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第1章 逻辑代数基础 1

1.1数字逻辑电路概述 1

1.1.1数字信号和数字电路 1

1.1.2数字电路的特点 1

1.1.3数字电路的分类 2

1.2数制 2

1.2.1十进制 2

1.2.2二进制 3

1.2.3八进制和十六进制 3

1.2.4各种数制之间的转换 3

1.3码制与编码 6

1.3.1原码、反码和补码 7

1.3.2二—十进制码（BCD码） 7

1.3.3 ASCII码 8

1.4逻辑代数 9

1.4.1逻辑变量和逻辑函数概念 9

1.4.2三种基本逻辑及其运算 9

1.4.3复合逻辑运算 12

1.5逻辑代数的基本公式和定理 15

1.5.1逻辑代数的基本公式 15

1.5.2基本定律 15

1.5.3逻辑代数的三个基本定理 17

1.5.4异或运算的公式 18

1.6逻辑函数及其表示方法 18

1.6.1逻辑函数的几种表示方法 19

1.6.2逻辑函数式的两种标准形式 22

1.7逻辑函数的化简 26

1.7.1公式化简法 26

1.7.2图形化简法 28

1.7.3具有无关项的逻辑函数及其化简 32

第1章小结 33

第1章习题 34

第2章 门电路 38

2.1半导体二极管、三极管和MOS管的开关特性 38

2.1.1半导体二级管的开关特性 38

2.1.2半导体三极管的开关特性 40

2.1.3 MOS管的开关特性 42

2.2分立元件门电路 45

2.3 TTL集成门电路 49

2.3.1数字集成电路的分类 49

2.3.2 TTL与非门 50

2.3.3其他类型的TTL门电路 58

2.3.4其他系列的TTL电路 64

2.4其他类型的双极型数字集成电路 68

2.4.1 ECL门电路 68

2.4.2 I2L门电路 69

2.5 CMOS集成门电路 71

2.5.1 CMOS反相器 71

2.5.2 CMOS门电路 75

2.5.3 CMOS门电路使用注意事项 80

2.6 TTL电路与CMOS门电路之间的连接 80

2.6.1 TTL电路驱动CMOS电路 81

2.6.2 CMOS电路驱动TTL电路 82

第2章小结 83

第2章习题 83

第3章 组合逻辑电路 89

3.1组合逻辑电路简介 89

3.1.1组合逻辑电路的特点 89

3.1.2组合逻辑电路的功能描述 89

3.2组合逻辑电路的分析与设计 90

3.2.1组合逻辑电路的分析方法 90

3.2.2组合逻辑电路的设计方法 91

3.3常用组合逻辑电路 94

3.3.1编码器 95

3.3.2译码器 100

3.3.3数据选择器和数据分配器 107

3.3.4加法器 111

3.3.5数值比较器 114

3.4用中规模集成电路（MSI）设计组合逻辑电路 117

3.4.1用数据选择器设计组合逻辑电路 117

3.4.2用译码器设计组合逻辑电路 119

3.4.3用加法器设计码转换器 120

3.5组合逻辑电路中的竞争—冒险 120

3.5.1竞争-冒险的概念及其成因 120

3.5.2检查竞争-冒险的方法 121

3.5.3消除竞争一冒险的方法 122

第3章小结 124

第3章习题 124

第4章 触发器 130

4.1概述 130

4.2基本RS触发器 130

4.2.1与非型基本RS触发器 130

4.2.2或非型基本RS触发器 133

4.3同步触发器 134

4.3.1同步RS触发器 134

4.3.2同步D触发器 137

4.3.3同步JK触发器 138

4.3.4同步T触发器和同步T触发器 140

4.3.5同步触发器的动作特点 141

4.4主从型触发器 142

4.4.1主从型RS触发器 142

4.4.2主从型D触发器 144

4.4.3主从型JK触发器 145

4.5边沿触发器 148

4.5.1维持阻塞型D触发器 148

4.5.2边沿JK触发器 151

4.5.3 CMOS传输门构成的触发器 153

4.6触发器的逻辑功能及其描述方法 154

4.6.1触发器逻辑功能的分类 154

4.6.2触发器的电路结构和逻辑功能的关系 154

4.6.3不同类型触发器之间的转换 155

4.7触发器的动态参数 157

第4章小结 159

第4章习题 159

第5章 时序逻辑电路分析与设计 165

5.1时序逻辑电路概述 165

5.1.1时序逻辑电路的特点 165

5.1.2时序逻辑电路的分类 166

5.1.3时序逻辑电路的功能描述 167

5.2时序逻辑电路的分析 169

5.2.1同步时序逻辑电路的分析 169

5.2.2异步时序逻辑电路的分析 170

