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第1章 绪论 1

1.1 数字信号 1

1.2 计数进位制 2

1.3 不同进制数的转换 3

1.4 二一十进制常用代码 6

1.5 算术运算与逻辑运算 8

1.6 数字电路及其发展 9

本章小结 10

习题 10

第2章 逻辑函数及其化简 11

2.1 逻辑代数 11

2.1.1 三种基本逻辑 11

2.1.2 基本逻辑运算 13

2.2 逻辑代数的常用公式和规则 17

2.2.1 逻辑代数的基本公式 17

2.2.2 逻辑代数的三个规则 19

2.2.3 逻辑代数的常用公式 20

2.3 逻辑函数及其表示方法 21

2.3.1 逻辑函数的概念 21

2.3.2 逻辑函数的表示方法 21

2.3.3 逻辑函数相等 24

2.3.4 逻辑函数的标准形式 24

2.4 逻辑函数的化简 27

2.4.1 公式化简法 28

2.4.2 逻辑函数的卡诺图化简法 30

本章小结 38

习题 39

第3章 集成逻辑门 41

3.1 晶体管的开关特性 41

3.1.1 晶体二极管的开关特性 41

3.1.2 晶体三极管的开关特性 44

3.1.3 关于高低电平的概念及状态赋值 46

3.2 TTL集成逻辑门 47

3.2.1 TTL与非门电路 47

3.2.2 TTL与非门的主要外部特性 49

3.2.3 TTL其他逻辑门电路 54

3.2.4 TTL门电路的改进 58

3.3 MOS逻辑门电路 60

3.3.1 MOS晶体管 60

3.3.2 MOS反相器 63

3.4 CMOS电路 64

3.4.1 CMOS反相器 64

3.4.2 CMOS反相器的主要特性 64

3.4.3 CMOS传输门 67

3.4.4 CMOS其他逻辑门电路 68

3.4.5 集成门电路使用中的实际问题 70

本章小结 72

习题 73

第4章 组合逻辑电路 77

4.1 组合逻辑电路的分析 77

4.2 组合逻辑电路的设计 79

4.3 常用中规模集成组合逻辑电路 84

4.3.1 加法器 84

4.3.2 数值比较器 88

4.3.3 编码器 92

4.3.4 译码器 95

4.3.5 数据选择器 104

4.4 组合逻辑电路中的竞争与冒险 112

4.4.1 竞争与冒险的基本概念 112

4.4.2 逻辑险象的识别 113

4.4.3 逻辑冒险现象的消除 115

本章小结 117

习题 117

第5章 触发器 121

5.1 概述 121

5.2 基本触发器 121

5.2.1 与非门组成的基本RS触发器 122

5.2.2 基本RS触发器功能的描述方法 122

5.2.3 或非门组成的基本RS触发器 124

5.3 钟控触发器 127

5.3.1 钟控RS触发器 127

5.3.2 钟控D触发器 129

5.3.3 钟控JK触发器 130

5.3.4 钟控T触发器和T′触发器 131

5.3.5 电位触发方式的工作特点 132

5.4 主从触发器 132

5.4.1 主从RS触发器 132

5.4.2 主从JK触发器 134

5.5 边沿触发器 137

5.5.1 维持-阻塞D触发器 137

5.5.2 下降沿触发的边沿触发器——负边沿JK触发器 139

本章小结 141

习题 142

第6章 时序逻辑电路 144

6.1 时序逻辑电路概述 144

6.1.1 时序逻辑电路的特点 144

6.1.2 时序逻辑电路的分类 145

6.2 时序逻辑电路的分析和设计 145

6.2.1 时序逻辑电路的一般分析方法 145

6.2.2 同步时序逻辑电路的分析 146

6.2.3 异步时序逻辑电路的分析 149

6.2.4 同步时序逻辑电路的设计 151

6.3 计数器 157

6.3.1 同步计数器 157

6.3.2 异步计数器 162

6.3.3 集成计数器举例 163

6.3.4 集成计数器的应用 169

6.4 寄存器 177

6.4.1 数码寄存器 177

6.4.2 移位寄存器 178

6.4.3 寄存器的应用 181

6.5 序列信号发生器 187

6.5.1 反馈移存型序列信号发生器的设计 187

6.5.2 计数型序列信号发生器的设计 189

本章小结 190

习题 190

第7章 半导体存储器和可编程逻辑器件 193

7.1 半导体存储器概述 193

7.1.1 存储器的分类 193

7.1.2 半导体存储器的分类 194

7.1.3 半导体存储器的主要技术指标 195

7.1.4 半导体存储器芯片的基本结构 195

7.2 随机存取存储器（RAM） 198

7.2.1 RAM的电路结构与工作原理 198

