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绪论 1

第1章 数字逻辑基础 8

1.1 概述 9

1.2 常用的数制和编码 9

1.2.1 常用的数制 9

1.2.2 数制之间的转换 11

1.2.3 二进制数的原码、反码及补码表示 15

1.2.4 常用的编码 16

1.3 逻辑代数及其运算规则 20

1.3.1 逻辑变量与基本逻辑运算 20

1.3.2 复合逻辑运算 22

1.3.3 逻辑代数的基本公式 23

1.3.4 逻辑代数的基本定理 24

1.3.5 逻辑代数的常用公式 26

1.4 逻辑函数及其表示方法 27

1.4.1 逻辑函数的定义 27

1.4.2 逻辑函数的表示方法 27

1.4.3 逻辑函数的标准形式 29

1.4.4 逻辑函数表示方法间的转换 33

1.5 逻辑函数的化简 37

1.5.1 逻辑函数的代数化简法 37

1.5.2 逻辑函数的卡诺图化简法 40

1.5.3 含有无关项的逻辑函数及其化简 43

1.6 利用Multisim对逻辑函数进行化简与转换 45

本章小结 46

习题 47

第2章 集成逻辑门电路 52

2.1 概述 53

2.2 门电路中开关器件的开关特性 54

2.2.1 半导体二板管的开关特性 54

2.2.2 半导体三极管的开关特性 56

2.2.3 MOS管的开关特性 57

2.3 分立元件门电路 59

2.3.1 二极管“与”门 59

2.3.2 二极管“或”门 60

2.3.3 三极管“非”门 61

2.3.4 MOS管“非”门 61

2.4 TTL集成门电路 61

2.4.1 TTL反相器 62

2.4.2 TTL“与非”门 65

2.4.3 TTL集电极开路门和三态门 65

2.5 CMOS集成门电路 68

2.5.1 CMOS反相器 68

2.5.2 CMOS“与非”门和“或非”门 70

2.5.3 CMOS漏极开路门、传输门和三态门 70

2.6 集成逻辑门电路的主要性能参数 72

2.7 正、负逻辑的概念 74

2.8 利用Multisim测试TTL反相器的电压传输特性 75

本章小结 77

习题 77

第3章 组合逻辑电路 82

3.1 概述 83

3.1.1 组合逻辑电路的特点 83

3.1.2 组合逻辑电路的功能描述方法 83

3.2 组合逻辑电路的分析 84

3.2.1 组合逻辑电路的分析方法 84

3.2.2 组合逻辑电路分析举例 84

3.3 组合逻辑电路的设计 86

3.3.1 组合逻辑电路的设计方法 86

3.3.2 组合逻辑电路设计举例 88

3.3.3 含有无关项的组合逻辑电路设计 90

3.4 组合逻辑电路的竞争冒险 93

3.4.1 竞争冒险现象 93

3.4.2 竞争冒险的判断 94

3.4.3 竞争冒险的消除 95

3.5 常用组合逻辑电路及其应用 96

3.5.1 编码器 96

3.5.2 译码器 102

3.5.3 加法器 110

3.5.4 数据选择器 113

3.5.5 数据分配器 116

3.5.6 数值比较器 117

3.6 利用Multisim分析组合逻辑电路 119

3.6.1 小规模门电路构成的组合逻辑电路的仿真分析 119

3.6.2 中规模组合逻辑电路的仿真分析 120

本章小结 122

习题 123

第4章 触发器 127

4.1 概述 128

4.2 基本触发器 128

4.2.1 基本触发器电路组成和工作原理 129

4.2.2 基本触发器的功能描述 129

4.3 同步触发器 131

4.3.1 同步RS触发器 132

4.3.2 同步D触发器 133

4.3.3 同步JK触发器 135

4.3.4 同步T触发器 136

4.4 主从触发器 137

4.4.1 主从RS触发器 137

4.4.2 主从JK触发器 139

4.5 边沿触发器 141

4.5.1 维持-阻塞式D触发器 141

4.5.2 边沿JK触发器 143

4.6 不同类型触发器之间的转换 144

4.6.1 JK触发器转换成RS、D触发器 144

4.6.2 D触发器转换成RS、JK触发器 145

