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第1章 数制转换与编码 1

1.1 二进制数 1

1.1.1 为什么使用二进制数 1

1.1.2 二进制数的组成、转换与算术运算 2

1.2 常用的编码 6

小结 8

思考题 8

习题 8

第2章 逻辑门与逻辑代数基础 10

2.1 逻辑描述 10

2.2 基本逻辑门功能概述 11

2.3 逻辑代数基本定律与公式 17

2.3.1 基本定律 17

2.3.2 基本公式 18

2.3.3 基本定理 19

2.4 标准逻辑函数式 22

2.5 代数法化简函数式 24

2.6 卡诺图 26

2.6.1 画卡诺图 26

2.6.2 用卡诺图化简与-或函数式 28

2.6.3 具有无关项的逻辑函数化简 30

2.7 逻辑电路图、函数式与真值表之间的转换 31

2.8 与非门和或非门 34

小结 35

思考题 35

习题 35

第3章 门电路 38

3.1 数字逻辑信号 38

3.2 CMOS门电路 38

3.2.1 MOS晶体管 38

3.2.2 基本CMOS非门 39

3.2.3 CMOS与非门和或非门 40

3.3 74HC系列门电路的电特性 41

3.3.1 74HC系列门电路的极限电参数 41

3.3.2 74HC系列门电路的推荐工作条件 42

3.3.3 74HC系列门电路的静态电特性 43

3.3.4 74HC系列门电路的动态特性 48

3.4 其他类型的CMOS电路 50

3.5 常用CMOS门电路系列 55

3.6 低电压CMOS器件 58

3.7 分立元件门电路 60

3.7.1 二极管与二极管逻辑门 60

3.7.2 双极性三极管 61

3.7.3 三极管非门 62

3.8 标准TTL门电路 63

3.9 74LS系列门电路 66

3.9.1 74LS系列门电路基本工作原理 66

3.9.2 74LS系列门电路电特性 69

3.10 常用74TTL系列门电路 73

3.11 在数字电路设计中使用不同系列的芯片 74

3.12 正确使用门电路 76

3.13 数字电路的封装 79

小结 79

思考题 80

习题 80

第4章 组合逻辑电路 84

4.1 组合逻辑电路的一般问题 84

4.2 组合电路分析 84

4.2.1 组合电路的逻辑功能分析 85

4.2.2 组合电路的波形分析 86

4.2.3 组合电路的延迟时间分析 86

4.2.4 组合电路的电特性分析 88

4.3 组合电路部件 90

4.3.1 编码器 90

4.3.2 译码器 93

4.3.3 数据选择器 100

4.3.4 数值比较器 103

4.3.5 加法器 105

4.3.6 奇偶校验电路 108

4.4 组合电路设计 109

4.4.1 组合电路的逻辑设计法 109

4.4.2 组合电路的直接设计法 113

4.5 组合电路的竞争与冒险 118

4.5.1 竞争-冒险现象 118

4.5.2 竞争-冒险现象的消除 119

小结 119

思考题 120

习题 120

第5章 锁存器与触发器 125

5.1 概述 125

5.2 锁存器 125

5.2.1 三极管组成的SR双稳态电路 125

5.2.2 或非门组成的SR锁存器 127

5.2.3 与非门组成的SR锁存器 128

5.3 SR触发器 129

5.4 D触发器 131

5.4.1 电平触发D触发器 131

5.4.2 边沿触发的维阻结构D触发器 132

5.4.3 基于CMOS传输门的D触发器 134

5.4.4 D触发器的特性方程与状态图 135

5.5 JK触发器 135

5.5.1 脉冲触发的JK触发器 135

5.5.2 边沿触发的JK触发器 137

5.5.3 JK触发器的特性方程与状态图 140

5.6 T触发器 140

5.7 触发器的电特性 141

5.7.1 74LS74的电特性 141

5.7.2 74HC74的电特性 143

5.8 锁存器与触发器电路分析 146

5.9 锁存器与触发器的应用 149

小结 153

思考题 153

习题 154

第6章 时序电路分析与设计 159

6.1 概述 159

6.1.1 时序电路的组成 159

6.1.2 时序电路中的基本概念 159

6.1.3 描述时序电路的逻辑工具 161

6.2 同步时序电路的逻辑分析步骤与举例 161

6.3 寄存器 164

6.3.1 寄存器 164

6.3.2 移位寄存器 166

6.4 计数器 173

6.4.1 异步计数器 174

6.4.2 同步计数器 179

6.4.3 使用集成计数器构成任意进制计数器 184

6.4.4 移位寄存器型计数器 188

6.4.5 计数器应用 190

6.5 同步时序电路逻辑设计 195

6.5.1 设计步骤 195

6.5.2 设计举例 196

6.6 时序电路直接设计 204

6.7 数字系统设计 207

