数字集成电路的原理与应用PDF电子书下载

目录 1

第一章 数制 3

一、数的表示法 3

二、二进制数 5

1．二-十进制数的转换 7

2．十-二进制数的转换 7

三、三进制、八进制和十六进制数 9

四、数制基数的转换 12

1．整数的数制基数的转换 12

2．小数（分数）的数制基数的转换 13

3．混合数的数制基数的转换 14

五、负数 15

1．原码表示法 15

2．反码表示法 18

3．补码表示法 20

六、二-十进制编码（BCD）数 22

七、循环码 24

八、数的浮点表示法 27

1．浮点表示法 28

2．浮点数的算术运算 30

第二章 逻辑代数基础 32

一、逻辑代数的基本原理 32

1．基本逻辑关系 32

2．逻辑代数的基本公式 35

二、圆图和真值表 41

1．逻辑“非” 41

2．逻辑乘（“与”运算） 42

3．逻辑加（“或”运算） 43

三、开关网络的分析与综合 44

四、“异或”逻辑（“异或”门） 47

五、逻辑函数的标准表达式 50

1．最小项表达式（标准乘积项的和） 50

2．最大项表达式（标准和数项的乘积） 52

3．一个三变量逻辑函数的最小项和最大项 54

六、卡诺图和逻辑函数的简化 58

1．概述 58

2．为了简化逻辑表示式，在卡诺图上，将邻近1圈起来的方法 64

8．在卡诺图上简化逻辑表示式 66

4．一个五变量函数的简化 70

七、具有“自由选取条件”项的逻辑函数的简化 71

第三章 组合逻辑网络 75

一、二变量的逻辑函数，“与非”门以及“或非”门 75

二、正逻辑与负逻辑 77

三、应用“与或”门的组合网络 80

四、应用“与非”门的组合网络 82

五、应用“或非”门的组合网络 84

第四章 双极型逻辑门电路 88

一、基本门电路 88

1．“或”门电路 88

2．“与”门电路 90

3．“非”门电路（反相电路） 92

二、用二极管-三极管逻辑（DTL）组成的“与非”门电路 96

三、用二极管-三极管逻辑（DTL）组成的“或非”门电路 99

四、集成电路二极管-三极管逻辑（DTL）门电路 101

1．由分立元件“与非”门改进到集成电路“与非”门 101

2．集成电路“与非”门的逻辑功能 103

3．集成电路“与非”门的负载能力 106

4．集成电路“与非”门的电压传输特性 109

5．DTL“与非”门7MY11型的典型参数 111

五、二极管-三极管逻辑（DTL）“与”扩展器， “与或”扩展器，以及“与非”驱动器 112

1．“与”扩展器 112

2．“或”逻辑的构成和“与或”扩展器 112

3．“与非”驱动器 115

六、高阈值逻辑（HTL）“与非”门电路 116

七、电阻-三极管逻辑（RTL）门电路和直接耦合三极管逻辑（DCTL）门电路 117

1．电阻-三极管逻辑（RTL）“或非”门电路 117

2．直接耦合三极管逻辑（DCTL）门电路 119

八、三极管-三极管逻辑（TTL）“与非”门电路 120

1．电路的工作原理 120

九、集成电路“与非”门的参数测试 127

1．空载导通功耗Pon 127

2．7MY13型TTL“与非”门的典型参数 127

2．输入短路电流Iis 129

3．开门电平Uon和关门电平Uoff 129

4．输出高电平UOH和输出低电平UOL 131

5．负载个数（扇出系数）N 132

6．输入交叉漏电流IiH 133

7．平均传输延迟时间tpd 133

十、电流开关逻辑（CML）或发射极耦合逻辑（ECL）门电路 134

1．基本电流开关逻辑门电路 135

2．电流开关电路的输出和耦合 139

3．实际电流开关逻辑“或门-或非门”电路 139

十一、肖特基三极管——三极管逻辑（TTL）门电路 140

第五章 金属-氧化物-半导体（MOS）逻辑门电路 144

一、MOS反相器（非门） 144

二、MOS场效应管（FET）“与非”门电路 148

三、MOS场效应管（FET）“或非”门电路 149

四、动态MOS电路 151

1．动态MOS反相器 152

2．二相MOS反相器 153

五、CMOS门电路 155

1．CMOS反相器 155

2．CMOS“或非”门和“与非”门 159

3．CMOS传输门 161

六、用CMOS组成的“三状态”逻辑电路 164

七、各种集成电路逻辑门电路的性能比较 167

第六章 集成电路触发器 170

一、触发器的基本形式 170

二、可控R-S触发器 172

三、计数式触发器 174

四、计数式触发器的空翻 176

五、维持-阻塞触发器 178

1．逻辑电路 178

2．工作原理 178

3．触发器的工作速度 181

4．触发器的逻辑关系 182

5．不对称维持-阻塞触发器 182

六、具有二极管结电容存储导引电路的触发器（J-K触发器） 184

1．7CS11型J-K触发器的工作原理 184

2．由7CS11型J-K触发器改进到7CS23型J-K触发器 186

3．J-K触发器的逻辑功能 188

