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模块一 数字逻辑基础 1

项目一 数制与数制转换 1

一、项目分析 1

二、相关知识 2

（一）不同数制的特点 2

（二）二进制数与十进制数的相互转换 3

（三）二进制数与八进制数的相互转换 4

（四）二进制数与十六进制数的相互转换 4

三、知识扩展 4

（一）二进制数加法、减法、乘法和除法法则 4

（二）二进制小数转换成十进制数 5

（三）十进制小数转换成二进制数 5

（四）二进制小数与八进制数相互转换 5

（五）二进制小数与十六进制数相互转换 6

习题 6

项目二 代码 7

一、项目分析 7

二、相关知识 7

（一）8421BCD码 7

（二）格雷码 8

三、知识扩展——ASCⅡ代码 9

习题 10

项目三 基本逻辑与逻辑门电路 10

一、项目分析 10

二、相关知识 11

（一）与逻辑和与门电路 11

（二）或逻辑和或门电路 12

（三）非逻辑和非门电路 13

（四）与非门逻辑电路 14

（五）或非门逻辑电路 15

（六）与或非门逻辑电路 16

（七）异或门逻辑电路 16

（八）同或门逻辑电路 17

三、项目实施 17

（一）仿真实验1 测试与门电路的逻辑功能 17

（二）仿真实验2 测试或门电路的逻辑功能 18

（三）仿真实验3 测试非门电路的逻辑功能 19

（四）仿真实验4 测试与非门电路的逻辑功能 19

（五）仿真实验5 测试异或门电路的逻辑功能 20

习题 20

项目四 集成门电路 22

一、项目分析 22

二、相关知识 22

（一）TTL集成门电路 22

（二）CMOS集成门电路 25

（三）TTL集成电路与CMOS集成电路的区别 26

（四）集电极开路门 26

（五）三态门 27

三、项目实施 27

（一）实验1 测试74LS08与门逻辑功能 28

（二）实验2 测试74LS32或门逻辑功能 29

（三）实验3 测试74LS04非门逻辑功能 29

（四）实验4 测试74LS00与非门逻辑功能 30

（五）实验5 测试74LS86异或门逻辑功能 31

习题 32

项目五 逻辑代数定律与逻辑化简 32

一、项目分析 32

二、相关知识 33

（一）逻辑代数运算规则和基本定律 33

（二）公式化简法 34

（三）卡诺图化简法 35

（四）仿真软件化简法 38

三、项目实施 39

（一）仿真实验1 化简逻辑函数L=AD+A？+？CD+BCD 39

（二）仿真实验2 化简逻辑函数L=∑m（0,2,4,6,7,12,14,15） 40

习题 42

模块二 组合逻辑电路 43

项目一 组合逻辑电路的分析与设计 43

一、项目分析 43

二、相关知识 43

（一）组合逻辑电路的分析 43

（二）组合逻辑电路的设计 44

三、项目实施 45

（一）仿真实验1 对给定的组合逻辑电路进行分析 46

（二）仿真实验2 设计一个两地控制逻辑电路 47

习题 47

项目二 编码器 48

一、项目分析 48

二、相关知识 48

（一）二—十进制普通编码器 48

（二）二—十进制优先编码器 50

三、项目实施 51

（一）仿真实验 测试10线—4线优先编码器74LS147的逻辑功能 51

（二）实验 测试10线—4线优先编码器74LS147的逻辑功能 52

四、知识扩展 53

（一）8线—3线二进制优先编码器74LS148 53

（二）8线—3线编码器74LS148功能扩展 54

习题 55

项目三 译码器 55

一、项目分析 55

二、相关知识 55

（一）集成二进制译码器74LS138 55

（二）七段字形译码器74LS48 57

三、项目实施 60

（一）仿真实验1 测试译码器74LS138的逻辑功能 60

（二）仿真实验2 用译码器实现逻辑函数L=AC+？B 61

（三）仿真实验3 测试七段译码器74LS48 61

（四）实验1 测试译码器74LS138的逻辑功能 62

（五）实验2 用译码器实现逻辑函数L=AC+？B 63

（六）实验3 测试译码器74LS48的逻辑功能 64

四、知识扩展 65

习题 66

项目四 加法器 66

一、项目分析 66

二、相关知识 67

（一）半加器 67

（二）全加器 68

（三）集成加法器 68

三、项目实施 70

（一）仿真实验1 测试半加器逻辑功能 70

（二）仿真实验2 用集成加法器实现8421码至余3码的转换 71

（三）实验 用集成加法器实现8421码至余3码的转换 72

四、知识扩展 73

习题 73

项目五 数值比较器 74

一、项目分析 74

二、相关知识 74

（一）一位数值比较器 74

（二）集成数值比较器 75

三、项目实施 76

（一）仿真实验 测试集成数值比较器74LS85的逻辑功能 76

（二）实验 测试集成数值比较器74LS85的逻辑功能 77

习题 78

项目六 数据选择器 78

一、项目分析 78

二、相关知识 79

（一）四选一数据选择器原理 79

（二）集成数据选择器74LS151 79

（三）集成数据选择器74LS253 80

三、项目实施 81

（一）仿真实验 测试数据选择器74LS151的逻辑功能 81

（二）实验 测试数据选择器74LS151的逻辑功能 82

习题 82

模块三 触发器 83

项目一 RS触发器 83

一、项目分析 83

二、相关知识 83

（一）基本RS触发器 83

（二）用基本RS触发器构成防抖动开关 86

（三）同步RS触发器 87

三、项目实施 89

（一）仿真实验 测试基本RS触发器74LS279的逻辑功能 89

（二）实验 测试RS触发器74LS279的逻辑功能 89

习题 90

项目二 主从型JK触发器 91

