件的电路结构 266

8.2.2 输出逻辑宏单元（OLMC）的组态结构 270

8.2.3 编程应用中的几个技术问题 272

8.2.4 用GAL设计逻辑电路 274

8.3 可编程逻辑阵列（PLA） 276

8.3.1 PLA的工作原理 276

8.3.2 用PLA设计逻辑电路 277

8.4 复杂可编程逻辑器件（CPLD） 278

8.4.1 MAX 7000S系列CPLD器件 278

8.4.2 ispLSI 1032EA器件 284

8.5 现场可编程门阵列（FPGA） 288

8.5.1 FPGA的电路结构 288

8.5.2 FPGA的连接方法 295

8.5.3 FPGA的编程和加载方法 297

8.6 用CPLD、FPGA设计数字系统 300

8.6.1 大规模可编程逻辑器件的设计流程 300

8.6.2 用CPLD、FPGA设计数字跑表 302

小结 309

思考题和习题 310

第9章 脉冲单元电路 312

9.1 概述 312

9.1.1 脉冲信号与脉冲电路 312

9.1.2 脉冲信号的主要参数 312

9.1.3 集成运算放大器的传输特性 313

9.2 施密特触发器 314

9.2.1 集成门构成的施密特触发器 314

9.2.2 集成运放构成的施密特触发器 316

9.3 单稳态触发器 318

9.3.1 集成运放构成的单稳态触发器 318

9.3.2 单片集成单稳态触发器 319

9.3.3 单稳态触发器的应用 322

9.4 多谐振荡器 324

9.4.1 集成运放构成的多谐振荡器 324

9.4.2 施密特触发器构成的多谐振荡器 325

9.4.3 单稳态触发器构成的多谐振荡器 326

9.4.4 石英晶体振荡器 327

9.5 555定时器及其应用 327

9.5.1 555定时器的电路结构与功能 327

9.5.2 用555定时器构成施密特触发器 328

9.5.3 用555定时器构成单稳态触发器 329

9.5.4 用555定时器构成自激多谐振荡器 330

小结 332

思考题和习题 332

第10章 模／数及数／模转换技术 335

10.1 模／数及数／模转换技术概述 335

10.2 数／模转换器（DAC） 336

10.2.1 DAC的基本原理 336

10.2.2 电压型DAC 337

10.2.3 电流型DAC 340

10.2.4 中规模集成DAC 340

10.2.5 DAC的性能指标 346

10.3 模／数转换器（ADC） 347

10.3.1 A/D转换的基本原理 347

10.3.2 直接转换型ADC 349

10.3.3 间接转换型ADC 353

10.3.4 ACD的性能指标 354

10.4 集成ADC 355

小结 359

思考题和习题 360

附录一 常用逻辑单元图形符号对照表 361

附录二 本书中的文字符号和图形符号及其说明 363

附录三 汉英名词、缩写词对照表 365

参考文献 369