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1 数字逻辑基础 1

1.1 绪论 1

1.1.1 数字技术的发展概况 1

1.1.2 数字信号与数字电路 2

1.2 数制与码制（常用数制与编码） 3

1.2.1 数制 3

1.2.2 几种常用数制之间的转换 5

1.2.3 码制 6

1.2.4 算术运算和逻辑运算 8

1.3 逻辑代数及其基本逻辑运算 9

1.3.1 基本逻辑运算 9

1.3.2 逻辑函数的几种表示方法及其相互转换 12

1.3.3 逻辑函数各种表示方法的互相转换 13

1.4 逻辑代数的基本定律和恒等式 15

1.4.1 逻辑代数的基本定律 15

1.4.2 逻辑代数的基本规则 16

1.5 逻辑函数的变换与化简 17

1.5.1 逻辑函数表达式的变换 17

1.5.2 逻辑函数的代数法化简 18

1.5.3 逻辑函数的卡诺图化简法 20

1.5.4 含无关项的逻辑函数及其卡诺图化简 25

习题 27

2.1 概述 29

2 集成逻辑门 29

2.2 MOS 30

2.2.1 MOS管开关电路及其开关特性 30

2.2.2 CMOS反相器 31

2.2.3 CMOS反相器的外部特性 33

2.2.4 CMOS与非门和或非门 36

2.2.5 CMOS三态门和漏极开路门 38

2.2.6 CMOS传输门 43

2.2.7 Bi-CMOS门电路 44

2.2.8 CMOS电路系列、主要特点和使用中应注意的几个问题 45

2.3.2 NMOS门电路 47

2.3.1 PMOS门电路 47

2.3 其它类型的MOS集成门电路 47

2.4 TTL集成六电路 50

2.4.1 三极管开关电中及其特性 50

2.4.2 TTL反相器 52

2.4.3 其它类型的TTL门电路 56

2.4.4 TTL的不同系列及性能比较 59

2.4.5 TTL电路与CMOS电路的接口 61

习题 63

3 组合逻辑电路的分析与设计 68

3.1 组合逻辑电路的分析 68

3.2 组合逻辑电路的设计 72

3.3.1 竞争冒险现象及产生的原因 78

3.3 组合逻辑电路中的竞争冒险 78

3.3.2 竞争冒险消除的方法 79

习题 81

4 常用组合逻辑功能器件 83

4.1 编码器 83

4.1.1 编码器 83

4.1.2 集成编码器 85

4.2 译码器 89

4.2.1 二进制译码器 90

4.2.2 二-十进制译码器 94

4.2.3 显示译码器 95

4.3.1 数据选择器 99

4.3 数据选择器与数据分配器 99

4.3.2 数据分配器 104

4.4 数值比较器 106

4.4.1 1位数值比较器 106

4.4.2 两位数值比较器 107

4.4.3 集成数值比较器 107

4.5 加法器 109

4.5.1 1位加法器 109

4.5.2 多位加法器 111

习题 114

5.1.2 触发器的分类 121

5.1.1 触发器 121

5.1 触发器及其分类 121

5 触发器 121

5.2 基本RS触发器 122

5.2.1 电路结构及工作原理 122

5.2.2 逻辑功能及触发方式 122

5.3 TTL时钟触发器 124

5.3.1 同步RS触发器 124

5.3.2 主从JK触发器 127

5.3.3 边沿D触发器 132

5.4 CMOS触发器 136

5.4.1 CMOS主从D触发器 136

5.4.2 CMOS主从JK触发器 138

习题 140

6 时序逻辑电路分析与设计 144

6.1 时序逻辑电路及其分类 144

6.1.1 时序逻辑电路 144

6.1.2 时序逻辑电路的分类 145

6.2 时序逻辑电路状态的描述 145

6.3 同步时序电路的分析方法 146

6.3.1 同步时序电路的分析步骤 146

6.3.2 同步时序电路的分析举例 147

6.4 同步时序电路的设计方法 152

6.4.1 同步时序电路的设计步骤 152

6.4.2 同步时序电路的设计举例 155

习题 158

7.1 数码寄存器 162

7 常用时序逻辑功能器件 162

7.2 移位寄存器 164

7.2.1 单向移位寄存器 164

7.2.2 数据的单行输入-串行输出 165

7.2.3 数据串行输入-并行输出 165

