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第一章 数制和码制 1

1.1 概述 1

1.2 几种常用的数制 2

1.3 不同数制间的转换 5

1.4 二进制算数运算 8

1.4.1 二进制算数运算的特点 8

1.4.2 反码、补码和补码运算 9

1.5 几种常用的编码 12

本章小结 17

习题 17

第二章 逻辑代数基础 19

2.1 概述 19

2.2 逻辑代数中的三种基本运算 20

2.3 逻辑代数的基本公式和常用公式 24

2.3.1 基本公式 24

2.3.2 若干常用公式 25

2.4 逻辑代数的基本定理 27

2.4.1 代入定理 27

2.4.2 反演定理 27

2.4.3 对偶定理 28

2.5 逻辑函数及其表示方法 29

2.5.1 逻辑函数 29

2.5.2 逻辑函数的表示方法 30

2.5.3 逻辑函数的两种标准形式 35

2.5.4 逻辑函数形式的变换 38

2.6 逻辑函数的化简方法 39

2.6.1 公式化简法 39

2.6.2 卡诺图化简法 42

2.6.3 奎恩-麦克拉斯基化简法（Q-M法） 48

2.7 具有无关项的逻辑函数及其化简 51

2.7.1 约束项、任意项和逻辑函数式中的无关项 51

2.7.2 无关项在化简逻辑函数中的应用 53

2.8 用Multisim 7进行逻辑函数的化简与变换 54

本章小结 57

习题 58

第三章 门电路 66

3.1 概述 66

3.2 半导体二极管门电路 68

3.2.1 半导体二极管的开关特性 68

3.2.2 二极管与门 71

3.2.3 二极管或门 72

3.3 CMOS门电路 73

3.3.1 MOS管的开关特性 73

3.3.2 CMOS反相器的电路结构和工作原理 79

3.3.3 CMOS反相器的静态输入特性和输出特性 83

3.3.4 CMOS反相器的动态特性 86

3.3.5 其他类型的CMOS门电路 91

3.3.6 CMOS电路的正确使用 101

3.3.7 CMOS数字集成电路的各种系列 104

3.4 其他类型的MOS集成电路 107

3.4.1 PMOS电路 107

3.4.2 NMOS电路 108

3.5 TTL门电路 109

3.5.1 双极型三极管的开关特性 109

3.5.2 TTL反相器的电路结构和工作原理 116

3.5.3 TTL反相器的静态输入特性和输出特性 118

3.5.4 TTL反相器的动态特性 123

3.5.5 其他类型的TTL门电路 128

3.5.6 TTL数字集成电路的各种系列 135

3.6 其他类型的双极型数字集成电路 139

3.6.1 ECL电路 140

3.6.2 I2L电路 142

3.7 Bi-CMOS电路 144

3.8 TTL电路与CMOS电路的接口 146

本章小结 148

习题 150

第四章 组合逻辑电路 160

4.1 概述 160

4.2 组合逻辑电路的分析方法和设计方法 161

4.2.1 组合逻辑电路的分析方法 161

4.2.2 组合逻辑电路的设计方法 163

4.3 若干常用的组合逻辑电路 167

4.3.1 编码器 168

4.3.2 译码器 174

4.3.3 数据选择器 188

4.3.4 加法器 192

4.3.5 数值比较器 197

4.4 组合逻辑电路中的竞争-冒险现象 200

4.4.1 竞争-冒险现象及其成因 200

4.4.2 检查竞争-冒险现象的方法 202

4.4.3 消除竞争-冒险现象的方法 204

4.5 用Multisim 7分析组合逻辑电路 206

本章小结 208

习题 209

第五章 触发器 215

5.1 概述 215

5.2 SR锁存器 216

5.3 电平触发的触发器 219

5.4 脉冲触发的触发器 224

5.5 边沿触发的触发器 230

5.6 触发器的逻辑功能及其描述方法 236

5.6.1 触发器按逻辑功能的分类 236

5.6.2 触发器的电路结构和逻辑功能、触发方式的关系 240

5.7 触发器的动态特性 241

5.7.1 SR锁存器的动态特性 241

5.7.2 电平触发SR触发器的动态特性 243

5.7.3 主从触发器的动态特性 244

5.7.4 维持阻塞触发器的动态特性 245

本章小结 247

习题 248

第六章 时序逻辑电路 259

6.1 概述 259

6.2 时序逻辑电路的分析方法 262

6.2.1 同步时序逻辑电路的分析方法 262

6.2.2 时序逻辑电路的状态转换表、状态转换图、状态机流程图和时序图 263

6.2.3 异步时序逻辑电路的分析方法 270

6.3 若干常用的时序逻辑电路 272

6.3.1 寄存器和移位寄存器 272

6.3.2 计数器 278

6.3.3 顺序脉冲发生器 309

6.3.4 序列信号发生器 312

6.4 时序逻辑电路的设计方法 314

6.4.1 同步时序逻辑电路的设计方法 314

