数字电路基础与应用PDF电子书下载

前言 1

第1章 数字电路基础 1

1.1 概述 1

1.1.1 数字信号和模拟信号 1

1.1.2 数制和码制 2

1.2 算术运算和逻辑运算 6

1.2.1 算术运算 6

1.2.2 逻辑运算 7

1.3 逻辑代表的基本公式和基本定理 11

1.3.1 基本公式 11

1.3.2 逻辑代数的基本定理 12

1.4 逻辑函数及其描述方法 14

1.4.1 逻辑函数 14

1.4.2 逻辑函数的描述方法 14

1.4.3 逻辑函数的标准形式 18

1.5 逻辑函数的化简方法 20

1.5.1 逻辑函数的最简形式 21

1.5.2 公式化简法 21

1.5.3 卡诺图化简法 22

1.5.4 特殊形式的逻辑函数化简 27

1.5.5 逻辑函数的系统简化法 30

第2章 数字集成逻辑门电路 35

2.1 概述 35

2.2 半导体器件的开关特性 36

2.2.1 晶体二极管的开关特性 36

2.2.2 晶体三极管的开关特性 36

2.2.3 MOS管的开关特性 37

2.2.4 半导体器件开关特性应用 38

2.3 数字TTL集成逻辑门电路 40

2.3.1 TTL与非门的电路结构和工作原理 41

2.3.2 TTL异或门的电路结构和工作原理 44

2.3.3 其他类型的TTL逻辑门电路 45

2.3.4 数字TTL集成电路系列简介 49

2.4 集成CMOS逻辑门电路 52

2.4.1 CMOS反相器电路结构与工作原理 52

2.4.2 其他类型的CMOS逻辑门电路 55

2.4.3 CMOS数字集成电路系列简介 57

2.5 TTL、CMOS逻辑门接口电路 58

2.5.1 用TTL电路驱动CMOS电路 58

2.5.2 用CMOS电路驱动TTL电路 59

2.6 数字TTL集成电路型号命名规则 60

2.6.1 数字集成电路型号组成及符号的意义 60

2.6.2 CMOS数字集成电路型号组成及符号的意义 62

2.7 数字电路故障诊断与维修方法简介 63

2.7.1 数字集成电路的失效原因分析 63

2.7.2 数字集成电路常见故障与诊断方法 65

2.7.3 数字电路故障诊断与维修方法 66

第3章 组合逻辑电路 73

3.1 概述 73

3.2 组合逻辑电路的分析方法 74

3.2.1 加法器 76

3.2.2 数值比较器 80

3.2.3 数据选择器 82

3.2.4 编码器 85

3.2.5 译码器 89

3.3 组合逻辑电路的设计方法 98

3.3.1 采用小规模集成门电路的组合逻辑电路设计 98

3.3.2 采用中规模集成门电路的组合逻辑电路设计 102

3.4 组合逻辑电路的竞争-冒险现象 108

3.4.1 逻辑竞争与冒险 108

3.4.2 逻辑冒险的识别 109

3.4.3 逻辑冒险的消除方法 110

第4章 集成触发器 112

4.1 概述 112

4.2 基本RS触发器 112

4.2.1 基本RS触发器的电路结构与工作原理 113

4.2.2 基本RS触发器逻辑功能的描述 114

4.3 同步触发器 116

4.3.1 同步RS触发器 117

4.3.2 同步D触发器 120

4.3.3 同步JK触发器 122

4.3.4 同步T触发器 124

4.4 主从集成触发器 126

4.4.1 主从RS集成触发器 126

4.4.2 主从JK集成触发器 128

4.5 边沿集成触发器 131

4.5.1 边沿JK触发器 131

4.5.2 CMOS边沿触发器 134

4.5.3 维持-阻塞触发器 135

第5章 时序逻辑电路 137

5.1 概述 137

5.2 时序逻辑电路的分析方法 138

5.3 寄存器 144

5.3.1 数码寄存器 144

5.3.2 移位寄存器 145

5.3.3 寄存器的逻辑功能扩展 149

