第1章 数字量及其作用 1
1.1 模拟量和数字量 2
1.1.1 模拟量 2
1.1.2 数字量 3
1.1.3 模拟电子系统 3
1.1.4 模数混合系统 4
1.2 二进制数 4
1.2.1 将十进制数表示为二进制 6
1.3 十六进制数和八进制数 7
1.2.2 二进制序列 7
1.3.1 十六进制数 8
1.3.2 十六进制和二进制之间的转换 8
1.3.3 八进制数 10
1.3.4 八进制与二进制之间的相互转换 10
1.4 计算器中的计数系统 11
1.4.12 的幂运算 12
1.4.2 将十进制转换为十六进制 12
1.4.4 十六进制算术运算 13
1.4.3 将十六进制转换为十进制 13
1.4.5 十进制与八进制之间的相互转换 14
1.4.6 十进制与二进制之间的相互转换 14
1.5 逻辑电平和数字波形 15
1.5.1 逻辑电平 15
1.5.2 数字波形 15
1.6 数字系统的组件 18
1.7 仪器基础知识 20
1.7.1 通用数字示波器 20
1.7.2 逻辑分析仪 23
1.7.3 DMM 24
1.7.4 逻辑探针和逻辑脉冲发生器 24
1.7.5 直流供电电源 25
1.7.6 函数发生器 26
第2章 逻辑门：与门、或门和非门 32
2.1 基本逻辑函数 33
2.1.1 与函数 33
2.1.2 或函数 34
2.2.1 与门符号 35
2.2 与门 35
2.1.3 非函数 35
2.2.2 与门的运算规则 36
2.2.3 具有数字波形输入的与门 37
2.3 或门 38
2.3.1 或门符号 39
2.3.2 或门运算规则 40
2.3.3 具有数字波形输入的或门 40
2.4 非门 41
2.4.1 非门符号 41
2.4.3 具有数字波形输入的非门 42
2.4.2 非门的操作 42
2.5 布尔代数中的与、或、非 43
2.5.1 布尔乘法 44
2.5.2 布尔加法 45
2.5.3 交换律 46
2.5.4 布尔求补 47
2.5.5 布尔代数运算法则 47
2.6 集成电路 48
2.6.2 固定功能IC的复杂性分类 49
2.6.1 IC封装种类 49
2.6.4 与、或、非IC 50
2.6.3 集成电路技术 50
2.7 故障诊断 51
第3章 逻辑门：与非门和或非门 59
3.1 与非门 60
3.1.1 与非门符号 60
3.1.2 与非门运算规则 61
3.1.3 输入为数字波形时的与非门 62
3.2.1 或非门符号 63
3.2 或非门 63
3.2.2 或非门运算规则 64
3.2.3 输入数字波形时的或非门 64
3.3 布尔代数中的与非运算和或非运算 65
3.3.1 与非门的布尔表达式 66
3.3.2 或非门的布尔表达式 67
3.3.3 交换律 68
3.3.4 德摩根定理 68
3.4.1 与非门IC和或非门IC 70
3.4 集成电路 70
3.4.2 未使用的门输入 71
3.4.3 数据手册 72
3.5 故障诊断 74
第4章 逻辑门的组合使用 80
4.1 异或门 81
4.1.1 异或门运算规则 81
4.1.2 异或逻辑 83
4.2.1 异或非门运算规则 84
4.2 异或非门 84
4.2.2 异或非逻辑 86
4.3 与或逻辑和与或非逻辑 87
4.3.1 与或逻辑 88
4.3.2 与或非逻辑 90
4.4 布尔代数在逻辑门组合中的应用 92
4.4.1 布尔代数中的若干定律 92
4.4.2 布尔代数中的若干法则 93
4.5.1 “积项和”（SOP）逻辑 96
4.5 组合逻辑的标准形式 96
4.5.2 SOP表达式的计算 98
4.5.3 “和项积”（POS）逻辑 100
4.6 卡诺图 101
4.6.1 3变量卡诺图 101
4.6.2 4变量卡诺图 103
4.7 集成电路 104
4.8 故障诊断 107
4.8.1 电路节点 107
4.8.2 信号跟踪和波形分析 108
第5章 算术逻辑和算术处理 113
