实用数字电子技术基础PDF电子书下载

第1章 数制与码制 1

1.1 模拟信号与数字信号 1

1.1.1 模拟信号与数字信号的概念 1

1.1.2 数字电路与模拟电路的区别 1

1.1.3 数字电路的特点 2

1.2 数制 3

1.2.1 十进制数表述方法 3

1.2.2 二进制数表述方法 4

1.2.3 十六进制数表述方法 5

1.2.4 八进制数表述方法 5

1.3 数制转换 6

1.3.1 十六进制数、二进制数与十进制数间的转换 6

1.3.2 十进制数转换为二进制数、十六进制数 6

1.3.3 二进制数与十六进制数间的转换 7

1.4 数的码制 8

1.4.1 十进制编码 8

1.4.2 十进制数的BCD码表示方法 9

1.4.3 字母数字码 10

1.4.4 码制 11

1.4.5 用补码进行二进制数计算 13

习题 14

第2章 数字逻辑门 16

2.1 基本逻辑门 16

2.1.1 逻辑代数的三种基本运算模型 16

2.1.2 基本逻辑符号 17

2.1.3 与非门 19

2.1.4 或非门 20

2.1.5 异或门 20

2.1.6 同或门 21

2.2 集成电路逻辑门 22

2.2.1 MOS晶体管的结构与工作原理 22

2.2.2 CMOS逻辑门的结构与工作原理 23

2.3 TTL与CMOS集成电路逻辑门器件 25

2.3.1 逻辑门的器件类型与技术参数 25

2.3.2 集成电路门的技术参数 26

2.3.3 TTL与CMOS集成电路的传统接口技术 29

2.3.4 器件的封装 30

2.4 辅助门电路 31

2.4.1 三态门 31

2.4.2 集电极开路门 32

习题 34

实验 35

第3章 逻辑函数 37

3.1 概述 37

3.2 逻辑代数的运算规则 37

3.3 逻辑函数的表述形式 40

3.4 逻辑函数的标准形式 42

3.5 逻辑代数化简方法 45

3.6 卡诺图化简法 47

3.6.1 与或表达式的卡诺图表示 47

3.6.2 与或表达式的卡诺图化简 48

3.6.3 或与表达式的卡诺图化简 49

3.6.4 含无关项逻辑函数的化简 49

3.6.5 多输出逻辑函数的化简 50

习题 51

第4章 组合逻辑电路 53

4.1 组合逻辑电路手工分析 53

4.2 组合逻辑电路手工设计方法 55

4.3 编码器 57

4.3.1 二进制编码器 57

4.3.2 二-十进制编码器及其应用 58

4.4 译码器 60

4.4.1 二进制译码器 61

4.4.2 二-十进制译码器 62

4.4.3 用集成译码器实现逻辑函数 62

4.4.4 显示控制译码器 63

4.5 数据选择器与数据分配器 65

4.5.1 数据选择器 65

4.5.2 用数据选择器实现逻辑函数 67

4.5.3 数据分配器 68

4.6 加法器 68

4.7 比较器 70

4.8 广义译码器概念 71

4.9 可编程逻辑器件 71

4.9.1 PLD概述 72

4.9.2 可编程逻辑器件的发展历程 73

4.9.3 可编程逻辑器件的分类 73

4.9.4 简单PLD结构 74

4.10 组合电路的竞争与冒险 78

习题 80

实验 83

第5章 组合电路的自动化设计与分析 84

5.1 手工数字技术存在的问题 84

5.2 数字技术自动设计与分析流程 85

5.3 原理图输入法逻辑电路设计 88

5.3.1 Quartus Ⅱ软件简介 88

5.3.2 电路原理图编辑输入 88

5.3.3 创建工程 89

5.3.4 功能简要分析 92

5.3.5 编译前设置 92

5.3.6 全程编译 94

5.3.7 时序仿真测试电路功能 95

5.4 引脚锁定和编程下载 97

5.4.1 引脚锁定 97

5.4.2 配置文件下载 98

5.4.3 JTAG间接模式编程配置器件 99

5.5 用Verilog来表述广义译码器 101

5.5.1 用Verilog表述真值表及组合电路的设计 101

5.5.2 三人表决电路的语句表述方式 104

5.5.3 Verilog对广义译码器的其他表述方式 105

实验 107

第6章 触发器及含触发器的PLD 108

6.1 概述 108

6.2 RS触发器 108

6.2.1 基本RS触发器 108

6.2.2 具备时钟控制的RS触发器 110

6.2.3 RS触发器应用示例 111

6.3 D触发器 112

6.3.1 电平触发型D触发器 112

6.3.2 边沿触发型D触发器 113

6.4 主从触发器 114

6.4.1 主从RS触发器 114

6.4.2 主从JK触发器 115

6.4.3 边沿JK触发器 115

6.5 触发器间的转换 117

6.6 基于触发器的滤波电路设计 118

6.7 延时电路的设计与测试 121

6.8 含触发器的PLD结构 123

6.8.1 通用可编程逻辑器件GAL 124

6.8.2 复杂可编程逻辑器件 127

6.8.3 现场可编程门阵列 129

