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第1章 数字电路基础 1

1.1 概述 1

1.1.1 数字信号和数字电路 1

1.1.2 数字电路的特点 1

1.1.3 数字电路的分类 2

1.1.4 数字电路的应用 2

1.2 几种常用的数制和码制 3

1.2.1 数制 3

1.2.2 码制 6

1.3 逻辑函数中三种最基本的逻辑运算 9

1.3.1 逻辑函数和逻辑变量 9

1.3.2 三种基本逻辑关系及其表示方法 10

1.4 复合逻辑运算 12

1.5 逻辑函数的几种表示方法及其相互转换 13

1.5.1 已知真值表求逻辑表达式和逻辑图 13

1.5.2 已知逻辑函数式求真值表和逻辑图 14

1.5.3 已知逻辑图求逻辑函数式和真值表 14

1.6 逻辑代数 15

1.6.1 基本公式、定律和常用规则 15

1.6.2 逻辑函数的代数化简法 17

1.7 逻辑函数的卡诺图化简法 20

1.7.1 逻辑函数的最小项及最小项表达式 20

1.7.2 逻辑函数的卡诺图表示法 21

1.7.3 用卡诺图化简逻辑函数 24

1.7.4 具有无关项的逻辑函数及其化简 26

1.8 关于正逻辑和负逻辑的规定及其转换 27

本章小结 28

习题 29

第2章 集成逻辑门电路 31

2.1 概述 31

2.2 分立元件逻辑门电路 32

2.2.1 二极管门电路 32

2.2.2 三极管门电路 35

2.3 TTL集成逻辑门 38

2.3.1 TTL与非门的工作原理 38

2.3.2 其他类型的TTL门电路 40

2.3.3 各种系列的TTL门电路及其性能比较 49

2.3.4 TTL与非门的外特性及其主要参数 50

2.3.5 双极型集成逻辑门电路使用中的几个实际问题 55

2.4 CMOS集成逻辑门 56

2.4.1 CMOS反相器的工作原理 56

2.4.2 CMOS反相器的电压、电流传输特性 57

2.4.3 其他类型的CMOS逻辑门 58

2.4.4 CMOS电路的正确使用 63

本章小结 63

习题 63

第3章 组合逻辑电路 66

3.1 概述 66

3.2 组合逻辑电路的分析和设计 67

3.2.1 组合逻辑电路的分析方法 67

3.2.2 组合逻辑电路的设计方法 69

3.3 常用的组合逻辑电路 71

3.3.1 编码器 71

3.3.2 译码器 74

3.3.3 加法器 79

3.3.4 数值比较器 82

3.3.5 数据选择器 84

3.3.6 数据分配器 86

3.4 基于MSI组合逻辑电路的分析 87

3.4.1 分析步骤 87

3.4.2 分析举例 88

3.5 基于MSI组合逻辑电路的设计 89

3.6 组合逻辑电路中的竞争-冒险现象 91

3.6.1 什么是竞争-冒险现象 91

3.6.2 竞争-冒险的识别方法 92

3.6.3 消除竞争-冒险的方法 92

本章小结 94

习题 94

第4章 触发器 96

4.1 基本概念 96

4.2 触发器 96

4.2.1 基本RS触发器 96

4.2.2 时钟控制RS触发器 98

4.2.3 时钟控制D触发器 100

4.2.4 时钟控制触发器的触发方式及存在的问题 102

4.3 触发器的结构和工作原理 102

4.3.1 主从JK触发器 102

4.3.2 边沿触发器 106

4.4 触发器的脉冲工作特性 109

4.4.1 主从JK触发器的脉冲工作特性 109

4.4.2 维持阻塞K触发器的脉冲工作特性 110

4.5 触发器的逻辑功能及转换 110

4.5.1 触发器的逻辑功能 110

4.5.2 触发器之间的转换 113

本章小结 115

习题 115

第5章 时序逻辑电路 118

5.1 时序电路的基本概念 118

5.1.1 时序电路的特点 118

5.1.2 时序电路的分类 119

5.1.3 时序电路的状态转换表、状态转换图和时序图 119

5.2 基于触发器时序电路的分析 120

5.2.1 分析方法 120

5.2.2 同步时序电路的分析 121

5.2.3 异步时序电路的分析 123

5.3 基于触发器时序电路的设计 125