5.1 二进制加法器 114
5.1.1 半加器 114
5.1.2 全加器 115
5.2 并行二进制加法器 119
5.3 反码和补码 120
5.3.1 二进制数的反码 121
5.3.2 二进制数的补码 121
5.4 二进制减法 122
5.4.1 利用补码加法实现减法 122
5.4.2 利用二进制加法器实现减法 123
5.5 二进制乘法和二进制除法 124
5.5.1 二进制乘法 124
5.5.2 二进制除法 125
5.6 浮点数 127
5.7 幅值比较器 129
5.7.1 幅值相等 129
5.7.2 幅值不相等 130
5.8 集成电路 132
5.8.1 IC加法器 132
5.8.2 IC比较器 133
5.9 故障诊断 134
5.9.1 电平恒定 134
5.9.2 4比特加法器 134
5.9.3 4比特比较器 135
第6章 二进制编码与数据逻辑 142
6.1 二进制编码 143
6.1.1 BCD码 143
6.1.2 ASCII码 145
6.1.3 奇偶校验 147
6.2.1 二进制译码器 148
6.2 译码器 148
6.2.2 二进制到十进制译码器 149
6.2.3 BCD码到十进制码译码器 149
6.2.4 BCD码到7段码译码器 150
6.3 编码器 152
6.4 数据选择器 156
6.4.1 多路复用器 156
6.4.2 多路分解器 158
6.5.1 BCD码到十进制码译码器 160
6.5 集成电路 160
6.5.2 BCD码到7段码译码器／驱动器 161
6.5.3 优先编码器 161
6.5.4 8输入多路复用器 162
6.5.5 多路复用器的扩展 162
6.5.6 8输出多路分解器 163
6.6 故障诊断 165
6.6.1 译码器的故障 165
6.6.2 编码器故障 165
6.6.3 数据选择器故障 165
第7章 锁存器、触发器和定时器 174
7.1.1 锁存器逻辑 175
7.1 S-R锁存器 175
7.1.2 基本操作 176
7.2 门控锁存器 178
7.2.1 门控S-R锁存器 178
7.2.2 D锁存器 179
7.3 D触发器 181
7.4 J-K触发器 183
7.5.1 不可再触发的单触发器 187
7.5 单触发器 187
7.5.2 可再触发的单触发器 188
7.6 555定时器 189
7.6.1 单触发操作 190
7.6.2 非稳态操作 190
7.7 集成电路 192
7.7.1 锁存器 192
7.7.2 触发器 193
7.8.1 锁存器的故障 195
7.8 故障诊断 195
7.8.2 触发器的故障 196
7.8.3 单触发器和定时器的故障 196
第8章 计数器 204
8.1 二进制数的计数 205
8.2 二进制计数器 206
8.2.1 两位计数器 206
8.2.2 四位二进制计数器 208
8.2.3 更高模数的计数器 211
8.3.1 BCD码十进制计数器 212
8.3 十进制计数器 212
8.3.2 计数器的级联 215
8.4 计数器译码 216
8.5 计数器的应用 218
8.5.1 60分频计数器的详细结构 220
8.5.2 小时计数器的详细结构 220
8.6 集成电路 221
8.6.1 四位二进制计数器 222
8.6.2 BCD码十进制计数器 223
8.7 故障诊断 224
8.7.1 级联的计数器 225
8.7.2 由单个触发器构成的计数器 226
第9章 移位寄存器 233
9.1 移位寄存器的基本功能 234
9.2 串行输入移位寄存器 235
9.2.1 串行输入／串行输出移位寄存器 236
9.2.2 串行输入／并行输出移位寄存器 240
9.3 并行输入移位寄存器 242
9.3.1 并行输入／串行输出移位寄存器 242
9.3.2 并行输入／并行输出移位寄存器 245
9.4 双向移位寄存器 246
9.5 移位寄存计数器 248