习题 134

实验 135

第7章 时序逻辑电路 137

7.1 时序逻辑电路的特点与功能 137

7.2 小规模时序电路的手工分析方法 138

7.2.1 同步时序电路的分析 138

7.2.2 异步时序电路的分析举例 140

7.3 时序电路的手工设计方法 141

7.3.1 时序电路的手工设计步骤 141

7.3.2 设计举例 142

7.4 寄存器 144

7.4.1 并行寄存器 144

7.4.2 移位寄存器 145

7.5 计数器及其手工设计 148

7.5.1 异步计数器设计 148

7.5.2 同步计数器设计 149

7.6 专用集成计数器应用 153

7.7 计数器通用设计模型 156

7.7.1 时序逻辑设计方案考察 156

7.7.2 计数器的一般结构模型 157

7.7.3 基于一般模型的4位二进制计数器设计 157

7.7.4 基于一般模型的BCD码计数器设计 158

7.7.5 基于一般模型的模可控计数器设计 158

7.7.6 基于一般模型的反馈清零法构成模12计数器 159

7.7.7 基于一般模型的同步加载型计数器设计 160

7.7.8 基于一般模型的异步加载型计数器设计 160

7.7.9 基于一般模型的可逆计数器设计 161

7.8 有限状态机 161

习题 163

实验 165

第8章 时序电路的自动化设计与分析 166

8.1 深入了解时序逻辑电路性能 166

8.1.1 基于74161宏模块的计数器设计 166

8.1.2 进位控制电路改进 168

8.1.3 通过控制同步加载构建计数器 168

8.1.4 利用预置数据控制计数器进位 169

8.2 一般模型结构的任意进制计数器 171

8.2.1 基于一般模型的十进制计数器设计 171

8.2.2 含自启动电路的十进制计数器的设计 172

8.2.3 有限状态机讨论 173

8.3 任意进制异步控制型计数器设计 173

8.4 四位同步自动预置型计数器设计 174

8.5 基于LPM宏模块的计数器设计 175

8.6 步进电机控制电路设计 177

8.6.1 步进电机原理简介 178

8.6.2 步进电机单向旋转控制电路设计 178

8.6.3 步进电机双向旋转控制电路设计 180

8.7 序列检测器状态机设计 180

8.8 数字频率计设计 181

8.8.1 双十进制计数器设计 182

8.8.2 6位十进制计数器设计 183

8.8.3 测频时序控制电路设计 184

8.8.4 顶层电路设计与测试 185

8.9 模型电饭煲控制电路设计 185

实验 187

第9章 存储器及其应用 189

9.1 概述 189

9.2 RAM 190

9.2.1 RAM的分类与结构特点 190

9.2.2 SRAM的结构 191

9.2.3 DRAM工作原理 193

9.2.4 SRAM存储容量的扩展方法 194

9.3 ROM 195

9.3.1 ROM的分类与结构 195

9.3.2 掩膜ROM 196

9.3.3 可编程ROM结构原理 196

9.3.4 其他类型的存储器 199

9.4 FPGA中的嵌入式存储器 200

9.5 存储器应用电路设计 201

9.5.1 利用LPM ROM设计查表式乘法器 201

9.5.2 简易逻辑分析仪设计 204

9.5.3 乐曲演奏电路设计 207

习题 210

实验 210

第10章 A/D与D/A转换器 212

10.1 概述 212

10.2 D/A转换器 212

10.2.1 D/A转换原理与结构 213

10.2.2 二进制权电阻网络型D/A转换器 213

10.2.3 倒T形电阻网络D/A转换器 214

10.2.4 D/A转换器的主要技术参数 215

10.2.5 D/A专用器件及其应用 216

10.3 A/D转换器 217

10.3.1 A/D转换器工作原理 217

10.3.2 A/D转换器种类 219

10.3.3 A/D转换器的主要技术参数 220

10.3.4 典型集成A/D转换器及应用 221

10.4 正弦信号发生器设计 223

10.5 A/D采样控制状态机电路设计 226

习题 230

实验 230

第11章 脉冲发生与处理电路 232

11.1 多谐振荡器 232

11.2 单稳态触发器 234

11.3 施密特触发器 237

11.3.1 施密特触发器概述 237

11.3.2 集成施密特触发器及其应用 238

11.3.3 用施密特触发器构成多谐振荡器 239

11.4 555定时器 239

11.4.1 555的内部结构 240

11.4.2 555构成施密特触发器 241

11.4.3 555构成单稳态触发器 241

11.4.4 555构成多谐振荡器 242

习题 242

附录A 数字技术实验系统基本要求 243

A.1 基本实验内容、方式和类型 243

A.2 数字电路实验板基本结构与功能 244

A.3 MIF文件生成器使用方法 249

参考文献 252