4.7 触发器的电气特性 146

4.8 利用Multisim分析触发器 147

4.8.1 同步RS触发器的仿真分析 147

4.8.2 边沿JK触发器的仿真分析 148

本章小结 149

习题 150

第5章 时序逻辑电路 155

5.1 概述 156

5.1.1 时序逻辑电路的基本概念 156

5.1.2 时序逻辑电路的功能描述方法 157

5.2 同步时序电路的分析 158

5.2.1 同步时序电路的分析方法 159

5.2.2 同步时序电路分析举例 159

5.3 同步时序电路的设计 164

5.3.1 同步时序电路的设计方法 165

5.3.2 同步时序电路设计举例 171

5.4 异步时序电路 177

5.4.1 异步时序电路的分析 177

5.4.2 异步时序电路的设计 179

5.5 常用时序逻辑电路 181

5.5.1 寄存器 181

5.5.2 计数器 186

5.6 利用Multisim分析时序逻辑电路 197

5.6.1 两位同步二进制计数器的仿真分析 197

5.6.2 用74LS161N构成六十进制计数器 198

本章小结 199

习题 200

第6章 半导体存储器与可编程逻辑器件 206

6.1 存储器概述 207

6.1.1 半导体存储器的分类 208

6.1.2 存储器的性能指标 208

6.2 只读存储器 209

6.2.1 ROM的电路结构和工作原理 209

6.2.2 掩膜只读存储器 210

6.2.3 可编程只读存储器 212

6.2.4 ROM的应用 215

6.3 随机存取存储器 217

6.3.1 RAM的电路结构 217

6.3.2 RAM的存储单元 218

6.3.3 RAM的扩展 219

6.4 可编程逻辑器件 221

6.4.1 可编程逻辑阵列 222

6.4.2 可编程阵列逻辑 223

6.4.3 通用阵列逻辑 225

6.4.4 CPLCD、FPGA和在系统编程技术简介 227

6.5 利用Multisim分析半导体存储器 230

本章小结 231

习题 231

第7章 脉冲波形的产生和整形电路 236

7.1 概述 237

7.1.1 矩形脉冲的基本特性 237

7.1.2 脉冲电路 238

7.2 555定时器 238

7.2.1 555定时器的电路结构 238

7.2.2 555定时器的工作原理 240

7.3 施密特触发器 240

7.3.1 门电路构成的施密特触发器 240

7.3.2 555定时器构成的施密特触发器 242

7.3.3 施密特触发器的应用 244

7.4 单稳态触发器 245

7.4.1 门电路构成的单稳态触发器 246

7.4.2 555定时器构成的单稳态触发器 247

7.4.3 单稳态触发器的应用 249

7.5 多谐振荡器 249

7.5.1 门电路构成的多谐振荡器 249

7.5.2 施密特触发器构成的多谐振荡器 251

7.5.3 石英晶体多谐振荡器 251

7.5.4 555定时器构成的多谐振荡器 252

7.6 用Multisim分析555定时器的应用电路 254

7.6.1 555定时器构成的施密特触发器的仿真分析 254

7.6.2 555定时器构成的多谐振荡器的仿真分析 255

本章小结 256

习题 257

第8章 数／模与模／数转换电路 260

8.1 概述 261

8.2 D/A转换器 261

8.2.1 权电阻网络D/A转换器 262

8.2.2 倒T形电阻网络D/A转换器 263

8.2.3 D/A转换器的主要技术指标 264

8.3 A/D转换器 266

8.3.1 A/D转换的一般过程 266

8.3.2 并联比较型A/D转换器 268

8.3.3 逐次逼近型A/D转换器 271

8.3.4 双积分型A/D转换器 273

8.3.5 A/D转换器的主要技术指标 276

8.4 利用Multisim分析D/A和A/D转换电路 277

8.4.1 D/A转换器的仿真分析 277

8.4.2 A/D转换器的仿真分析 279

本章小结 280

习题 281

部分习题参考答案 284

参考文献 290