七、其他类型触发器 192

1．主从J-K触发器 192

2．D型触发器 193

3．T型触发器 194

4．各种类型触发器的特性小结 195

八、两个“或非”门组成的基本触发器 201

九、MOS触发器 202

1．两级MOS反相器组成的触发器 202

2．用MOS管组成的R-S触发器 203

3．MOS型J-K触发器 204

十、CMOS触发器 207

1．CMOSR-S触发器 207

2．CMOSD型触发器 210

3．CMOSJ-K触发器 212

4．CMOSJ-K触发器的一些特性参数 214

十一、施密特触发器 215

1．运算放大器用作比较器 215

2．再生比较器（施密特触发器） 215

1．二进制加法计数器 221

第七章 计数器与移位寄存器 221

一、二进制计数器 221

2．二进制减法计数器 224

3．二进制可逆计数器 225

二、十进制加法计数器 226

三、同步计数器 228

1．串行进位的同步计数器 229

2．并行进位的同步计数器 230

3．同步十进制计数器 232

四、国产5S4型四位二进制计数器 233

五、移位寄存器 236

1．串行-并行变换器 237

3．并行-串行变换器 239

4．并行输入、并行输出的寄存器 239

2．串行输入、串行输出的寄存器 239

5．右移和左移寄存器 240

6．移位寄存器环形计数器 240

六、一个中规模集成电路四位双向（左、右）移位寄存器 241

第八章 译码、编码与显示 247

一、译码器 247

1．二-十进制编码的译码器 247

2．译码器的显示 249

二、编码器 250

三、编码转换器（ROM） 254

四、七段数码显示器 258

五、应用国产YS13-3型荧光数字管的八段数码显示器 263

六、国产5Y8型译码器 265

1．5Y8型译码器概述 265

2．5Y8型译码器的逻辑电路 266

3．5Y8型译码器的实际电路 275

第九章 数字系统中的运算单元 277

一、二进制加法器概述 278

二、半加器 279

三、并行加法器 281

四、全加器 283

五、中规模集成电路（MSI）加法器 287

六、串行加法器 288

七、原数／补数和0/1传送单元 290

八、二进制减法器 292

1．工作原理 292

2．减法器的构成 293

九、二进制乘法器 295

十、二进制除法器 297

十一、数码大小比较器 300

十二、奇偶检验器／发生器 303

十三、运算逻辑单元（ALU） 307

第十章 半导体存储器 311

一、概述 311

1．磁性存储器 311

2．集成电路存储器 315

二、MOS移位寄存器 316

1．动态MOS移位寄存器 317

2．静态MOS移位寄存器 318

3．四相移位寄存器 320

4．CMOS移位寄存器 322

三、MOS固定存储器 326

四、程序可控固定存储器（PROM） 329

1．ROM乘法器 330

五、固定存储器（ROM）的应用 330

2．ROM查出表 333

六、随机存取存储器（RAM） 334

1．地址的线性选择法 334

2．地址的重合选择法 335

3．随机存取存储器的基本单元 336

4．双极型随机存取存储器 338

5．静态MOS随机存取存储器 341

6．动态MOS随机存取存储器 342

第十一章 集成注入逻辑（IIL）电路和电荷耦合器件（CCD） 344

一、集成注入逻辑（IIL）电路 344

1．概述 344

2．由直接耦合晶体管逻辑（DCTL）电路转换到集成注入逻辑（IIL）电路 345

二、集成注入逻辑（IIL）的实体结构与性能 347

三、一个IIL逻辑门的译码器 354

五、IIL门电路的逻辑组合 356

1．“或非”门 356

四、IIL逻辑门的电流与电压电平 356

2．“或”门 358

3．“与”门 358

4．“与非”门 358

5．R-S触发器 360

6．D型触发器 363

六、电荷耦合器件（CCD）的结构 364

七、电荷耦合器件的“电荷存储”原理 367

八、电荷耦合器件的“电荷转移”原理 369

九、电荷耦合器件的输入和输出设置 373

十、CCD存储器的一个实例 375

1．由加法运算放大器（具有二进制“？”输入电阻）组成的数字-模拟转换器 376

第十二章 模拟和数字的转换器 376

一、数字-模拟（D/A）转换器 376

2．梯形网络数字-模拟转换器 380

二、模拟-数字（A/D）转换器 384

1．计数器阶梯电压模-数转换器 385

2．逐渐近似模-数（A/D）转换器的基本工作原理 387

3．一个实用逐渐近似模-数转换器 389

第十三章 集成电路系统的综合应用举例 397

一、一个应用国产荧光数字管和MOS型器件的计数、译码与显示装置 397

二、数字电压表 399

1．斜坡型数字电压表 400

2．双斜率积分型数字电压表 400

三、数字计算器（手动小型科学用计算器） 405

四、数字钟表 408