一、项目分析 91

二、相关知识 91

（一）电路组成与功能分析 91

（二）集成JK触发器 93

（三）JK触发器转换为T触发器和T触发器 94

三、项目实施 95

（一）仿真实验 测试JK触发器74LS112的逻辑功能 95

（二）实验 测试JK触发器74LS112的逻辑功能 96

习题 97

项目三 维持阻塞D触发器 98

一、项目分析 98

二、相关知识 98

（一）电路组成与功能分析 98

（二）集成D触发器 100

三、项目实施 100

（一）仿真实验 测试D触发器74LS74的逻辑功能 100

（二）实验 测试D触发器74LS74的逻辑功能 101

习题 101

项目四 不同类型触发器的转换 102

一、项目分析 102

二、相关知识 102

（一）JK触发器转换为D触发器 102

（二）JK触发器转换为RS触发器 103

（三）D触发器转换为T触发器 103

（四）D触发器转换为T触发器 104

习题 104

模块四 时序逻辑电路 107

项目一 时序逻辑电路的分析 107

一、项目分析 107

二、相关知识 107

习题 111

项目二 计数器 111

一、项目分析 111

二、相关知识 112

（一）4位异步二进制加法计数器 112

（二）同步十进制加法计数器 113

（三）集成同步十进制加／减法计数器74LS192 116

（四）用74LS192构成各类计数器 117

三、项目实施 120

（一）仿真实验1 测试74LS192十进制加法计数功能 120

（二）仿真实验2 测试74LS192十进制减法计数功能 120

（三）仿真实验3 74LS192组成两级十进制加法器 121

（四）仿真实验4 用反馈复位法构成八进制加法计数器 122

（五）仿真实验5 用反馈置数法构成六进制加法计数器 122

（六）实验1 测试74LS192十进制加法计数功能 123

（七）实验2 应用反馈复位法构成七进制加法计数器 124

习题 126

项目三 寄存器 127

一、项目分析 127

二、相关知识 127

（一）数据寄存器 127

（二）集成8D数据寄存器74LS273 128

（三）移位寄存器及其应用 128

（四）集成双向移位寄存器74LS194 131

三、项目实施 132

（一）仿真实验1 测试74LS273数据寄存器的逻辑功能 132

（二）仿真实验2 测试74LS194移位寄存器的逻辑功能 133

（三）实验1 测试74LS273数据寄存器的逻辑功能 133

（四）实验2 测试74LS194移位寄存器的逻辑功能 134

习题 135

模块五 555时基电路与石英晶体多谐振荡器 136

项目一 定时器 136

一、项目分析 136

二、相关知识 136

（一）555集成电路的结构 136

（二）555集成电路工作原理 138

（三）555构成延时接通时间控制器 138

（四）555构成延时断开时间控制器 139

三、项目实施 140

（一）仿真实验 555定时器电路测试 140

（二）实验 555定时器电路测试 141

习题 142

项目二 施密特触发器 142

一、项目分析 142

二、相关知识 142

（一）施密特触发器的电压转移特性 142

（二）555集成电路构成的施密特触发器 143

（三）555集成电路构成的门槛电压可调的施密特触发器 144

（四）应用举例——TTL逻辑电压检测器 144

三、项目实施 144

（一）仿真实验1 测试施密特触发器的回差电压 144

（二）仿真实验2 施密特触发器波形转换 145

（三）实验 测试施密特触发器的回差电压 146

习题 147

项目三 多谐振荡器 148

一、项目分析 148

二、相关知识 148

（一）555集成电路构成的多谐振荡器 148

（二）555集成电路构成的占空比可调的多谐振荡器 150

（三）石英晶体多谐振荡器 150

三、项目实施 152

（一）仿真实验1 测试555集成电路构成的多谐振荡器 152

（二）仿真 实验2测试石英晶体多谐振荡器 152

（三）实验 测试555集成电路构成的多谐振荡器 153

习题 154

模块六 模数与数模转换 155

项目一 数模转换器 155

一、项目分析 155

二、相关知识 155

（一）DAC的工作原理 155

（二）数模转换器AD7520的应用 157

三、项目实施 159

（一）仿真实验 测试数模转换器 159

（二）实验 测试集成数模转换器AD7520 159

习题 160

项目二 模数转换器 161

一、项目分析 161

二、相关知识 161

（一）ADC的工作原理 161

（二）ADC的主要技术指标 162

（三）集成模数转换器ADC0809 163

三、项目实施 165

（一）仿真实验 测试模数转换器 165

（二）实验 测试集成模数转换器ADC0809 166

习题 167

模块七 半导体存储器 169

项目一 只读存储器 169

一、项目分析 169

二、相关知识 169

（一）只读存储器的结构 169

（二）电路组成和读数 170

（三）集成只读存储器 171

（四）ROM的应用 172

习题 175

项目二 随机存储器 176

一、项目分析 176

二、相关知识 176

（一）随机存储器的结构 176

（二）RAM容量扩展 177

习题 178

项目三 可编程逻辑器件 178

一、项目分析 178

二、相关知识 178

（一）简单PLD中阵列的表示方法 178

（二）Altera公司的可编程逻辑器件和软件 179

（三）用PLD构成组合逻辑门电路 180

习题 181

附录A Multisim 2001软件的应用 182

附录B 实验器材 192

附录C 部分数字集成电路型号表 195

参考文献 206