第一篇 数字集成电路组件特性及其应用 3
第1章 SSI逻辑电路 3
1.1 逻辑系列的类型 3
1.1.1 TTL工艺 3
1.1.2 CMOS工艺 4
1.1.3 ECL工艺 4
1.2 逻辑系列的特性 5
1.2.1 典型门结构 5
1.2.2 电压传输特性 5
1.2.3 速度或传输延迟 6
1.2.4 功耗 8
1.2.5 抗扰度 9
1.2.6 加载 9
1.3 手册的查阅 11
1.3.1 绝对最大额定值 11
1.3.2 电特性 11
1.4 逻辑门 11
1.4.1 与门 11
1.4.2 与非门 14
1.4.3 或门 14
1.4.4 或非门 14
1.4.5 异或门 14
1.4.6 同门 14
1.4.7 非门 15
1.4.8 与或门 15
1.4.9 与或非门 15
1.5 SSI门 16
1.5.1 三态门与OC门 16
1.5.2 SSI门综述 17
1.6 锁存器和触发器 18
1.6.1 D触发器 20
1.6.2 JK触发器 20
1.6.3 SSI触发器综述 21
1.7 单稳态触发器 22
1.7.1 非重复触发器 22
1.7.2 重复触发器 23
1.8 专用电路 23
1.8.1 施密特触发器 23
1.8.2 传输线驱动器 24
1.8.3 电平移位器 24
1.9 定时关系、扇入和扇出 25
1.9.1 定时关系研究 26
1.9.2 扇入、扇出限制 28
1.10 利用SSI组件的设计 30
1.10.1 设计过程 30
1.10.2 组合电路设计举例 32
1.10.3 时序电路设计举例 34
1.11 器件选择表 38
第2章 MSI逻辑电路 45
2.1 引言 45
2.1.1 MSI的历史 45
2.1.2 MSI工艺 45
2.1.3 命名和符号 46
2.1.4 MSI特点 48
2.2 组合器件 48
2.2.1 数据选择器 48
2.2.2 译码器 55
2.2.3 编码器 60
2.2.4 运算器 70
2.3 时序电路 92
2.3.1 锁存器 92
2.3.2 寄存器 95
2.3.3 计数器 101
2.4 用MSI组件的设计 107
2.4.1 一般系统设计准则 108
2.4.2 简单可编程逻辑控制器的设计 108
2.4.3 用MSI组件的探试法设计 110
2.5 MSI选择表 118
第3章 LSI逻辑电路 121
3.1 引言 121
3.2 以ROM为基础的逻辑电路设计 122
3.2.1 多位二进制加法器的实现 123
3.2.2 时标序列发生器 125
3.2.3 字符发生器 127
3.2.4 8位乘法器 128
3.2.5 ROM的主要应用及其优点 129
3.3 以RAM为基础的逻辑电路设计 130
3.3.1 RAM组件介绍 130
3.3.2 以RAM为基础的设计 132
3.4 可编程逻辑器件 135
第4章 定时器电路 137
4.1 引言 137
4.2 集成电路定时器的基本工作原理 139
4.2.1 指数上升型定时器电路 140
4.2.2 线性上升型定时器电路 141
4.2.3 单循环定时器的性能极限 141
4.2.4 定时器／计数器电路 142
4.3 555定时器组件 143
4.3.1 内部结构和分析 143
4.3.2 单稳态工作方式 144
4.3.3 无稳态工作方式 145
4.4 其他单循环定时器 146
4.4.1 320线性上升型定时器 147
4.4.2 通用322/3905精确单稳态定时器 149
4.4.3 556双定时器 152
4.4.4 四定时器（NE558/NE559） 153
4.4.5 355工业定时器 154
4.5 微功耗定时器组件 155
4.5.1 7555/7556CMOS定时器 157
4.5.2 L555/L556低功耗定时器 158
4.6 定时器／计数器组件 159
4.6.1 2240二进制可编程定时器／计数器组件 160
4.6.2 另外一些可编程定时器／计数器组件 162
4.6.3 2242固定定时器／计数器组件 164
4.7 定时器的应用 165
4.7.1 事件定时、延时 167
4.7.2 单稳态定时器的设计 167
4.7.3 抗噪声强的单稳态定时器 168
4.7.4 低功耗单稳态定时器 168
4.7.5 长延时定时器 169
4.7.6 时序定时器设计 170
4.7.7 可编程定时器 171
4.8 脉冲产生和整形应用 172
4.8.1 脉冲分频与展宽 172
