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第1篇　基础理论 3

第1章　数字电路基础 3

1.1　数字信号和数字电路 3

1.2　数制及其转化 4

1.2.1 十进制 4

1.2.2 二进制 5

1.2.3 二进制数和十进制数之间的转换 5

1.2.4 十六进制数和八进制数 7

1.3.1 二进制数的算术运算 8

1.3　二进制数和十六进制数的算术运算 8

1.3.2 十六进制数的算术运算 9

1.4 二-十进制代码（BCD码） 10

1.5　逻辑函数及其化简 11

1.5.1 逻辑代数 11

1.5.2　基本逻辑运算 12

1.5.3 逻辑函数和真值表 13

1.5.4 逻辑函数的相等 15

1.5.5 逻辑代数的基本公式 16

1.5.6 逻辑代数的三条基本规则 17

1.6.1 逻辑函数的最简形式 18

1.6　逻辑函数的化简 18

1.6.2 逻辑函数的公式化简法（代数法） 19

1.6.3 逻辑函数的图简法（卡诺图法） 20

1.6.4 具有无关项的逻辑函数化简 26

思考与练习题 27

第2章　集成逻辑门 29

2.1　晶体管的开关特性 29

2.1.1 二极管的开关特性 29

2.1.2 晶体三极管的开关特性 32

2.2　基本晶体管门电路 34

2.3.1 TTL与非门电路的主要外部特性 37

2.3 晶体管　晶体管集成逻辑门（TTL）电路 37

2.3.2 TTL或非门、集电极开路门和三态输出门 41

2.3.3 TTL集成电路的系列产品 43

2.4　发射极耦合逻辑电路与集成注入逻辑电路 44

2.4.1 发射极耦合逻辑（ECL）门 44

2.4.2 I2L逻辑门 45

2.5 MOS逻辑门电路 45

2.5.1 MOS晶体管 45

2.5.2 MOS反相器和门电路 47

2.6　CMOS逻辑门电路 49

2.6.1 CMOS反相器 50

2.6.2 CMOS门电路 51

2.6.3 CMOS传输门电路 52

思考与练习题 53

第3章　组合逻辑电路 55

3.1 组合逻辑电路的分析 55

3.2　组合逻辑电路的设计 57

3.3　常用组合逻辑电路的分析与设计 59

3.3.1 全加器 59

3.3.2 编码器 60

3.3.3 译码器 66

3.3.4　数值比较器 69

3.3.5　数据选择器 73

3.4　组合逻辑电路的冒险现象 75

3.4.1 静态逻辑冒险 75

3.4.2 如何判断是否存在逻辑冒险 76

3.4.3 如何避免逻辑冒险 77

思考与练习题 78

第4章　集成触发器 80

4.1　基本RS触发器 80

4.1.1 基本RS触发器电路组成和工作原理 80

4.1.2 触发器的功能描述 82

4.2　钟控触发器 83

4.2.1 钟控RS触发器 84

4.2.2 钟控D触发器 85

4.2.3 钟控JK触发器 86

4.2.4 钟控T触发器 87

4.3　主从触发器 88

4.3.1 主从触发器基本原理 88

4.3.2 主从JK触发器 89

4.3.3 集成主从JK触发器 91

4.3.4 集成主从JK触发器的脉冲工作特性 92

4.4　边沿触发器 93

4.4.1 维持阻塞边沿触发器 93

4.4.2 利用传输延迟的边沿触发器 95

4.4.3 CMOS门构成的边沿触发器 97

思考与练习题 99

第5章　时序逻辑电路 102

5.1　时序逻辑电路概述 102

5.2　时序逻辑电路的分析 104

5.2.1 时序逻辑电路的分析步骤 104

5.2.2 寄存器、移位寄存器 105

5.2.3 同步计数器 110

5.2.4 异步计数器 115

5.3.1 同步时序逻辑电路设计的一般步骤 117

5.3　时序逻辑电路的设计 117

5.3.2 采用小规模集成电路器件设计同步计数器 121

5.3.3 采用小规模集成电路器件设计异步计数器 124

5.3.4 采用中规模集成电路器件实现任意进制计数（分频）器 126

5.4　序列信号发生器 129

5.4.1 计数器型序列信号发生器设计 130

5.4.2 移存器型序列信号发生器设计 131

思考与练习题 134

第6章　半导体存储器 138

6.1　概述 138

6.1.1 半导体存储器的分类 138

6.2.1 RAM的电路结构 139

6.1.2 半导体存储器的主要技术指标 139

6.2 随机存取存储器（RAM） 139

6.2.2 RAM存储单元 142

6.2.3 静态RAM集成片简介 144

6.2.4 RAM存储容量的扩展 146

6.3 只读存取存储器（ROM） 148

6.3.1 固定ROM 149

6.3.2 可编程ROM（PROM） 150

6.3.3 可擦除可编程ROM 151

6.4　用ROM实现组合逻辑函数 153

思考与练习题 155

第7章　可编程逻辑器件及其应用 156

7.1 可编程逻辑阵列（PLA）器件 156

7.2　可编程阵列逻辑（PAL）器件 159

7.2.1 PAL器件的基本结构 159

7.2.2 PAL器件的输出结构 160

7.2.3 PAL器件的应用 162

7.3　通用阵列逻辑（GAL）器件 164

7.3.1 GAL器件的基本类型 165

7.3.2 GAL器件的基本结构 166

7.3.3 GAL器件的输出逻辑宏单元OLMC 167

7.3.4 GAL器件的工作模式 169

7.3.5 GAL器件应用 171

7.4 复杂可编程逻辑器件CPLD 173

7.4.1 CPLD的基本结构 174

7.4.2 CPLD典型器件及其应用 176

7.5　现场可编程逻辑器件FPGA 177

7.5.1 概述 177

7.5.2 FPGA器件的基本结构 178

7.5.3 FPGA应用举例 181

思考与练习题 183

8.1.1 脉冲信号 185

第8章 脉冲单元电路 185

8.1　脉冲信号和脉冲电路 185

8.1.2 脉冲电路 186

8.2　集成门构成的脉冲单元电路 187

8.2.1 施密特触发器 187

8.2.2 单稳态触发器 190

8.2.3 多谐振荡器 191

8.3 555定时器及其应用 192

8.3.1 555定时器的电路结构 192

8.3.3 用555定时器构成单稳态触发器 194

8.3.2 用555定时器构成施密特触发器 194

8.3.4 用555定时器构成多谐振荡器 195

思考与练习题 197

第9章 模／数转换器和数／模转换器 200

9.1　概述 200

9.2　数／模转换器（DAC） 201

9.2.1 T形电阻网络DAC 201

9.2.2 倒T形电阻网络DAC 202

9.2.3 集成DAC芯片 204

9.2.4 DAC的主要技术指标 206

9.3.1 抽样保持 207

9.3　模／数转换器（ADC） 207

9.3.2　量化编码 208

9.3.3 逐次逼近型ADC 209

9.3.4 集成ADC芯片 210

9.3.5 ADC的主要技术指标 212

思考与练习题 213

第2篇 实验实训 217

实验1 TTL集成与非门主要参数测试 217

实验2 CMOS集成逻辑门的参数测试 222

实验3　加法器实验 226

实验4　数据选择器实验 230

实验5　触发器实验 234

实验6　计数器及其应用 237

实验7　四位双向移位寄存器 240

实验8 555集成定时器及其应用 245

实验9　D/A,A/D转换器 247

课程设计实训1 250

课程设计实训2 251

课程设计实训3 251

附录 252

参考文献 258