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第1章 数字逻辑基础 1

1.1 数字技术 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 2

1.2.1 数制 3

1.2.2 码制 6

1.2.3 算术运算和逻辑运算 7

1.3 逻辑代数及其基本逻辑运算 9

1.3.1 基本逻辑运算 10

1.3.2 其他常用复合逻辑运算 12

1.4 逻辑函数及其表示方法 14

1.4.1 逻辑函数的建立 14

1.4.2 逻辑函数的表示方法及其相互转换 15

1.5 逻辑代数的基本公式和常用公式 16

1.5.1 逻辑代数的基本公式 16

1.5.2 逻辑代数的常用公式 17

1.6 逻辑代数的基本定理 18

1.6.1 代入定理 18

1.6.2 对偶定理 18

1.6.3 反演定理 18

1.7 逻辑函数的变换与公式化简法 19

1.7.1 逻辑函数表达式的变换 19

1.7.2 逻辑函数的公式化简法 19

1.8 逻辑函数的卡诺图 21

1.8.1 逻辑函数的标准形式——最小项 21

1.8.2 逻辑函数的卡诺图表示法 22

1.8.3 逻辑函数的卡诺图化简法 24

1.9 含无关项的逻辑函数及其卡诺图化简 27

小结 28

思考与练习 28

第2章 门电路 32

2.1 门电路概述 32

2.2 半导体二极管和晶体管的开关特性 33

2.2.1 二极管的开关特性 33

2.2.2 晶体管的开关特性 34

2.3 最简单的与、或、非门电路 37

2.3.1 二极管与门和或门电路 37

2.3.2 晶体管非门电路 39

2.3.3 DTL与非门电路 39

2.4 TTL门电路 40

2.4.1 TTL与非门的电路结构和工作原理 41

2.4.2 TTL与非门的电压传输特性及抗干扰能力 43

2.4.3 TTL与非门的带负载能力 45

2.4.4 TTL与非门举例——7400 47

2.5 其他类型的双极型数字集成电路 48

2.6 TTL集成逻辑门电路系列简介 52

2.7 CMOS门电路 54

2.7.1 NMOS门电路 54

2.7.2 CMOS非门 55

2.8 其他类型的CMOS门电路 56

2.9 CMOS逻辑门电路的系列及主要参数 62

2.10 TTL电路与CMOS电路的接口 63

小结 65

思考与练习 65

第3章 组合逻辑电路 72

3.1 组合逻辑电路概述 72

3.2 组合逻辑电路的分析方法和设计方法 73

3.2.1 组合逻辑电路的分析方法 73

3.2.2 组合逻辑电路的设计方法 74

3.3 常用组合逻辑功能器件 76

3.3.1 编码器 76

3.3.2 译码器 80

3.3.3 数据选择器 88

3.3.4 数值比较器 91

3.3.5 加法器 94

3.4 组合逻辑电路中的竞争冒险 98

3.4.1 竞争冒险现象及产生的原因 98

3.4.2 冒险现象的识别 99

3.4.3 竞争冒险现象消除的方法 101

小结 102

思考与练习 102

第4章 触发器 106

4.1 触发器概述 106

4.1.1 触发器的分类 106

4.1.2 触发器逻辑功能的描述 107

4.2 RS触发器 107

4.2.1 基本RS触发器 107

4.2.2 同步RS触发器 109

4.3 TTL时钟触发器 111

4.3.1 主从RS触发器 111

4.3.2 主从JK触发器 113

4.4 边沿触发器 115

4.4.1 维持-阻塞结构边沿触发器 116

4.4.2 利用传输延迟时间的边沿触发器 118

4.4.3 CMOS主从结构的边沿触发器 119

4.5 触发器的主要参数 120

4.5.1 同步RS触发器的动态参数 120

4.5.2 主从触发器的动态参数 121

4.5.3 边沿触发器的动态参数 122

4.6 不同类型触发器之间的转换 123

小结 124

思考与练习 125

第5章 时序逻辑电路 128

5.1 时序逻辑电路及其分类 128

5.1.1 时序逻辑电路概述 128

5.1.2 时序逻辑电路的分类 129

5.2 时序逻辑电路的分析方法 129

5.2.1 时序逻辑电路的状态转换表、状态转换图和时序图 129

5.2.2 同步时序逻辑电路的分析方法 130

5.2.3 异步时序逻辑电路的分析举例 135

5.3 时序逻辑电路的设计方法 136

5.3.1 同步时序逻辑电路的设计方法 136

5.3.2 异步时序逻辑电路的设计方法 140

5.4 常用时序逻辑功能器件 141

5.4.1 寄存器和移位寄存器 141

5.4.2 计数器 144

小结 156

思考与练习 156

第6章 半导体存储器 160

