第1章 数制、数的表示和编码 1
1.1 概述 1
1.2 几种常用的计数制 1
1.2.1 十进制 1
1.2.2 二进制 2
1.2.3 十六进制 2
1.3 数制之间的转换 3
1.3.1 二进制数、十六进制数转换为十进制数 4
1.3.2 十进制数转换为二进制数、十六进制数 4
1.3.3 二进制数与十六进制数之间的转换 6
1.4 计算机中数的表示与运算 7
1.4.1 数的原码、反码和补码 7
1.4.2 补码的运算 9
1.5 数字系统的编码 13
1.5.1 二-十进制码 13
1.5.2 可靠性编码 15
1.5.3 字符码与汉字编码 16
本章小结 18
习题 18
第2章 数字逻辑基础 20
2.1 概述 20
2.2 逻辑运算和逻辑门 20
2.2.1 基本逻辑运算和基本逻辑门 20
2.2.2 复合逻辑运算和复合门 24
2.3 逻辑代数的基本定理 26
2.3.1 逻辑代数基本定理 26
2.3.2 逻辑代数的三条重要规则 27
2.4 逻辑函数及其表示方式 27
2.4.1 逻辑函数 27
2.4.2 逻辑函数常用表示方式 28
2.4.3 逻辑函数的两种标准形式 28
2.5 逻辑函数的化简 31
2.5.1 代数法 31
2.5.2 卡诺图法 32
本章小结 37
习题 38
第3章 集成逻辑门电路 41
3.1 二极管、三极管开关特性 41
3.1.1 二极管的开关特性 41
3.1.2 三极管的开关特性 43
3.1.3 MOS管的开关特性 46
3.2 TTL集成逻辑门 47
3.2.1 TTL与非门的工作原理 48
3.2.2 TTL与非门的外特性及其参数 49
3.3 其他TTL集成门电路 54
3.3.1 集电极开路门和输出“线与” 55
3.3.2 三态逻辑门和分时“线与” 56
3.3.3 使用TTL门电路的几个实际问题 58
3.4 CMOS门电路与传输门 59
3.4.1 CMOS反相器 59
3.4.2 CMOS与非门和或非门 60
3.4.3 CMOS传输门 63
本章小结 65
习题 66
第4章 组合逻辑电路的分析和设计 68
4.1 概述 68
4.2 组合逻辑电路的分析 69
4.2.1 组合逻辑电路分析的一般步骤 69
4.2.2 组合逻辑电路的分析举例 69
4.2.3 带有负逻辑符号的组合逻辑电路的分析 71
4.3 组合逻辑电路的设计 73
4.3.1 组合逻辑电路设计的一般步骤 73
4.3.2 组合逻辑电路的设计举例 73
4.4 常用中规模集成组合逻辑电路 77
4.4.1 编码器 77
4.4.2 译码器 82
4.4.3 多路选择器 89
4.4.4 多路分配器 93
4.4.5 加法器 95
4.4.6 数值比较器 97
4.5 组合逻辑电路中的竞争和冒险 100
4.5.1 竞争、冒险现象及其产生的原因 100
4.5.2 险象的判断及消除 101
本章小结 103
习题 103
第5章 集成触发器 107
5.1 概述 107
5.2 基本？触发器与逻辑开关 107
5.2.1 基本？触发器 107
5.2.2 电平开关与逻辑开关 109
5.3 同步RS触发器与数据锁存器 110
5.3.1 同步RS触发器 110
5.3.2 数据锁存器 112
5.4 主从JK触发器 113
5.4.1 主从JK触发器原理及功能 113
5.4.2 集成主从触发器 114
5.5 维阻D触发器 116
5.5.1 维阻D触发器的原理及工作特性 116
5.5.2 集成维阻D触发器 117
5.6 触发器之间的相互转换 119
5.7 边沿集成触发器的应用举例 120
5.7.1 分频器与计数器 120
5.7.2 构成简单的控制电路 121
本章小结 121
习题 122
第6章 脉冲的产生与整形电路 125
6.1 概述 125
6.2 5G555定时器 126
6.2.1 5G555定时器的工作原理与功能表 126
6.2.2 5G555构成的施密特触发器 127