6.7.1 数字系统的概念 207

6.7.2 数字系统的组成 208

6.7.3 数字系统设计实例 208

小结 218

思考题 218

习题 218

第7章 存储器 226

7.1 只读存储器 226

7.1.1 只读存储器概述 226

7.1.2 不可写入数据的ROM 227

7.1.3 可写入数据的ROM 229

7.1.4 并行接口EPROM存储器27256 234

7.1.5 并行接口E2PROM存储器AT28C64B 235

7.1.6 二极管ROM实现数字电路 240

7.2 随机存储器 242

7.2.1 静态随机存储器 243

7.2.2 动态随机存储器 246

7.2.3 非易失RAM介绍 251

7.3 铁电随机存取存储器 252

7.4 存储器扩展 254

7.4.1 位扩展 255

7.4.2 字容量扩展 255

7.5 存储器使用举例 255

小结 257

思考题 257

习题 258

第8章 可编程逻辑器件工作原理 259

8.1 现场可编程门阵列 259

8.1.1 现场可编程门阵列的工作原理 259

8.1.2 实际的可编程门阵列器件 260

8.2 复杂可编程逻辑器件 267

8.2.1 复杂可编程逻辑器件工作原理 267

8.2.2 实际的复杂可编程逻辑器件 269

8.3 其他可编程逻辑器件介绍 272

8.4 可编程逻辑器件的配置与编程 273

小结 276

思考题 276

习题 276

第9章 Verilog HDL语言 277

9.1 Verilog HDL语言基础 277

9.1.1 Verilog HDL中的基本约定 277

9.1.2 数据类型 278

9.1.3 运算符 280

9.2 Verilog HDL语言中的描述 282

9.3 Verilog HDL语言中的分支语句 285

9.4 Verilog HDL语言中的结构描述 286

9.5 Verilog HDL语言描述组合逻辑电路 287

9.6 Verilog HDL语言描述时序电路 288

9.7 Verilog HDL语言描述状态机 290

9.8 一些Verilog HDL描述数字电路的例子 298

小结 303

思考题 303

习题 303

第10章 脉冲整形与产生电路 305

10.1 施密特触发器 305

10.1.1 由门电路组成的施密特触发器 305

10.1.2 施密特触发器的应用 307

10.2 单稳态触发器 308

10.2.1 门电路组成的单稳态触发器 308

10.2.2 集成单稳态触发器74121 312

10.3 多谐振荡器 314

10.3.1 门电路组成的多谐振荡器 314

10.3.2 施密特型多谐振荡器 316

10.3.3 石英晶体振荡器 317

10.4 定时器555及其应用 319

10.4.1 定时器555的基本工作原理 319

10.4.2 定时器555组成施密特触发器 320

10.4.3 定时器555组成单稳态触发器 321

10.4.4 定时器555组成多谐振荡器 321

10.5 一些应用电路 322

小结 326

思考题 326

习题 326

第11章 数模与模数转换器 328

11.1 数模转换 328

11.1.1 权电阻D/A转换器 329

11.1.2 输出电压型R/2R电阻网络D/A转换器 330

11.1.3 输出电流型R/2R电阻网络D/A转换器 332

11.1.4 电阻串型D/A转换器 334

11.1.5 D/A转换器的技术指标 334

11.1.6 D/A转换器0832 337

11.2 模数转换器 340

11.2.1 并行A/D转换器 341

11.2.2 流水线型A/D转换器 342

11.2.3 双斜率A/D转换器 343

11.2.4 △-∑型A/D转换器 345

11.2.5 逐次比较式A/D转换器 347

11.2.6 A/D转换器的技术指标 348

11.2.7 A/D转换器0804 350

11.2.8 A/D转换器组成的数据采集系统 351

小结 359

思考题 359

习题 359

第12章 数字输入与驱动电路 362

12.1 常用开关量输入电路 362

12.1.1 按键电路 362

12.1.2 光耦隔离输入电路 365

12.2 LED显示电路 368

12.3 数字驱动电路 374

12.3.1 采用三极管或场效应管驱动继电器 374

12.3.2 其他数字输出接口电路 376

12.3.3 驱动交流负载 381

12.4 总线驱动器 382

12.5 常用数字实验电路 384

小结 385

思考题 386

习题 386

附录A 通过例题学习Max+PlusⅡ软件 387

FA.1 图形输入法设计数字电路 387

FA.2 Verilog HDL语言输入法 393

FA.3 Verilog HDL语言设计数字系统 394

附录B 数字电路课程大型作业 399

参考文献 405