5.3.1 设计步骤 125

5.3.2 同步时序电路的设计 126

5.3.3 异步时序电路的设计 131

5.4 集成计数器 132

5.4.1 异步集成计数器 133

5.4.2 同步集成计数器 135

5.4.3 任意进制计数器的构成 138

5.5 寄存器 144

5.5.1 寄存器 144

5.5.2 移位寄存器 146

5.6 基于MSI时序逻辑电路的分析 149

5.6.1 分析步骤 149

5.6.2 分析举例 150

5.7 基于MSI时序逻辑电路的设计 153

5.7.1 时序脉冲顺序分配器 153

5.7.2 一般时序电路的设计 155

本章小结 156

习题 156

第6章 脉冲波形发生器与整形电路 160

6.1 555定时器及其应用 160

6.1.1 555定时器的结构及工作原理 160

6.1.2 用555定时器组成单稳态触发器电路 161

6.1.3 用555定时器组成施密特触发器 163

6.1.4 用555定时器组成多谐振荡器 164

6.2 集成和其他单稳态触发器 166

6.2.1 微分型单稳态触发器 166

6.2.2 集成单稳态触发器 168

6.3 集成施密特触发器 171

6.4 其他多谐振荡器电路 173

6.4.1 用CMOS反相器组成的多谐振荡器 173

6.4.2 石英晶体多谐振荡器 174

6.5 脉冲产生与整形电路的应用 176

本章小结 179

习题 179

第7章 数／模和模／数转换器 181

7.1 概述 181

7.2 D/A转换器 181

7.2.1 R-2R倒T型电阻网络DAC基本原理 181

7.2.2 集成D/A转换器AD7520的电路结构和应用 183

7.2.3 D/A转换器的主要技术指标 186

7.3 A/D转换器 189

7.3.1 采样和保持、量化与编码 189

7.3.2 V-T型双积分式A/D转换器 192

7.3.3 逐次逼近型A/D转换器 195

7.3.4 并行比较型A/D转换器 197

7.3.5 A/D转换器的主要技术指标 199

7.4 D/A和A/D转换器应用举例 200

7.4.1 数控电流源 200

7.4.2 数控波形发生器 200

7.4.3 3 1/2位A/D转换器ICL7106集成数字电压表 201

本章小结 203

习题 203

第8章 半导体存储器和可编程逻辑器件 205

8.1 概述 205

8.2 只读存储器（ROM） 205

8.2.1 固定ROM 206

8.2.2 可编程ROM（PROM） 209

8.2.3 可擦除可编程ROM（EPROM） 210

8.3 随机存取存储器（RAM） 211

8.3.1 静态随机存储器（SRAM） 211

8.3.2 动态随机存储器（DRAM） 213

8.3.3 存储容量的扩展方法 213

8.4 可编程逻辑器件（PLD） 215

8.4.1 PLD基本电路的结构、功能与习惯表示法 215

8.4.2 可编程逻辑阵列（PLA） 216

8.4.3 可编程阵列逻辑（PAL） 218

8.4.4 通用阵列逻辑（GAL） 222

8.4.5 在系统可编程逻辑器件（ISP-PLD） 224

8.4.6 复杂可编程逻辑器件（CPLD） 226

8.4.7 现场可编程门阵列（FPGA） 227

8.4.8 在系统可编程通用数字开关（ispGDS） 229

8.5 用存储器实现组合逻辑函数 230

本章小结 233

习题 234

第9章 硬件描述语言 236

9.1 概述 236

9.2 VHDL简介 237

9.2.1 基本程序简介 237

9.2.2 词法构成 238

9.2.3 用VHDL描述逻辑电路的实例 242

本章小结 242

习题 243

第10章 数字电路读图练习 244

10.1 读图的基本步骤 244

10.1.1 读图的思路 244

10.1.2 读图的基本步骤 244

10.2 4 1/2位数字电压表 245

10.2.1 用途和主要特点 245

10.2.2 找出通路 245

10.2.3 划分单元 246

10.2.4 分析功能 246

10.3 金属带材厚度自动控制器 249

本章小结 253

参考文献 254