4.8.2 脉宽调制 174
4.9 振荡器或时钟发生器 175
4.9.1 555型振荡器 175
4.9.2 低功耗时钟振荡器 176
4.9.3 10 kHz方波振荡器 176
4.9.4 超低频时钟振荡器、二进制数据伪随机模式产生器 177
4.10 扫描信号发生器 178
4.11 阶梯波信号发生器 178
第二篇 可编程逻辑器件及其应用 181
第5章 可编程逻辑器件基础 181
5.1 可编程逻辑器件的基本分类 181
5.1.1 可编程逻辑器件的集成度分类 181
5.1.2 可编程逻辑器件的其他分类 183
5.2 可编程逻辑器件的基本结构 184
5.2.1 PLD电路的表示方法及有关符号 184
5.2.2 与-或阵列 185
5.2.3 宏单元 187
5.3 可编程逻辑器件的基本资源 188
5.3.1 功能单元 188
5.3.2 输入-输出焊盘 190
5.3.3 布线资源 191
5.3.4 片内RAM 192
5.4 可编程逻辑器件的编程元件 194
5.4.1 熔丝型开关 195
5.4.2 反熔丝型开关 195
5.4.3 浮栅编程元件 196
5.4.4 基于SRAM的编程元件 199
5.5 可编程逻辑器件的测试技术 200
5.5.1 边界扫描测试法概述 200
5.5.2 JTAG边界扫描寄存器 201
5.5.3 JTAG BST的操作控制 203
5.6 可编程逻辑器件的设计开发 206
5.6.1 可编程逻辑器件的设计流程 206
5.6.2 可编程逻辑器件的开发环境 208
5.7 可编程逻辑器件的硬件描述语言 210
5.7.1 ABEL-HDL 211
5.7.2 Verilog HDL 215
5.7.3 VHDL 217
5.7.4 Verilog HDL和VHDL的比较 221
第6章 大规模可编程逻辑器件CPLD/FPGA 223
6.1 Lattice公司的可编程逻辑器件 223
6.1.1 ispLSI系列器件简介 224
6.1.2 ispLSI 1000系列器件 226
6.1.3 ispLSI 5000 V系列器件 237
6.1.4 Lattice在系统可编程器件的设计与编程 242
6.2 Altera公司的可编程逻辑器件 248
.6.2.1 Altera公司的产品简介 248
6.2.2 MAX7000系列的结构特点 252
6.2.3 FLEX 10K系列的结构特点 259
6.2.4 Altera公司芯片的设计流程 269
6.3 Xilinx公司的可编程逻辑器件 278
6.3.1 Xilinx公司产品简介 278
6.3.2 XC9500系列CPLD器件 283
6.3.3 Spartan系列FPGA器件 295
6.3.4 Xilinx可编程逻辑器件的设计 309
第7章 可编程逻辑器件的设计实例 317
7.1 可编程逻辑器件在数字系统中的应用 317
7.1.1 2位十进制数字频率计设计 317
7.1.2 正负脉宽数控调制信号发生器 321
7.1.3 数字跑表 325
7.1.4 乐曲演奏电路 333
7.1.5 8位移位相加硬件乘法器 337
7.1.6 十字路口红绿灯交通信号系统 339
7.1.7 乒乓球游戏电路 345
7.2 可编程逻辑器件在通信中的应用 349
7.2.1 循环冗余编解码器 349
7.2.2 4DPSK信号产生系统 353
7.2.3 高速数字相关器 358
7.3 可编程逻辑器件在数字信号处理中的应用 360
7.3.1 快速加法器 361
7.3.2 快速乘法器 365
7.3.3 图像解码中IDCT变换的实现 367
7.4 可编程逻辑器件在微机系统中的应用 379
7.4.1 先进先出队列（FIFO） 379
7.4.2 MCS-51单片机与CPLD接口逻辑 381
7.4.3 高速A/D采样控制 384
第三篇 实用数字电路设计 391
第8章 键盘电路 391
8.1 16个键的键盘与8080/8085微处理器的接口 391
8.1.1 8212入／出接口介绍 391
8.1.2 接口电路 392
8.1.3 软件 393
8.2 X-Y开关阵列 394
8.3 BCD拇指旋转开关与微处理器的接口 395
8.4 标准十六个按钮键盘编码器 400
8.5 消抖动的键盘编码器 400
8.6 十六个键7位键盘编码器 401
8.7 ASCII编码器的扫描编码电路 402
8.8 通用键盘编码器 403