5.3若干常用时序逻辑电路 172

5.3.1寄存器和移位寄存器 172

5.3.2计数器 175

5.3.3序列信号发生器 179

5.3.4常用集成时序逻辑器件及其应用 180

5.4同步时序电路的设计方法 192

5.4.1建立原始状态图和原始状态表 192

5.4.2状态化简 194

5.4.3状态分配 196

5.4.4同步时序逻辑电路的设计举例 197

5.5异步时序逻辑电路的设计 202

第5章小结 205

第5章习题 206

第6章 脉冲波形的产生和整形 210

6.1概述 210

6.1.1脉冲产生电路和整形电路的特点 210

6.1.2脉冲电路的基本分析方法 210

6.2多谐振荡器 211

6.2.1环形振荡器 211

6.2.2石英晶体振荡器 214

6.2.3多谐振荡器的应用 215

6.3单稳态触发器 216

6.3.1门电路构成的单稳态触发器 216

6.3.2集成单稳态触发器 220

6.3.3单稳态触发器的应用 223

6.4施密特触发器 224

6.4.1门电路构成的施密特触发器 225

6.4.2集成施密特触发器 226

6.4.3施密特触发器的应用 226

6.5集成函数信号发生器 228

6.5.1集成函数发生器ICL8038 228

6.5.2高频精密函数波形发生器MAX038 230

第6章小结 232

第6章习题 233

第7章 半导体存储器和可编程逻辑器件 234

7.1概述 234

7.2可编程逻辑器件的表示方法和基本结构 236

7.2.1可编程逻辑器件的表示方法 236

7.2.2可编程逻辑器件的基本结构 238

7.3只读存储器 241

7.3.1只读存储器的基本结构和原理 241

7.3.2可编程只读存储器 246

7.3.3可擦除可编程只读存储器 248

7.4随机存取内存 251

7.4.1静态随机内存 251

7.4.2动态随机内存 253

7.4.3内存容量的扩展 254

7.5初级可编程逻辑器件 255

7.5.1可编程逻辑数组 255

7.5.2可编程数组逻辑 256

7.5.3通用数组逻辑 260

7.5.4初级可编程逻辑器件的应用 267

7.6现场可编程门阵列 275

7.6.1可编程逻辑块 276

7.6.2可编程输入/输出块 278

7.6.3可编程内部连线 278

7.6.4编程数据 280

7.7复杂可编程逻辑器件 280

7.7.1嵌入式阵列块 281

7.7.2逻辑单元与逻辑阵列块 283

7.7.3快速通道 286

7.7.4 I/O单元 288

7.7.5 FPGA与CPLD比较 289

7.7.6 FPGA/CPLD进行电路设计的一般流程 290

第7章小结 292

第7章习题 292

第8章 数字系统设计 294

8.1数字系统设计概述 294

8.1.1数字系统定义 294

8.1.2数字系统设计的一般过程 295

8.1.3数字系统的总体方案与逻辑划分 296

8.1.4数据子系统的构造方法 299

8.2控制子系统的设计工具 302

8.2.1 ASM图 302

8.2.2分组-按序算法语言 306

8.3控制子系统的实现方法 310

8.3.1硬件控制器的实现方法 310

8.3.2微程序控制器的实现方法 313

8.4数字系统设计举例 315

第8章小结 321

第8章习题 321

第9章EDA及硬件描述语言初步 323

9.1EDA概述 323

9.1.1 EDA的发展概况 323

9.1.2 EDA设计语言 325

9.1.3 EDA开发工具 326

9.1.4 EDA设计方法 327

9.2硬件描述语言VHDL初步 329

9.2.1 VHDL源程序的基本结构 329

9.2.2 VHDL的基本语法 333

9.2.3 VHDL的主要描述语句 337

9.3 VHDL设计实例 343

9.3.1组合电路设计 343

9.3.2时序逻辑电路设计 344

第9章小结 346

第9章习题 346

第10章数/模和模/数转换 347

10.1概述 347

10.2 D/A转换器 347

10.2.1 D/A转换器的基本工作原理 347

10.2.2权电阻网络D/A转换器 348

10.2.3倒T型电阻网络D/A转换器 349

10.2.4权电流型D/A转换器 350

10.2.5 D/A转换器的主要技术指标 351

10.3 A/D转换器 353

10.3.1 A/D转换器的基本工作原理 353

10.3.2 A/D转换器的主要电路类型 356

10.3.3 A/D转换器的主要技术指标 362

10.3.4集成ADC芯片简介 362

第10章小结 365

第10章习题 365

参考文献 366