6.4.2 时序逻辑电路的自启动设计 326

6.4.3 异步时序逻辑电路的设计方法 331

6.4.4 复杂时序逻辑电路的设计 336

6.5 时序逻辑电路中的竞争-冒险现象 338

6.6 用Multisim 7分析时序逻辑电路 342

本章小结 345

习题 346

第七章 半导体存储器 355

7.1 概述 355

7.2 只读存储器（ROM） 356

7.2.1 掩模只读存储器 356

7.2.2 可编程只读存储器（PROM） 359

7.2.3 可擦除的可编程只读存储器（EPROM） 360

7.3 随机存储器（RAM） 366

7.3.1 静态随机存储器（SRAM） 366

7.3.2 动态随机存储器（DRAM） 371

7.4 存储器容量的扩展 374

7.4.1 位扩展方式 374

7.4.2 字扩展方式 375

7.5 用存储器实现组合逻辑函数 377

本章小结 382

习题 383

第八章 可编程逻辑器件 386

8.1 概述 386

8.2 现场可编程逻辑阵列（FPLA） 388

8.3 可编程阵列逻辑（PAL） 392

8.3.1 PAL的基本电路结构 392

8.3.2 PAL的几种输出电路结构和反馈形式 393

8.3.3 PAL的应用举例 396

8.4 通用阵列逻辑（GAL） 402

8.4.1 GAL的电路结构 402

8.4.2 输出逻辑宏单元（OLMC） 405

8.4.3 GAL的输入特性和输出特性 408

8.5 可擦除的可编程逻辑器件（EPLD） 412

8.5.1 EPLD的基本结构和特点 412

8.5.2 EPLD的与-或逻辑阵列 412

8.5.3 EPLD的输出逻辑宏单元（OLMC） 414

8.6 复杂的可编程逻辑器件（CPLD） 416

8.6.1 CPLD的总体结构 416

8.6.2 CPLD的通用逻辑模块（GLB） 418

8.6.3 CPLD的输入／输出单元（IOC） 420

8.7 现场可编程门阵列（FPGA） 422

8.7.1 FPGA的基本结构 422

8.7.2 FPGA的IOB和CLB 424

8.7.3 FPGA的互连资源 428

8.7.4 编程数据的装载 430

8.8 在系统可编程通用数字开关（ispGDS） 434

8.9 PLD的编程 436

本章小结 439

习题 440

第九章 硬件描述语言简介 444

9.1 概述 444

9.2 Verilog HDL简介 445

9.2.1 基本程序结构 445

9.2.2 词法构成 446

9.2.3 模块的两种描述方式 450

9.3 用Verilog HDL描述逻辑电路的实例 451

本章小结 454

习题 455

第十章 脉冲波形的产生和整形 456

10.1 概述 456

10.2 施密特触发器 457

10.2.1 用门电路组成的施密特触发器 458

10.2.2 集成施密特触发器 460

10.2.3 施密特触发器的应用 464

10.3 单稳态触发器 466

10.3.1 用门电路组成的单稳态触发器 467

10.3.2 集成单稳态触发器 471

10.4 多谐振荡器 477

10.4.1 对称式多谐振荡器 477

10.4.2 非对称式多谐振荡器 480

10.4.3 环形振荡器 483

10.4.4 用施密特触发器构成的多谐振荡器 487

10.4.5 石英晶体多谐振荡器 488

10.5 555定时器及其应用 489

10.5.1 555定时器的电路结构与功能 489

10.5.2 用555定时器接成的施密特触发器 491

10.5.3 用555定时器接成的单稳态触发器 493

10.5.4 用555定时器接成的多谐振荡器 494

10.6 用Multisim 7分析脉冲电路 497

本章小结 499

习题 500

第十一章 数-模和模-数转换 506

11.1 概述 506

11.2 D/A转换器 507

11.2.1 权电阻网络D/A转换器 507

11.2.2 倒T形电阻网络D/A转换器 510

11.2.3 权电流型D/A转换器 512

11.2.4 开关树形D/A转换器 515

11.2.5 权电容网络D/A转换器 516

11.2.6 具有双极性输出的D/A转换器 518

11.2.7 D/A转换器的转换精度与转换速度 520

11.3 A/D转换器 524

11.3.1 A/D转换的基本原理 524

11.3.2 取样-保持电路 527

11.3.3 并联比较型A/D转换器 529

11.3.4 反馈比较型A/D转换器 532

11.3.5 双积分型A/D转换器 535

11.3.6 V-F变换型A/D转换器 539

11.3.7 A/D转换器的转换精度与转换速度 545

本章小结 547

习题 548

附录 555

附录一 《电气图用图形符号——二进制逻辑单元》（GB4728.12—85）简介 555

附录二 基本逻辑单元图形符号对照表 566

部分习题答案 568

参考文献 584

名词索引 586