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第1章 数制与码制 1

1.1 模拟信号与数字信号 1

1.1.1 模拟信号 1

1.1.2 数字信号 2

1.2 进位计数制 2

1.2.1 数制的概念 2

1.2.2 十进制数 3

1.2.3 二进制数 3

1.2.4 八进制数 4

1.2.5 十六进制数 4

1.3 数制的转换 5

1.3.1 非十进制转换成十进制 5

1.3.2 十进制转换成非十进制 5

1.3.3 非十进制之间的转换 6

1.4 原码、反码和补码 8

1.5 码制 10

1.5.1 BCD码 10

1.5.2 可靠性编码 12

1.5.3 字符代码 13

1.6 实践案例——ASCII码的应用 14

小结 14

思考题与习题 15

第2章 逻辑代数 16

2.1 逻辑代数基础知识 16

2.1.1 逻辑代数的运算 16

2.1.2 逻辑代数的基本公式和定律 20

2.1.3 逻辑代数的3个基本定理 21

2.2 逻辑函数及其表示方法 22

2.2.1 逻辑函数 22

2.2.2 逻辑函数的表示方法 22

2.2.3 逻辑函数的两种标准形式 23

2.3 逻辑函数的公式化简法 26

2.3.1 逻辑函数的最简形式 26

2.3.2 公式化简法 27

2.4 逻辑函数的卡诺图化简法 28

2.4.1 逻辑函数的卡诺图表示法 28

2.4.2 利用卡诺图化简逻辑函数 29

2.4.3 具有无关项的逻辑函数化简 32

2.5 实践案例——原料传输系统 33

小结 34

思考题与习题 34

第3章 逻辑门电路 37

3.1 半导体器件的开关特性 37

3.1.1 二极管的开关特性 37

3.1.2 晶体管的开关特性 39

3.1.3 MOS管的开关特性 41

3.2 分立元器件门电路 42

3.2.1 二极管与门 42

3.2.2 二极管或门 43

3.2.3 晶体管非门 43

3.3 TTL集成逻辑门 44

3.3.1 TTL与非门的结构和工作原理 44

3.3.2 TTL与非门的电气特性与主要参数 45

3.3.3 其他逻辑功能的TTL门电路 49

3.3.4 TTL集电极开路门和三态逻辑门 51

3.3.5 TTL门电路的使用规则 53

3.4 C MOS集成逻辑门 54

3.4.1 CMOS逻辑电路特点 55

3.4.2 CMOS传输门 57

3.4.3 CMOS漏极开路门与CMOS三态逻辑门 58

3.4.4 CMOS门电路的使用规则 59

3.5 实践案例——水位告警器 59

小结 60

思考题与习题 60

第4章 组合逻辑电路 63

4.1 组合逻辑电路概述 63

4.2 组合逻辑电路的分析 64

4.3 组合逻辑电路的设计 67

4.4 常用中规模组合逻辑电路 70

4.4.1 编码器 70

4.4.2 译码器 74

4.4.3 数据选择器 79

4.4.4 数据分配器 83

4.4.5 加法器 84

4.4.6 数值比较器 91

4.4.7 74、CD系列芯片性能比较 93

4.5 竞争与冒险 94

4.5.1 基本概念 94

4.5.2 冒险的判别方法 96

4.5.3 竞争冒险的消除方法 96

4.6 实践案例——血型匹配功能电路 98

小结 100

思考题与习题 101

第5章 触发器 105

5.1 概述 105

5.2 基本SR触发器 106

5.3 电平触发的触发器 107

5.3.1 电平触发的SR触发器 107

5.3.2 电平触发的D触发器 108

5.4 脉冲触发的触发器 110

5.4.1 主从SR触发器 110

5.4.2 主从JK触发器 111

5.5 边沿触发的触发器 113

5.5.1 边沿D触发器 113

5.5.2 维持阻塞触发器 114

5.6 触发器的逻辑功能 115

5.6.1 SR触发器的逻辑功能 115

5.6.2 JK触发器的逻辑功能 116

5.6.3 D触发器的逻辑功能 117

5.6.4 T触发器的逻辑功能 118

5.6.5 T′触发器的逻辑功能 118