5.3.4 寄存器的应用 150

5.4 计数器 151

5.4.1 同步计数器 152

5.4.2 异步计数器 159

5.4.3 计数器的逻辑功能扩展 165

5.4.4 计数器的应用 168

5.5 时序逻辑电路的设计方法 170

5.5.1 采用小规模集成门电路的时序逻辑电路设计 170

5.5.2 采用中规模集成门电路的时序逻辑电路设计 187

第6章 脉冲信号的产生与整形 191

6.1 概述 191

6.2 施密特触发器 192

6.2.1 用门电路构成的施密特触发器 192

6.2.2 集成施密特触发器 194

6.2.3 施密特触发器的应用 195

6.3 单稳态触发器 197

6.3.1 用门电路构成的单稳态触发器 197

6.3.2 集成单稳态触发器 199

6.4 多谐振荡器 202

6.4.1 电容正反馈多谐振荡器 202

6.4.2 用施密特触发器构成的多谐振荡器 203

6.4.3 石英晶体多谐振荡器 204

6.5 555集成定时器及其应用 205

6.5.1 555集成定时器的结构及其功能 206

6.5.2 用555集成定时器构成的单稳态触发器 208

6.5.3 用555集成定时器构成的多谐触发器 209

6.5.4 用555集成定时器构成的施密特触发器 210

6.5.5 用555集成定时器构成的占空比可调的矩形波发生器 211

第7章 半导体存储器与可编程逻辑器件 213

7.1 半导体存储器 213

7.2 随机存取存储器 214

7.2.1 RAM的基本结构和工作原理 214

7.2.2 常用RAM芯片 217

7.3 只读存储器 219

7.3.1 ROM的基本结构和工作原理 219

7.3.2 固定只读存储器 220

7.3.3 一次性可编程只读存储器 222

7.3.4 可擦除可编程只读存储器 222

7.3.5 常用E2PROM芯片 224

7.3.6 闪速存储器 226

7.3.7 存储器存储容量的扩展 229

7.4 顺序存取存储器 231

7.4.1 动态CMOS移存单元 231

7.4.2 顺序存取存储器的基本结构及工作原理 232

7.5 可编程逻辑器件 234

7.5.1 可编程逻辑器件的基本结构 236

7.5.2 简单可编程逻辑器件 237

7.6 高密度可编程逻辑器件 244

7.6.1 复杂可编程逻辑器件 244

7.6.2 现场可编程门阵列 248

7.6.3 可编程逻辑器件的开发与测试 252

第8章 数模接口电路及应用 256

8.1 概述 256

8.2 集成数模转换器 257

8.2.1 数模转换的基本概念 257

8.2.2 权电阻网络DAC 258

8.2.3 倒T形电阻网络DAC 259

8.2.4 权电流型网络DAC 261

8.2.5 集成DAC的主要技术指标 262

8.2.6 集成DAC芯片的选择与应用 265

8.3 集成模数转换器 271

8.3.1 模数转换的基本原理 271

8.3.2 并行比较型ADC 274

8.3.3 逐次逼近型ADC 276

8.3.4 双积分型ADC 277

8.3.5 集成ADC的主要技术指标 279

8.3.6 集成ADC芯片的选择与应用 280

第9章 数字系统设计 286

9.1 数字系统设计概述 286

9.2 数据子系统的设计 288

9.3 控制子系统的设计 290

9.3.1 ASM图描述法 290

9.3.2 控制子系统设计 293

9.4 数字系统设计举例 295

9.4.1 交通信号灯控制系统 295

9.4.2 数字式电子钟 299

附录 302

附录A 17B型数字万用表使用说明 302

附录B ICT33C型数字集成电路测试仪使用说明 304

附录C GDS-840型数字存储示波器使用说明 309