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第1章 数制和码制 1

1.1 概述 1

1.2 逻辑函数与逻辑运算 3

1.2.1 逻辑运算的基本概念 3

1.2.2 真值表 4

助教时间 真值表的理解 5

1.3 常用数制 6

1.3.1 进位计数制 6

1.3.2 进位计数制间的转换 7

1.4 二进制数的运算 12

1.4.1 二进制数的算术运算 12

1.4.2 原码、反码和补码 13

1.5 常用码制 14

1.5.1 二-十进制码 14

1.5.2 用BCD码表示十进制数 17

助教时间 数制与码制的关系 17

1.5.3 其他常用代码 18

扩展阅读 字符代码的演化 20

1.6 本章小结 22

习题1 23

第2章 基本逻辑运算与常用复合逻辑 25

2.1 概述 25

2.2 基本逻辑运算 26

2.2.1 逻辑“与”运算 26

扩展阅读 ANSI和IEEE 27

扩展阅读 IEC、ISO和中国国家标准 29

2.2.2 逻辑“或”运算 31

2.2.3 逻辑“非”运算 32

2.3 常用复合逻辑 32

2.3.1 “与非”逻辑 33

助教时间 真值表列写方法的总结 33

2.3.2 “或非”逻辑 34

2.3.3 “与或非”逻辑 34

助教时间 “与或非”的真值表 35

2.3.4 “异或”和“同或” 36

助教时间 异或、同或的“四点四结论” 39

扩展阅读 奇偶校验码的产生与检测电路 40

扩展阅读 基本逻辑与常用复合逻辑运算的自测训练 41

2.4 本章小结 42

习题2 42

第3章 逻辑代数基础 44

3.1 概述 44

扩展阅读 布尔与布尔代数 44

3.2 逻辑代数中的常用公式 46

3.2.1 常量与常量之间、常量与变量之间的逻辑关系 46

3.2.2 交换律、结合律与分配律 46

3.2.3 逻辑函数的化简公式 47

3.2.4 摩根定律（反演律、求反律）公式 50

3.2.5 逻辑运算的优先级别 51

扩展阅读 摩根、摩根定律和剑桥大学三一学院 52

3.3 逻辑代数中的基本定律 53

3.3.1 代入定律 53

3.3.2 反演定律 54

3.3.3 对偶定律 54

助教时间 公式和公式的推广 55

扩展阅读 对偶定律的推广（异或与同或的对偶性） 56

3.4 逻辑函数的5类基本形式 57

3.5 本章小结 59

习题3 60

第4章 逻辑门电路 62

4.1 概述 62

4.2 分立元件门电路 66

4.2.1 二极管与门 66

4.2.2 二极管或门 68

4.2.3 晶体管非门 69

4.3 TTL集成逻辑门 70

4.3.1 TTL非门 70

4.3.2 TTL集成逻辑门的常用型号和常见工作参数 76

扩展阅读 德州仪器（TI）公司 79

4.4 TTL集电极开路门和三态门 81

4.4.1 集电极开路门（0C门） 82

扩展阅读 总线（Bus） 86

4.4.2 三态门（TS门） 87

4.4.3 OC门和三态门的性能比较 91

4.5 CMOS集成逻辑门 91

4.5.1 CMOS逻辑门的种类 92

4.5.2 CMOS集成逻辑门的工作特点 93

4.5.3 CMOS集成逻辑门的产品类型 94

扩展阅读 仙童公司和“八叛逆”的传奇 96

4.5.4 TTL门与CMOS门的接口电路 99

助教时间 逻辑门电路的多余输入端的处理 104

4.6 本章小结 106

习题4 107

第5章 逻辑函数的表示及化简 112

5.1 概述 112

5.2 逻辑函数的公式法化简 112

5.2.1 逻辑函数的化简原则 113

5.2.2 与或逻辑函数的公式法化简 114

助教时间 公式法化简的思路总结 118

5.2.3 5类逻辑函数形式之间的转换 119

5.3 逻辑函数的图形法化简 121

扩展阅读 贝尔实验室 121

5.3.1 最小项和标准与或式 122

5.3.2 卡诺图原理 125

5.3.3 与或逻辑函数的图形化简法 133

5.3.4 5类逻辑函数的图形化简法 136

助教时间 5类典型逻辑函数的化简方法总结 139

5.3.5 具有约束关系的逻辑函数的卡诺图化简 141

5.4 逻辑函数的表示方法和转换 145

5.4.1 逻辑函数的表示方法 145

5.4.2 逻辑函数各种表示形式的相互转换 148

5.5 本章小结 152

习题5 153

第6章 组合逻辑电路 159

6.1 概述 159

扩展阅读 数字集成电路的发展史简述 160

扩展阅读 集成电路芯片封装知识 163

6.2 组合逻辑电路的分析与设计方法 175

6.2.1 组合逻辑电路的分析方法 175

6.2.2 组合逻辑电路的设计方法 177

6.3 常用组合逻辑电路及其中规模逻辑器件 179

6.3.1 加法器 179

6.3.2 数值比较器 188

6.3.3 编码器 195

6.3.4 译码器 204

6.3.5 数据选择器 219

6.3.6 数据分配器 228

助教时间 中规模组合逻辑器件的知识体系总结 230

助教时间 中规模组合逻辑器件的级联扩展 231

6.4 用中规模逻辑器件实现组合逻辑函数 232

6.4.1 用数据选择器实现组合逻辑函数 232

6.4.2 用译码器实现组合逻辑函数 239

6.5 组合逻辑电路中的竞争与冒险 244

6.5.1 竞争与冒险的概念与成因 244

6.5.2 竞争与冒险的判别 246

6.5.3 竞争与冒险的消除 248

6.6 本章小结 251