8.9 90个键四种方式的键盘编码器 405
8.10 简单的十六键扫描编码器 406
8.11 2×8键阵列编码器 408
8.12 8×8键阵列编码器 409
8.13 键盘编码器组件 410
第9章 控制器 415
9.1 算法模型设计方法 415
9.1.1 算法模型综述 415
9.1.2 语言 417
9.1.3 数据子系统和控制器 420
9.2 消息显示系统控制器 422
9.2.1 引言 422
9.2.2 控制器的硬件实现 425
9.2.3 ROM实现 428
9.3 堆栈处理器控制器的微程序实现 431
9.3.1 引言 431
9.3.2 数据处理子系统 434
9.3.3 控制子系统的微程序实现 436
9.4 先入先出的（FIFO）存储器 443
9.4.1 引言 443
9.4.2 数据子系统 445
9.4.3 控制子系统 447
第10章 显示电路 449
10.1 直接驱动液晶显示电路 449
10.2 5位数荧光二极管显示 451
10.3 3 1/2位数多路场效应液晶显示电路 451
10.4 6位数荧光三极管显示 454
10.5 5位数发光二极管显示 454
10.6 多路发光二极管驱动器 457
10.7 8位多路发光二极管驱动电路 457
10.8 8位数多路发光二极管显示 460
10.9 计算器用6位数多路发光二极管显示 461
10.10 6位数四功能计算器显示 461
10.11 6位数计算器显示 461
10.12 4位多路发光二极管显示电路 464
10.13 64个字母、数字符号显示的驱动电路 465
10.14 12位数TTL多路气体放电显示 466
10.15 12位数多路气体放电显示 468
16.16 7位数多路气体放电显示 469
10.17 4位数白炽灯显示 470
10.18 阴极射线示波器四通道转接器 470
10.19 TSC7211AM/TSC7212AM显示驱动器与微处理器的接口 470
10.19.1 与微处理器的接口输入 473
10.19.2 微处理器总线接口 473
10.20 TSC7211AM与液晶显示器的接口 475
10.21 3 1/2位数多路BCD输出的模拟数字转换器与发光二极管点阵的接口 476
10.22 利用TSC9404实现两位数串入的发光二极管显示 478
10.23 TSC700A与TSC14433 ADC接口，驱动3 1/2位发光二极管显示 481
10.24 随机数产生及其显示 483
10.25 时、分显示电路 485
10.26 微处理器与显示电路的接口 486
10.27 显示驱动器及显示电路设计实例 490
10.27.1 VLED显示 490
10.27.2 真空荧光显示（VF） 494
16.27.3 AC等离子显示 495
10.27.4 DC等离子显示 500
10.28 器件选择表 502
第11章 信号产生电路 507
11.1 由门电路组成的单脉冲发生器 507
11.2 由触发器组成的单脉冲发生器 508
11.3 由专用芯片构成的单脉冲发生器 508
11.4 选通脉冲串发生器 511
11.5 短脉冲序列发生器 511
11.6 两种基本类型的序列发生器 513
11.7 8/16位串行码发生器 514
11.8 串行数据的偶校验码发生器 517
11.9 伪随机序列发生器 518
11.10 通用伪随机序列发生器 519
11.11 串行BCD码发生器 521
11.12 巴克码序列发生器 522
11.13 ROM控制的时序发生器 523
11.14 可编程脉冲串发生器 525
11.15 可数控脉宽的脉冲发生器 527
11.16 采用频率合成法的脉冲信号源 528
11.17 用555定时器构成的多种波形发生器 529
11.18 由8038构成的多种波形发生器 530
第12章 信号检测电路 531
12.1 时序鉴别器 531
12.2 用中规模组件实现的序列检测器 532
12.3 8路逻辑检测电路 533
12.4 典型的8位奇偶校验系统 534
12.5 汉明校验系统 536
12.6 第一信号鉴别电路 537
12.7 数字最大值检出电路 538
12.8 CMOS逻辑探头电路 539
12.9 TTL逻辑探头电路 540
12.10 音响式逻辑探头电路 540
12.11 尖脉冲检测器 541
12.12 高频脉冲检测器 542
12.13 漏时钟检测电路 544
12.14 低速率噪声检测器 544
