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目录 1

绪论 1

0.1　数字逻辑电路的发展 1

0.2　模拟量和数字量 2

0.3　数字逻辑电路 3

0.4　数字逻辑电路的特点和研究方法 3

第1章　数制与编码 5

1.1 数制 5

1.1.1 进位记数制 5

1.1.3 二进制数 6

1.1.2 十进制数 6

1.1.4　八进制数和十六进制数 7

1.1.5　任意进制数 7

1.2　数制转换 9

1.2.1　多项式替代法 9

1.2.2　基数乘除法 9

1.2.3　数码直接代替法 11

1.2.4　转换精度 12

1.3　二进制编码 13

1.3.1　二—十进制编码 13

1.3.2　格雷码 16

1.3.3　ASCII 码 17

1.4　本章小结 19

1.3.4　奇偶校验码 19

1.5 习题 20

第2章　逻辑函数及其简化 22

2.1 逻辑代数 22

2.1.1　基本逻辑 22

2.1.2　基本逻辑运算 24

2.1.3　真值表与逻辑函数 28

2.1.4　逻辑函数相等 29

2.1.5　3个规则和常用公式 30

2.1.6　逻辑函数的标准形式 33

2.2.1 公式化简法 37

2.2　逻辑函数的简化 37

2.2.2　卡诺图法 38

2.3　本章小结 44

2.4　习题 45

第3章　集成逻辑门 48

3.1 晶体管的开关特性 49

3.1.1　晶体二极管的开关特性 49

3.1.2 晶体三极管的开关特性 52

3.2　TTL集成逻辑门 55

3.2.1 晶体管－晶体管逻辑门电路（TTL） 55

3.2.2　TTL与非门的主要外部特性 57

3.2.3　TTL或非门、集电极开路门（OC）、三态输出门等 62

3.2.4　其他系列TTL门电路 64

3.2.5　其他双极型门电路简介 65

3.3　CMOS电路 66

3.3.1　MOS管的开关特性 66

3.3.2　CMOS反相器工作原理 70

3.3.3　CMOS反相器的主要特性 70

3.3.4　CMOS传输门 72

3.3.5　CMOS逻辑门电路 73

3.3.6　CMOS电路的正确使用 74

3.4　本章小结 75

3.5 习题 76

第4章　组合逻辑电路 79

4.1.1　分析步骤 80

4.1　组合逻辑电路分析 80

4.1.2　分析实例 81

4.2　组合逻辑电路设计 92

4.2.1 组合逻辑电路设计概述 92

4.2.2　输入无反变量组合逻辑电路的设计 93

4.2.3 多输出组合逻辑电路的设计 95

4.2.4　采用中规模集成器件实现组合逻辑函数 97

4.3　组合逻辑电路的冒险现象 101

4.3.1　竞争与险象的基本概念 101

4.3.2　险象的产生和分类 102

4.3.3　险象的判别 104

4.3.4　险象的消除 105

4.5　习题 106

4.4　本章小结 106

第5章　集成触发器 109

5.1　基本触发器 109

5.1.1　基本触发器的电路组成和工作原理 109

5.1.2　基本触发器功能的描述 111

5.2　钟控触发器 114

5.2.1　钟控R－S触发器 114

5.2.2　钟控D触发器 115

5.2.3　钟控J－K触发器 116

5.2.4　钟控T触发器 117

5.3.1 主从触发器基本原理 118

5.3　主从触发器 118

5.2.5　电位触发方式的工作特性 118

5.3.2　主从J－K触发器主触发器的一次翻转现象 120

5.3.3　主从JK触发器集成单元 120

5.3.4　集成主从J－K触发器的脉冲工作特性 121

5.4　边沿触发器 122

5.4.1　维持—阻塞触发器 122

5.4.2　下降沿触发的边沿触发器 124

5.4.3　CMOS传输门构成的边沿触发器 125

5.5　本章小结 126

5.6　习题 127

6.1.1　时序逻辑电路的分类 129

第6章　时序逻辑电路 129

6.1　时序逻辑电路概述 129

6.1.2　时序逻辑电路的描述 130

6.2　时序逻辑电路分析 130

