数字电路与系统PDF电子书下载

目 录 1

第1章数字逻辑基础 1

1.1数制与码 1

1.1.1数制 1

1.1.2数制转换 3

1.1.3码 4

1.1.4带符号位的二进码 6

1.2.1逻辑代数的基本运算 8

1.2逻辑代数及逻辑函数 8

1.2.2逻辑函数 11

1.2.3逻辑代数的公理、定理和规则 11

1.3逻辑函数的标准表达式 14

1.3.1逻辑函数的积之和标准型 14

1.3.2函数的和之积标准型 14

1.3.3由真值表导出逻辑函数标准型 15

1.3.4完全描述及非完全描述逻辑函数 16

1.4.1与非运算和或非运算 17

1.4几种导出逻辑门 17

1.4.2与或非运算 18

1.4.3异（异或）运算 18

1.4.4同运算（符合逻辑运算） 19

1.4.5逻辑运算的完备性 19

1.5逻辑函数的描述方法 20

1.5.1逻辑断语、真值表及逻辑表达式 20

1.5.2卡诺图 20

1.5.3逻辑图 22

1.6逻辑函数的化简 23

1.6.1公式法化简逻辑函数 24

1.6.2卡诺图化简逻辑函数 25

1.6.3表格法化简逻辑函数 32

1.6.4多输出函数化简 34

习 题 38

2.1.1晶体二极管的开关特性 42

第2章逻辑门电路 42

2.1半导体开关 42

2.1.2晶体三极管的开关特性 44

2.1.3 MOS场效应管开关 50

2.2分立元件门电路 52

2.2.1二极管门电路 52

2.2.2电阻－晶体管逻辑门 53

（RTL） 53

2.2.3二极管－晶体管逻辑门（DTL） 54

2.3 TTL集成逻辑门电路 54

2.3.1TTL与非门 55

2.3.2TTL与非门的主要性能 58

2.2.3 TTL与非门的改进型 63

2.3.4其他类型TTL门 63

2.4.1 ECL电流型开关 66

2.4.2 ECL门电路 66

2.4射极耦合逻辑门（ECL） 66

2.5 MOS逻辑门 68

2.5.1 NMOS逻辑门电路 68

2.5.2 CMOS电路 70

2.6不同逻辑电路的接口问题 74

2.6.1TTL和CMOS电路的互联 74

2.6.2TTL和ECL互联 75

习 题 76

第3章组合逻辑电路 80

3.1组合逻辑电路的基本概念 80

3.1.1组合逻辑电路与时序逻辑电路 80

3.1.2组合逻辑电路的描述方法 80

3.1.3组合逻辑电路的基本类型 81

3.2组合逻辑电路分析 81

3.2.1组合逻辑电路的分析方法 81

3.2.2分析举例 81

3.3.1组合逻辑电路的一般设计方法 84

3.3组合逻辑电路设计 84

3.3.2组合逻辑电路设计举例 85

3.4组合逻辑电路设计的几个问题 87

3.4.1二级逻辑门和三级逻辑门 87

3.4.2多输出逻辑函数设计 92

3.4.3扩大扇入系数 95

3.4.4组合逻辑的竞争冒险及克服方法 96

3.5编码器和译码器 99

3.5.1编码器 99

3.5.2译码器 103

3.5.3字符显示译码电路 109

3.6码组变换及码组校验 111

3.6.1格雷码（Gray）与二进码互换 111

3.6.2码组校验 113

3.7.1数据分配器 114

3.7数据分配器和数据选择器 114

3.7.2数据选择器（MUX） 117

3.8全加器和比较器 121

3.8.1全加器 121

3.8.2比较器 124

习题 127

4.1基本R-S触发器 131

4.1.1基本R-S触发器的组成及工作原理 131

第4章集成触发器 131

4.1.2基本R-S触发器的逻辑功能 132

4.1.3或非门构成的基本R-S触发器 134

4.2钟脉冲控制的R-S触发器 134

4.2.1钟脉冲R-S触发器 135

4.2.2触发器的空翻现象 136

4.3主从触发器 137

4.3.1主从R-S触发器 137

4.3.2主从J-K触发器 138

4.4.1 维持－阻塞D触发器 142

4.4边沿触发器 142

4.4.2边沿型J-K触发器 145

4.5触发器的功能分类及触发器类型转换 147

4.5.1触发器的分类 147

4.5.2触发器类型的转换 148

4.6激励表的文字填写法 150

习题 151

第5章同步时序逻辑电路 155

5.1时序逻辑电路概述 155

5.1.1组合逻辑电路与时序逻辑电路的区别 155

5.1.2时序逻辑电路的分类 156

5.2同步时序电路分析 157

5.2.1 同步时序电路的基本概念 157

5.2.2同步时序逻辑电路分析 157

5.3.1概述 161

5.3.2原始状态图（表）的形成 161

5.3同步时序电路设计 161

5.3.3状态化简 164

5.3.4状态编码 171

5.3.5设计举例 172

5.4寄存器和移位寄存器 175

5.4.1数码寄存器 175

5.4.2移位寄存器 176

5.5.1计数器的功能和分类 182

5.5同步计数器 182

5.5.2同步计数器 183

5.5.3同步集成计数器 201

5.6异步计数器 205

5.6.1异步计数器分析 205

5.6.2异步计数器设计 208

5.6.3异步集成计数器 214

5.7序列信号发生器 217

5.7.1反馈移位寄存器型序列信号发生器 217

5.7.2线性反馈移位寄存器型序列信号发生器 218

5.7.3计数器型序列信号发生器 224

习题 225

第6章异步时序逻辑电路 228

6.1概述 228

6.2基本模式和脉冲模式的异步时序电路 228

6.3脉冲模式异步时序电路 230