12.15 脉冲边沿检出电路 545
12.16 简单的脉冲宽度鉴别器 545
12.17 频率检测电路 547
12.18 频率检出电路 547
12.19 宽频带频率／相位比较器 549
12.20 相位同步检测器 550
12.21 相序检测器 552
12.22 交流电源掉电检测器 553
12.23 物体运动方向检测电路 553
第13章 振荡器与时钟电路 555
13.1 带RC延迟的TTL环形振荡器 555
13.2 由TTL非门组成的简单振荡器 556
13.3 由TTL门电路组成的晶体振荡器 557
13.4 由CMOS非门构成的简单振荡器 559
13.5 CMOS门电路组成的晶体振荡器 560
13.6 ECL或／或非门组成的RC振荡器 561
13.7 ECL门电路组成的高频晶体振荡器 561
13.8 采用施密特触发器的多谐振荡器 563
13.9 D触发器组成的RC振荡器 565
13.10 单稳态触发器级联组成的振荡器 566
13.11 单稳电路组成的频率和占空比独立可调振荡器 567
13.12 占空比受启动脉宽控制的振荡器 568
13.13 555定时器组成的基本振荡器 569
13.14 555定时器组成的数控频率式振荡器 571
13.15 程控频率和占空比的555振荡器 573
13.16 由CD4007和CD4046构成的压控振荡器 574
13.17 用CD4060构成的多频输出振荡器 575
13.18 能与基准频率快速同步的压控振荡器 576
13.19 二相无重叠时钟电路 577
13.20 由基准时钟产生三相时钟的电路（一） 579
13.21 由基准时钟产生三相时钟的电路（二） 580
13.22 多路时序产生电路 581
13.23 由移位寄存器构成的时序脉冲发生器 583
13.24 占空比可变的多路时钟发生器 585
13.25 混合式多路时钟发生器 586
13.26 采用CMOS通用芯片的标准秒时钟电路 587
13.27 采用专用芯片的标准秒时钟电路 588
13.28 由MC14440构成的液晶显示手表电路 590
第14章 模／数和数／模变换电路 591
14.1 具有启停控制功能的A/D变换电路 592
14.2 用MC14433构成的3 1/2位数字电压表 594
14.3 使用MC14433构成的八通道数据采集系统 598
14.4 用ADD3701构成的3 3/4位DVM/DPM电路 599
14.5 用4 1/2位A/D变换器ICL7135构成的数字式电压表 604
14.6 4 1/2位A/D变换器ICL7135与8031单片机的接口电路 605
14.7 用ICL7135构成的二进制浮点数A/D变换电路 608
14.8 8位A/D变换器ADC0809与微机的接口 610
14.9 具有自适应功能的A/D电路 616
14.10 使用ADC0820构成的高速A/D变换电路 618
14.11 高速A/D变换器AD7574与微机的接口 622
14.12 波形存储器中的高速A/D电路 623
14.13 AD7571与微机的接口电路 626
14.14 12位高速A/D变换器AD7572与微机的接口电路 631
14.15 12位A/D变换器ADC1210与微机的接口电路 632
14.16 7109型12位A/D变换器的应用电路 635
14.17 12位变频式逐次逼近A/D变换电路 647
14.18 12位高速A/D变换电路 652
14.19 14位高速A/D变换器ADC1130的应用电路 653
14.20 14位高速双极性A/D变换电路 656
14.21 MM5330构成的A/D变换电路 658
14.22 16位A/D变换器ADC1143与微机的接口电路 659
14.23 分辨率扩展型A/D变换电路 662
14.24 DAC0830系列8位D/A变换器的应用电路 668
14.24.1 电压输出D/A变换电路 669
14.24.2 程控增益放大器 670
14.24.3 程控电流源 671
14.24.4 与微机的接口电路 672
14.24.5 8路共享D/A变换电路 674
14.25 8位D/A变换器AD7523的应用电路 675
14.25.1 电压输出D/A变换电路 676
14.25.2 程控增益放大器 677
14.25.3 程控幂函数产生器 678
14.25.4 与微机的接口电路 679
14.26 DAC1020系列10位D/A变换器的应用电路 680