7.2.2 RAM存储单元 199

7.2.3 RAM的操作与定时 202

7.2.4 RAM的容量扩展 203

7.2.5 RAM举例 205

7.3 只读存储器（ROM） 207

7.3.1 ROM的分类 207

7.3.2 ROM的结构及工作原理 208

7.3.3 ROM的应用 212

7.3.4 ROM容量的扩展 216

7.4 闪速存储器（Flash Memory） 217

7.5 高速缓冲存储器 218

7.5.1 多层存储结构 218

7.5.2 Cache控制器 219

7.5.3 Cache的基本操作 220

7.5.4 地址映像及其方式 220

7.6 可编程逻辑器件概述 223

7.6.1 PLD器件的分类 223

7.6.2 PLD的电路表示法 225

7.6.3 可编程阵列逻辑器件（PAL） 226

7.6.4 可编程通用阵列逻辑器件（GAL） 227

7.7 高密度可编程器件概述 231

7.7.1 FPGA芯片结构简介 231

7.7.2 CPLD芯片结构简介 235

7.7.3 高密度PLD的逻辑实现 237

7.7.4 CPLD和FPGA的特点比较 238

本章小结 238

习题 239

第8章 脉冲波形的产生与整形电路 243

8.1 概述 243

8.2 施密特触发器 244

8.2.1 CMOS门电路构成的施密特触发器 244

8.2.2 集成施密特触发器 247

8.3 单稳态触发器 248

8.3.1 CMOS门电路构成的微分型单稳态触发器 248

8.3.2 CMOS门电路构成的积分型单稳态触发器 251

8.3.3 集成单稳态触发器 252

8.3.4 单稳态触发器的应用 256

8.4 自激多谐振荡器 257

8.4.1 用门电路组成的多谐振荡器 257

8.4.2 石英晶体多谐振荡器 261

8.5 555集成定时器及其应用 262

8.5.1 CC7555定时器的电路结构 262

8.5.2 集成定时器应用举例 264

本章小结 267

习题 267

第9章 数／模与模／数转换电路 270

9.1 数／模转换和模／数转换概述 270

9.1.1 数字系统框图 270

9.1.2 模／数转换器（ADC）的主要性能参数 271

9.1.3 数／模转换器（DAC）的主要性能参数 272

9.1.4 DAC与ADC的分类 273

9.2 D/A转换器 273

9.2.1 D/A转换器的基本原理 273

9.2.2 权电阻网络D/A转换器 274

9.2.3 倒T形电阻网络D/A转换器 275

9.2.4 权电流型D/A转换器 276

9.2.5 常用集成D/A转换器简介 279

9.3 A/D转换器 281

9.3.1 A/D转换的基本原理 281

9.3.2 取样-保持电路 283

9.3.3 并行比较型A/D转换器 284

9.3.4 逐次比较型A/D转换器 285

9.3.5 常用集成A/D转换器简介 286

本章小结 288

习题 289

第10章 VHDL语言简介 291

10.1 VHDL语言概述 291

10.1.1 VHDL语言的历史 291

10.1.2 VHDL系统设计的特点及优势 292

10.2 VHDL语言程序的基本结构 292

10.2.1 VHDL语言设计的基本单元及其构成 292

10.2.2 实体 294

10.2.3 结构体 297

10.2.4 寄存器的VHDL描述 298

10.3 VHDL语言的数据类型及运算操作符 302

10.3.1 VHDL的数据类型 302

10.3.2 VHDL语言的运算操作符 303

10.4 VHDL语言的主要描述语句 305

10.4.1 顺序描述语句 305

10.4.2 并行描述语句 311

10.5 基本逻辑电路设计 313

10.5.1 组合逻辑电路设计 313

10.5.2 时序电路设计 318

10.5.3 存储器 323

本章小结 324

习题 324

第11章 数字系统设计基础 328

11.1 数字系统的概念 328

11.1.1 数字系统的基本模型 328

11.1.2 数字系统与逻辑功能部件的区别 329

11.1.3 数字系统的设计方法及设计流程 329

11.2 系统控制器的设计 331

11.2.1 控制器的描述 331

11.2.2 控制器的设计 333

11.3 数字系统设计实例——交通灯控制系统 336

11.3.1 交通灯控制系统的功能概述 336

11.3.2 交通灯控制系统的设计 336

11.3.3 交通灯控制器的VHDL实现 338

本章小结 342

习题 342

附录 343

附录一 集成器件的命名及封装形式 343

附录二 常用74系列数字集成电路型号功能表 344

参考文献 350