6.2.1　时序逻辑电路的分析步骤 130

6.2.2　同步时序逻辑电路的分析 131

6.2.3　异步时序逻辑电路的分析 135

6.2.4　常见的时序逻辑电路 137

6.3 同步时序逻辑电路设计 145

6.3.1 同步时序逻辑电路设计步骤 145

6.3.2　同步时序逻辑电路设计举例 150

6.3.3　采用中规模集成器件实现任意模值计数（分频）器 151

6.4　序列信号发生器 156

6.4.1 设计给定序列信号的产生电路 156

6.4.2　根据序列循环长度M的要求设计发生器电路 158

6.5　本章小结 162

6.6　习题 162

第7章　半导体存储器和可编程逻辑器件 165

7.1　概述 165

7.1.1　程序逻辑电路的结构及特点 165

7.2.1 半导体存储器的特点与应用 166

7.2.2　半导体存储器的分类 166

7.2　半导体存储器 166

7.1.2　数字逻辑电路设计方式 166

7.2.3　随机存储器 167

7.2.4　只读存储器 170

7.2.5　用ROM实现组合逻辑电路 173

7.3　可编程逻辑器件 174

7.3.1　编程逻辑器件的分类 174

7.3.2　阵列型可编程逻辑器件 175

7.3.3　现场可编程门阵列FPGA 181

7.4　编程逻辑器件的设计 184

7.4.1　概述 184

7.4.2　可编程逻辑器件的设计流程 186

7.4.3　在系统可编程技术 189

7.4.4　边界扫描技术 191

7.5　本章小结 192

7.6　习题 193

第8章　脉冲单元电路 194

8.1　脉冲信号与脉冲电路 194

8.1.1　脉冲信号 194

8.1.2　脉冲电路 194

8.2　集成门构成的脉冲单元电路 195

8.2.1　施密特触发器 195

8.2.2　单稳态触发器 198

8.2.3　多谐触发器 201

8.3.1　集成555定时器 203

8.3　555定时器及其应用 203

8.3.2　用集成555定时构成施密特触发器 204

8.3.3　用集成555定时构成单稳态触发器 204

8.3.4　用集成555定时构成多谐触发器 205

8.4 本章小结 206

8.5 习题 206

第9章　模数转换器和数模转换器 208

9.1 转换系统 208

9.1.1　数字控制系统 208

9.2　数模转换器（DAC） 209

9.1.4　多媒体计算机系统 209

9.1.3 自动测试与测量设备 209

9.1.2　数据传输系统 209

9.2.1　数模转换器（DAC）的构成及工作原理 210

9.2.2　数模转换器（DAC）的转换精度和转换速度 213

9.2.3　集成数模（DAC）转换器 214

9.3　模数转换器（ADC） 217

9.3.1　模数转换器（ADC）的构成及工作原理 217

9.3.2　模数转换器（ADC）的转换精度和转换速度 224

9.3.3　集成模数（ADC）转换器 225

9.4　本章小结 228

9.5　习题 228

第10章　VHDL语言与数字逻辑电路设计 230

10.1.1　VHDL语言基本单元及构成 231

10.1　VHDL语言程序结构 231

10.1.2　子结构体 233

10.1.3　库、包和配置 234

10.2　VHDL语言的数据类型和操作符 236

10.2.1　标识符命名 236

10.2.2　客体类型 236

10.2.3　数据类型 237

10.2.4　词法单元 241

10.2.5　运算操作符 242

10.3　VHDL语言的描述方式及主要描述语句 244

10.3.1 并发语句 244

10.3.2　顺序语句 251

10.3.3　其他语句 254

10.4　数字逻辑基本电路的设计 257

10.4.1　门电路 257

10.4.2　译码器和选择器 260

10.4.3　加法器 261

10.4.4　触发器 263

10.4.5　寄存器 264

10.4.6　计数器 267

10.5　本章小结 268

10.6　习题 268

附录　Electronics Workbench（电子工作台）使用简介 270

参考文献 288