14.26.1 单极性电压输出D/A变换电路 680
14.26.2 乘法器电路 681
14.26.3 程控增益放大器 682
14.27 10位双缓冲D/A变换器AD7522的应用电路 683
14.27.1 双极性D/A变换电路 684
14.27.2 AD7522的并入数据控制电路 686
14.28 DAC1208系列12位D/A变换器的应用电路 686
14.28.1 电压输出D/A变换电路 687
14.28.2 采用复合放大器的快速D/A变换电路 689
14.28.3 高压功率型D/A变换电路 689
14.28.4 程控阶梯波发生器 690
14.28.5 与微机的接口电路 691
14.29 12位串入D/A变换器AD7543的应用电路 693
14.29.1 电压输出D/A变换电路 694
14.29.2 与微机的接口电路 695
14.30 12位CMOS D/A变换器AD7545的应用电路 697
14.30.1 电压输出D/A变换电路 697
14.30.2 与微机的接口电路 699
14.31 12位高速D/A变换器AD565A的应用电路 700
14.31.1 电压输出D/A变换电路 701
14.31.2 与微机的接口电路 702
14.32 12位D/A变换器DAC-12的应用电路 703
14.32.1 单极性电压输出D/A变换电路 704
14.32.2 双极性电压输出D/A变换电路 705
14.33 3 1/2位十进制数BCD码D/A变换器AD7525的应用电路 706
14.33.1 程控增益放大器 707
14.33.2 开关型电压分配器 707
14.33.3 精密电阻测量电路 708
14.34 16位扩展型D/A变换电路 708
第15章 码变换电路 711
15.1 8421BCD码／余3码变换电路 712
15.2 余3码／8421BCD码变换电路 712
15.3 8421BCD码／5421BCD码变换电路 713
15.4 5421BCD码／8421BCD码变换电路 713
15.5 8421BCD码／2421BCD码变换电路 715
15.6 2421BCD码／8421BCD码变换电路 715
15.7 8421BCD码／4221BCD码变换电路 716
15.8 4221BCD码／8421BCD码变换电路 717
15.9 8421BCD码／5121BCD码变换电路 717
15.10 5121BCD码／8421BCD码变换电路 719
15.11 8421BCD码／余3循环码变换电路 720
15.12 余3循环码／8421BCD码变换电路 722
15.13 5421BCD码／余3码变换电路 723
15.14 余3码／5421BCD码变换电路 723
15.15 十六进制数／ASCII码变换电路 724
15.16 ASCII码／十六进制数变换电路 725
15.17 一片74184构成的BCD码／6位二进制数变换电路 726
15.18 一片7483加法器构成的BCD码／6位二进制数变换电路 728
15.19 2位十进制数BCD码／7位二进制数变换电路 729
15.20 3位十进制数BCD码／10位二进制数变换电路 732
15.21 4位十进制数BCD码／14位二进制数变换电路 739
15.22 4位二进制数/BCD码变换电路 743
15.23 6位二进制数/BCD码变换电路 744
15.24 8位二进制数／BCD码变换电路 745
15.25 9位二进制数／BCD码变换电路 747
15.26 12位二进制数／BCD码变换电路 747
15.27 16位二进制数／BCD码变换电路 748
15.28 利用SN74S485组成的多位二时制数／BCD码变换电路 749
15.29 格雷码／二进制数变换电路 753
15.30 7位串行码／并行码变换电路 755
15.31 8位串行码／并行码变换电路 755
15.32 16位串行码／并行码变换电路 757
15.33 7位并行码／串行码变换电路 758
15.34 8位并行码／串行码变换电路 759
15.35 16位并行码／串行码变换电路 761
15.36 单极性不归零码／单极性归零码变换电路 761
15.37 单极性不归零绝对码／相对码变换电路 763
附录A TTL器件国内外同类产品型号对照表 767
附录B CMOS集成电路国内、外同类产品型号对照表① 799
参考文献 805