7.2.4 双向移位寄存器 166

7.3 集成移位寄存器 167

7.4 二进制计数器 170

7.4.1 同步二进制加法计数器 170

7.4.2 同步二进制减法计数器 171

7.4.3 同步二进制可逆计数器 172

7.5 8521BCD码二进制计数器 173

7.6.2 可预置的同步加法计数器 177

7.6 集成计数器 177

7.6.1 集成十进制计数器 177

习题 181

8 半导体存储器 184

8.1 只读存储器（ROM） 184

8.1.1 掩模只读存储器（MROM） 185

8.1.2 可编程ROM 186

8.2 随机存储器（RAM） 192

8.2.1 RAM基本结构 192

8.2.2 静态RAM（SRAM） 193

8.2.3 动态随机存储器（DRAM） 193

8.3.1 位扩展 194

8.3 存储器容量的扩展 194

8.3.2 字扩展 195

习题 196

9 数-模转换器与模-数转换器 198

9.1 D/A转换器 198

9.1.1 倒T型电阻网络D/A转换器 199

9.1.2 权电流型D/A转换器 200

9.1.3 D/A转换器的主要技术指标 201

9.1.4 集成D/A转换器及其应用 202

9.2 A/D转换器 204

9.2.1 A/D转换器的一般工作过程 204

9.2.2 并行比较型A/D转换器 206

9.2.3 逐次比较型A/D转换器 207

9.2.4 双积分式A/D转换器 208

9.2.5 A/D转换器的主要技术指标 210

9.2.6 集成A/D转换器及其应用 210

习题 212

10 脉冲波形的产生与变换 214

10.1 多谐振荡器 214

10.1.1 由门电路组成的多谐振荡器 214

10.1.2 石英晶体多谐振荡器 215

10.2 单稳态触发器 216

10.2.1 由门电路组成的微分裂单稳态触发器 216

10.2.2 集成单稳态触发器 218

10.2.3 单稳态触发器的应用 219

10.3 施密特触发器 221

10.3.1 由门电路组成的施密特触发器 221

10.3.2 集成施密特触发器 222

10.3.3 施密特触发器的应用 223

10.4 555定时器 225

10.4.1 555定时器 225

10.4.2 用555定时器组成的施密特触发器 226

10.4.3 用555定时器组成的单稳态触发器 226

10.4.4 用555定时器组成的多谐振荡器 227

习题 230

11.1.1 PLD的表示方法 233

11.1 可编程逻辑器件的基本结构 233

11 可编程逻辑器件 233

11.1.2 可编程阵列逻辑器件（PAL） 235

11.1.3 可编程通用逻辑器件（GAL） 236

11.2 复杂可编程逻辑器件（CPLD） 240

11.2.1 基于乘积项的CPLD的基本结构 240

11.2.2 基于查找表的CPLD的电路结构 244

11.3 现场可编程门阵列（FPGA） 250

11.3.1 FPGA的工作原理 250

11.3.2 FPGA的电路结构 252

11.4 可编程逻辑器件的编程 257

习题 260

12.1.1 数字系统的基本结构 263

12.1 现代数字系统设计概述 263

12 现代数字系统设计 263

12.1.2 数字系统设计的基本要求 264

12.2 现代数字系统设计方法 264

12.2.1 自上而下的设计思想 265

12.2.2 现代数字系统常用设计方法 265

12.3 VHDL语言 270

12.3.1 VHDL语言结构 270

12.3.2 VHDL数据类型及运算操作符 271

12.3.3 VHDL基本描述语句 273

12.3.4 VHDL语言的描述方式 276

12.4.2 Foundation设计软件使用 279

12.4.1 设计与仿真软件选择 279

12.4 设计与仿真工具 279

12.5 系统设计实例 290

12.5.1 数字时钟的功能 290

12.5.2 数字时钟芯片的设计 290

12.5.3 软件仿真 296

12.5.4 引脚锁定与下载 296

习题 299

附录A 美国标准信息交换码(ASCII) 300

附录B 常用逻辑符号对照表 301

附录C 国产半导体集成电路号命名法 302

附录D 电气图用图表符号——二进制逻辑单元简介 304

参考文献 312