6.3.1脉冲模式异步时序电路的分析 230

6.3.2脉冲模式异步时序电路的设计 232

6.4基本模式（电平）异步时序电路 235

6.4.1基本模式异步时序电路的分析 237

6.4.2基本模式异步时序电路的综合 238

6.5异步时序电路的竞争与冒险 242

6.5.1竞争 242

6.5.2本质冒险 245

习题 247

7.1.2基本的半导体存储器阵列 250

7.1.1二进制数据的单位 250

第7章集成存储器 250

7.1存储器的基本概念 250

7.1.3存储器地址与容量 251

7.1.4存储器的基本操作与基本结构 252

7.1.5存储器的分类 253

7.2只读存储器（ROM） 254

7.2.1 ROM的结构及工作原理 254

7.2.4可改写只读存储器 256

（EPROM） 256

7.2.3可编程ROM（PROM） 256

7.2.2固定ROM 256

7.2.5（电）可擦除可编程ROM（EEPROM） 257

7.2.6快闪存储器（Flash Memory） 258

7.2.7 ROM的应用 259

7.3随机存储器（RAM） 260

7.3.1静态RAM（SRAM） 261

7.3.2动态RAM（DRAM） 266

7.3.3 RAM的应用 268

7.4顺序存储器（SAM） 269

7.4.1 串行存储器（SAM）的结构和工作原理 269

7.4.2 MOS动态移位寄存器 271

7.4.3电荷耦合器件（CCD）移位寄存器 271

7.5存储容量的扩展 272

7.5.1字长（位）扩展 272

7.5.2字数扩展 273

习 题 275

第8章可编程逻辑器件 278

8.1基于“乘积项”（Product-Term）的可编程逻辑器件 278

8.1.1乘积项和与－或阵列 278

8.1.2 PROM 280

8.1.3 PLA 282

8.1.4 PAL 282

8.1.5 GAL 284

8.1.6 CPLD 287

8.1.7非易失性可编程元件的编程原理 289

8.2基于“查找表”（LooK-UpTable）的可编程逻辑器件 292

8.2.1 SRAM 292

8.2.2FPGA 293

8.2.3 FPGA与CPLD使用上的比较 297

习题 298

第9章硬件描述语言VHDL 299

9.1概述 299

9.2 VHDL程序基本结构 300

9.2.1实体（Entity）说明 301

9.2.2构造体（Architecture） 302

9.2.3库（Library） 303

9.3 VHDL语言的基本数据类型和操作符 304

9.3.1数据对象及其分类 304

9.3.2数据类型 304

9.3.3运算操作符 306

9.4.1顺序描述语句 310

9.4 VHDL构造体的描述方式 310

9.4.2并行描述语句 318

9.5基本逻辑电路设计 324

9.5.1组合逻辑电路设计 325

9.5.2时序逻辑电路设计 327

9.6 MAX+plusⅡ开发软件及其应用 335

9.6.1简易电子琴设计 335

9.6.2源文件的编辑 336

9.6.3 系统的编译、综合、适配 342

9.6.4系统的有关仿真 345

9.6.5系统的编程下载 348

习题 348

第10章数字系统 350

10.1数字系统概述 350

10.1.1数字系统的概念 350

10.1.2数字系统内部结构 351

10.1.3数字系统设计方法 352

10.1.4现代数字系统的基本设计原则 354

10.2寄存器传输语言 355

10.2.1寄存器传送微操作 356

10.2.2算术运算微操作 356

10.2.3逻辑运算微操作 357

10.2.4移位微操作 357

10.2.5条件控制语句 358

10.3数字系统设计的描述工具 358

10.3.1方框图 358

10.3.2算法流程图 359

10.3.3 ASM图 360

10.4小型控制器的设计 364

10.4.1 以触发器为核心的控制器设计 364

10.4.2以计数器为核心的控制器设计 366

10.5数字系统设计实例 369

第11章脉冲波形的产生与整形 378

习题 378

11.1多谐振荡器 379

11.1.1 门电路构成的多谐振荡器 380

11.1.2环形多谐振荡器 383

11.1.3晶体振荡器 385

11.1.4多谐振荡器的特点 387

11.2施密特触发器 387

11.2.1 门电路组成的施密特触发器 388

11.2.2集成施密特触发器 389

11.2.3施密特触发器的应用 390

11.3单稳态触发器 392

11.3.1 门电路组成的单稳态触发器 392

11.3.2集成单稳态触发器 396

11.3.3单稳态触发器的应用 399

11.4集成555定时器及其应用 401

11.4.1 555定时器 402

11.4.2定时器应用举例 404

第12章数／模和模／数转换 408

习题 408

12.1概述 413

12.2数／模转换器（DAC） 414

12.2.1 数／模转换器的原理 414

12.2.2 DAC的主要电路形式 415

12.3 DAC的主要技术指标 419

12.4集成DAC芯片举例 420

12.5.1模／数转换器的基本工作原理 423

12.5模／数转换器（ADC） 423

12.5.2几种典型的A/D转换器 425

12.6 A/D转换器的主要技术指标 432

12.7集成ADC芯片举例 433

习题 435

附录1半导体器件基础知识 436

附录2国标图形符号简表 458

参考文献 461