6.1 存储器概述 160

6.2 只读存储器 160

6.2.1 掩膜只读存储器 161

6.2.2 可编程只读存储器 162

6.2.3 可擦除可编程只读存储器 162

6.3 随机存取存储器 163

6.3.1 RAM基本结构 163

6.3.2 静态RAM 164

6.3.3 动态随机存储器 165

6.4 存储器容量的扩展 167

6.4.1 位扩展 167

6.4.2 字扩展 167

小结 168

思考与练习 168

第7章 数／模转换器与模／数转换器 170

7.1 D/A转换器 170

7.1.1 倒T形电阻网络D/A转换器 170

7.1.2 权电流型D/A转换器 172

7.1.3 D/A转换器的主要技术指标 175

7.1.4 集成D/A转换器及其应用 176

7.2 A/D转换器 177

7.2.1 A/D转换器的一般工作过程 178

7.2.2 并联比较型A/D转换器 181

7.2.3 逐次渐近型A/D转换器 183

7.2.4 双积分型A/D转换器 185

7.2.5 A/D转换器的主要技术指标 188

7.2.6 集成A/D转换器及其应用 188

小结 193

思考与练习 193

第8章 脉冲波形的产生与变换 196

8.1 施密特触发器 196

8.1.1 由门电路组成的施密特触发器 196

8.1.2 集成施密特触发器 198

8.1.3 施密特触发器的应用 200

8.2 单稳态触发器 201

8.2.1 由集成门电路组成的微分型单稳态触发器 201

8.2.2 集成单稳态触发器 204

8.3 多谐振荡器 208

8.3.1 由门电路组成的多谐振荡器 208

8.3.2 石英晶体多谐振荡器 213

8.4 555定时器 213

8.4.1 555定时器概述 213

8.4.2 用555定时器组成的施密特触发器 214

8.4.3 用555定时器组成的单稳态触发器 215

8.4.4 用555定时器组成的多谐振荡器 216

小结 217

思考与练习 218

第9章 可编程逻辑器件 222

9.1 可编程逻辑器件的基本结构 222

9.2 现场可编程逻辑阵列 223

9.3 可编程阵列逻辑 226

9.3.1 PAL的基本电路结构 226

9.3.2 PAL的输出电路结构和反馈形式 227

9.3.3 PAL的应用举例 229

9.4 通用阵列逻辑 235

9.4.1 GAL的电路结构 235

9.4.2 输出逻辑宏单元 237

9.4.3 GAL的输入特性和输出特性 240

9.5 可擦除的可编程逻辑器件 242

9.5.1 EPLD的基本结构和特点 242

9.5.2 EPLD的与-或逻辑阵列 242

9.5.3 EPLD的输出逻辑宏单元 244

9.6 现场可编程门阵列 246

9.6.1 FPGA的基本结构 246

9.6.2 FPGA的IOB和CLB 247

9.6.3 FPGA的互连资源 250

9.6.4 编程数据的装载 252

9.7 PLD的编程 254

9.8 在系统可编程逻辑器件 255

9.8.1 低密度ISP-PLD 255

9.8.2 高密度ISP-PLD 257

9.8.3 在系统可编程通用数字开关 261

小结 262

思考与练习 263

第10章 VHDL语言基础 266

10.1 VHDL语言概述 266

10.1.1 硬件描述语言的诞生 267

10.1.2 硬件描述语言的种类 267

10.1.3 VHDL语言上机操作条件 268

10.2 VHDL程序的实体 268

10.2.1 实体的组成 270

10.2.2 类型说明（可选） 271

10.2.3 端口说明 271

10.2.4 实体说明部分 273

10.3 VHDL的程序结构 273

10.4 VHDL的语言元素 277

10.4.1 VHDL的基本语句 282

10.4.2 属性的描述与定义 287

10.4.3 VHDL的子程序 290

小结 291

第11章 EWB软件教程 292

11.1 EWB软件简介 292

11.2 EWB的主窗口 293

11.2.1 工具栏 294

11.2.2 元器件库和仪器库 295

11.2.3 电路描述窗口 297

11.2.4 电路运行控制开关 297

11.3 EWB的基本操作 297

11.3.1 调整元器件位置 298

11.3.2 连线操作 298

11.4 虚拟仪器的使用 300

11.4.1 数字万用表 300

11.4.2 函数信号发生器 301

11.4.3 示波器 301

11.4.4 频率特性（扫描仪） 303

11.4.5 字信号发生器 304

11.4.6 逻辑分析仪 306

11.4.7 逻辑转换器 306

小结 310

参考文献 311