6.2.3 5G555构成的单稳态触发器 130
6.2.4 5G555构成的多谐振荡器 133
6.3 集成施密特触发器 135
6.4 专用集成单稳态触发器芯片 136
6.5 石英晶体多谐振荡器 138
本章小结 139
习题 139
第7章 时序逻辑电路的分析与设计 143
7.1 概述 143
7.2 基于触发器的同步二进制计数器的分析与设计 144
7.2.1 同步二进制计数器分析 144
7.2.2 同步二进制计数器设计 146
7.3 基于触发器的同步非二进制计数器的分析与设计 147
7.3.1 同步非二进制计数器分析 147
7.3.2 同步非二进制计数器设计 151
7.4 基于触发器的异步二进制计数器的分析与设计 157
7.4.1 异步二进制计数器的分析 157
7.4.2 异步二进制计数器的设计 158
7.5 基于触发器的异步非二进制计数器的分析与设计 159
7.5.1 异步非二进制计数器的分析 159
7.5.2 异步非二进制计数器的设计 161
7.6 集成计数器 162
7.6.1 异步集成计数器 162
7.6.2 同步集成计数器 164
7.7 任意进制集成计数器设计 165
7.7.1 反馈清零法 165
7.7.2 反馈置数法 167
7.7.3 多片集成计数器的级联 168
7.8 集成移位寄存器 171
7.8.1 移位寄存器工作原理 171
7.8.2 集成移位寄存器举例 172
7.8.3 环形移位寄存器 173
7.9 时序逻辑电路应用举例 175
7.9.1 时序逻辑电路分析 175
7.9.2 时序逻辑电路设计 176
本章小结 178
习题 179
第8章 数／模转换和模／数转换 183
8.1 概述 183
8.2 数／模转换 183
8.2.1 权电阻D/A转换器原理 183
8.2.2 倒T型D/A转换器原理 184
8.2.3 权电流D/A转换器原理 186
8.2.4 具有双极性输出的D/A转换器 187
8.2.5 D/A转换器的技术参数 188
8.2.6 集成D/A转换器芯片举例 189
8.2.7 D/A转换器的应用举例 192
8.3 模／数转换 192
8.3.1 A/D转换器的基本原理 193
8.3.2 并行比较型A/D转换器原理 194
8.3.3 逐次比较型A/D转换器原理 196
8.3.4 双积分型A/D转换器原理 197
8.3.5 A/D转换器的主要技术指标 199
8.3.6 集成A/D转换器ADC0809芯片 200
8.4 采样与保持 203
8.4.1 采样与保持概述 203
8.4.2 典型的采样保持器集成芯片 204
本章小结 205
习题 205
第9章 半导体存储器与可编程逻辑器件 207
9.1 概述 207
9.2 随机存取存储器 208
9.2.1 RAM的电路结构与工作原理 208
9.2.2 RAM的容量扩展 211
9.2.3 集成RAM举例 212
9.3 只读存储器 213
9.3.1 ROM的结构 213
9.3.2 ROM的工作原理 214
9.3.3 可编程只读存储器 216
9.3.4 ROM的应用 217
9.4 几种常见的可编程逻辑器件简介 218
本章小结 219
习题 220
附录A 半导体器件知识 222
A.1 半导体的基本知识 222
A.2 半导体二极管 223
A.3 双极型晶体三极管 225
A.4 绝缘栅场效应管 228
A.5 理想运算放大器 230
A.6 电压比较器 231
附录B 硬件描述语言VHDL简介 233
B.1 概述 233
B.2 VHDL的基本结构 233
B.3 VHDL的语言要素 236
B.4 VHDL的运算 238
B.5 VHDL的顺序描述语句 239
B.6 VHDL的进程描述语句 247
B.7 时钟信号的VHDL描述方法 255
B.8 时序电路中复位信号的VHDL描述方法 256
B.9 数字电路系统设计举例 258
参考文献 265