习题6 252

第7章 触发器 259

7.1 概述 259

7.2 时序逻辑电路 260

7.2.1 时序逻辑电路概述 260

7.2.2 触发器概述 266

7.3 基本RS触发器 268

7.3.1 用与非门组成的基本RS触发器 268

7.3.2 用或非门组成的基本RS触发器 272

7.4 同步触发器 275

7.4.1 同步RS触发器 276

助教时间 时序逻辑电路的波形图的画法 278

7.4.2 同步D触发器 279

7.4.3 同步JK触发器 281

7.4.4 同步T触发器 283

助教时间 4类功能触发器的记忆总结 285

7.5 主从（脉冲）触发器和边沿触发器 287

7.5.1 主从触发器的使用特点 287

7.5.2 边沿触发器的使用特点 289

7.6 触发器使用中的其他特点 292

7.6.1 直接置位端和直接复位端 292

7.6.2 触发器的多输入激励情况 293

7.6.3 触发器的使用范例 294

7.7 本章小结 298

习题7 300

第8章 时序逻辑电路 307

8.1 概述 307

8.2 时序逻辑电路的分析与设计 308

8.2.1 同步时序逻辑电路的分析 309

8.2.2 同步时序逻辑电路的设计 314

8.2.3 异步时序逻辑电路的分析 325

8.3 计数器 327

8.3.1 计数器的含义和分类 327

8.3.2 计数器的原理与实现 328

8.3.3 集成计数器 335

助教时间 计数器芯片资料上能读到什么 351

8.3.4 计数器的应用 352

助教时间 采用大模数计数器生成小模数计数器的方法总结 359

助教时间 集成计数器应用的方法总结 371

8.4 寄存器和移位寄存器 373

8.4.1 寄存器的概念、特点和分类 373

8.4.2 基本寄存器 374

8.4.3 移位寄存器 376

8.4.4 集成移位寄存器的应用 381

扩展阅读 麦比乌斯圈和潘洛斯阶梯 393

8.5 特定信号发生器 395

8.5.1 序列信号发生器 396

8.5.2 顺序脉冲发生器 406

8.5.3 伪随机序列码发生器 414

助教时间 特定信号发生器的设计总结 416

8.6 本章小结 419

习题8 421

第9章 脉冲波形的产生与整形 427

9.1 概述 427

9.2 555定时器 431

9.2.1 电路结构 431

9.2.2 工作原理 433

9.2.3 芯片封装图和功能示意图 434

9.3 施密特触发器 435

9.3.1 用555定时器构成的施密特触发器 435

9.3.2 集成施密特触发器 437

9.3.3 施密特触发器的典型应用 438

9.4 单稳态触发器 439

9.4.1 用555定时器构成的单稳态触发器 440

9.4.2 集成单稳态触发器 442

9.4.3 单稳态触发器的典型应用 446

9.5 多谐振荡器 449

9.5.1 用555定时器构成的多谐振荡器 449

9.5.2 石英晶体多谐振荡器 453

扩展阅读 石英晶体与石英晶体振荡器 454

扩展阅读 严济慈 455

9.6 本章小结 457

习题9 458

第10章 半导体存储器 462

10.1 概述 462

10.2 只读存储器（ROM） 468

10.2.1 掩模ROM 469

10.2.2 可编程ROM（PROM） 475

10.2.3 ROM的应用 478

助教时间 组合逻辑电路的设计方法总结 488

10.2.4 其他类型ROM 489

助教时间 EPROM、E2PROM和闪存的功能对照 497

10.3 随机存储器（RAM） 498

10.3.1 静态RAM（SRAM） 498

10.3.2 动态RAM（DRAM） 502

10.3.3 RAM的扩展 503

扩展阅读 计算机中的存储器 504

10.4 本章小结 508

习题10 509

第11章 可编程逻辑器件 512

11.1 概述 512

11.2 低密度PLD 516

11.2.1 可编程逻辑阵列PLA 516

11.2.2 可编程阵列逻辑PAL 519

11.2.3 通用阵列逻辑GAL 523

11.3 高密度PLD 527

11.3.1 复杂的可编程逻辑器件CPLD 528

11.3.2 现场可编程门阵列FPGA 530

助教时间 各种PLD的总结与对比 532

扩展阅读 主流PLD公司的流行产品 534

11.4 PLD开发的软、硬件资源和设计流程 536

11.4.1 PLD开发的软、硬件资源 536

11.4.2 在系统可编程技术ISP 540

11.4.3 PLD开发的设计流程 541

扩展阅读 CPLD和FPGA的应用选择 543

11.5 VHDL语言 545

11.5.1 VHDL程序的组织结构 545

11.5.2 VHDL的语言要素 552

11.5.3 VHDL的常用语句 561

11.5.4 VHDL程序实例 571

11.6 本章小结 579

习题11 580

第12章 模数与数模转换电路 582

12.1 概述 582

12.2 D/A转换器 583

12.2.1 D/A转换原理 583

12.2.2 D/A转换器的性能指标 588

12.2.3 集成DAC及器件选型 591

12.3 A/D转换器 592

12.3.1 A/D转换原理 592

扩展阅读 为取样定理做出贡献的科学家 595

12.3.2 A/D转换器的性能指标 604

12.3.3 集成ADC及器件选型 606

12.4 本章小结 607

习题12 608

参考文献 610