5.7 触发器逻辑功能的转换 119

5.8 触发器的电气特性 120

5.8.1 静态特性 120

5.8.2 动态特性 121

5.9 实践案例——并行数据存储电路 122

小结 123

思考题与习题 123

第6章 时序逻辑电路 125

6.1 时序逻辑电路的基本概念 125

6.1.1 时序逻辑电路的分类 125

6.1.2 时序逻辑电路的基本结构和描述方法 126

6.2 时序逻辑电路的分析方法 127

6.2.1 同步时序逻辑电路的分析方法 127

6.2.2 异步时序逻辑电路的分析方法 131

6.3 寄存器 133

6.3.1 寄存器和移位寄存器的结构组成及原理 133

6.3.2 移位寄存器及其应用 136

6.4 计数器 140

6.4.1 概述 140

6.4.2 同步计数器结构组成及原理 141

6.4.3 异步计数器结构组成及原理 146

6.4.4 集成计数器及其应用 148

6.5 同步时序逻辑电路的设计方法 156

6.5.1 时序逻辑电路设计的基本任务 157

6.5.2 时序逻辑电路的设计步骤 157

6.6 用中规模集成电路设计时序逻辑电路 162

6.6.1 用移位寄存器设计 162

6.6.2 用计数器设计 164

6.7 实践案例——病房呼叫系统 165

小结 166

思考题与习题 167

第7章 脉冲产生和整形电路 170

7.1 多谐振荡器 170

7.1.1 门电路构成的多谐振荡器 170

7.1.2 石英晶体多谐振荡器 171

7.2 单稳态电路 172

7.2.1 门电路构成的微分型单稳态电路 172

7.2.2 集成单稳态触发器 173

7.2.3 单稳态电路的应用 174

7.3 施密特电路 175

7.3.1 门电路构成的施密特电路 175

7.3.2 施密特电路的应用 176

7.4 555定时器及其应用 178

7.4.1 电路组成及工作原理 178

7.4.2 555定时器构成的多谐振荡器 179

7.4.3 555定时器构成单稳态电路 180

7.4.4 555定时器构成的施密特电路 181

7.5 实践案例——简易电子琴 182

小结 183

思考题与习题 183

第8章 半导体存储器 186

8.1 概述 186

8.2 ROM 187

8.2.1 掩模ROM 187

8.2.2 可编程ROM 188

8.3 RAM 189

8.3.1 SRAM 189

8.3.2 DRAM 191

8.4 存储器容量的扩展 192

8.5 实践案例——存储器在计算机系统中的应用 194

小结 195

思考题与习题 195

第9章 可编程逻辑器件 197

9.1 可编程逻辑器件 197

9.1.1 PLD分类 197

9.1.2 PLD基本结构 198

9.1.3 PLD基本原理 198

9.2 高密度可编程逻辑器件 199

9.2.1 复杂可编程逻辑器件CPLD 200

9.2.2 现场可编程门阵列 202

9.2.3 基于芯片的设计方法 203

9.3 硬件描述语言 204

9.4 实践案例——采用VHDL设计的触发器 206

小结 207

思考题与习题 207

第10章 A/D与D/A转换 208

10.1 ADC 208

10.1.1 ADC的组成 208

10.1.2 常见的ADC电路 209

10.1.3 ADC的主要技术参数 214

10.2 DAC 214

10.2.1 DAC的转换特性 214

10.2.2 常见的DAC电路 215

10.2.3 DAC的主要技术参数 218

10.3 实践案例——数控直流稳压电源 218

小结 219

思考题与习题 219

第11章 数字电路综合案例 221

11.1 概述 221

11.2 设计任务和要求 221

11.3 系统总体方案 222

11.4 设计可选元器件 222

11.5 设计方案分析 223

小结 228

思考题与习题 228

附录A 逻辑符号对照表 229

附录B 常见数字电路芯片引脚 230

思考题与习题参考答案 237

参考文献 245