9.5.1 Johnson计数器 248
9.5.2 环形计数器 250
9.6 集成电路 252
9.6.1 8比特串行输入／并行输出移位寄存器 252
9.6.2 4比特并行访问移位寄存器 253
9.6.3 4比特双向通用移位寄存器 254
9.7.1 延时 256
9.7 应用 256
9.7.2 串／并数据转换器 258
9.7.3 键盘编码器 259
9.8 故障诊断 262
第10章 可编程逻辑 272
10.1 PLD 273
10.1.1 PLD的种类 273
10.1.2 PLD阵列 274
10.2.1 PAL的基本操作 276
10 2 PAL 276
10.2.2 PAL逻辑符号 277
10.2.3 PAL模块图 279
10.2.4 PAL输出逻辑 279
10.2.5 PAL16L8 280
10 3 GAL 281
10.3.1 GAL的操作 282
10.3.2 典型的GAL 284
10.4 CPLD和FPGA 284
10.4.1 CPLD 285
10.4.2 FPGA 290
10.5 PLD编程 294
10.5.1 基本的软件概念 295
10.5.2 编程方法 297
10.5.3 编程过程 299
10.6 VHDL简介 300
10.6.1 实体 300
10.6.2 结构 302
10.6.3 包 306
10.6.4 VHDL语言元素 306
10.6.5 VHDL程序中的布尔代数 307
10.6.6 VHDL设计的不同层次 308
第11章 计算机基础 316
11.1 计算机系统基础 317
11.1.1 计算机部件 317
11.1.2 计算机软件 320
11.1.3 计算机操作顺序 321
11.1.4 Internet 321
11.2 微处理器 322
11.2.1 基本组件 322
11.2.3 微处理器总线 323
11.2.2 基本操作 323
11.2.4 技术进展 324
11.2.5 微处理器程序 325
11.3 半导体存储器结构 325
11.3.1 二进制数据的单位：比特、字节、半字节和字 325
11.3.2 基本的半导体存储器阵列 326
11.3.3 存储器地址和容量 326
11.3.4 存储器的基本操作 326
11.4.1 SRAM 329
11.4 RAM存储器 329
11.4.2 DRAM 334
11.4.3 存储器模块 337
11.5 ROM 存储器 338
11.5.1 固定掩膜ROM 339
11.5.2 ROM的简单概念 339
11.5.3 ROM内部结构 340
11.6 大容量存储器件 341
11.6.1 磁存储设备 341
11.6.3 光存储设备 344
11.6.2 磁-光存储设备 344
11.6.4 闪存 346
11.6.5 闪存单元 347
11.7 计算机程序 348
11.7.1 程序语言分级 348
11.7.2 汇编语言 349
11.7.3 将程序转化为机器语言 352
11.7.4 编程的基本过程 353
第12章 数字信号处理 358
12.1 数字信号处理基础 359
12.2 模拟信号转换为数字信号 360
12.2.1 滤波和采样 360
12.2.2 保持采样值 363
12.2.3 模数转换器（ADC） 363
12.3 模数转换方法 367
12.3.1 运算放大器简介 367
12.3.2 同步ADC 367
12.3.3 双斜率ADC 369
12.3.4 逐次逼近ADC 370
12.3.5 “∑-Δ”ADC 373
12.3.6 测试ADC 374
12.3.7 ADC错误 375
12.4 数字信号处理器（DSP） 376
12.4.1 DSP编程 377
12.4.2 DSP应用 377
12.4.3 DSP基本结构 378
12.4.4 DSP芯片介绍——TMS320C6000系列 378
12.4.5 DSP在蜂窝电话中的应用 381
12.5.1 二进制加权输入DAC 383
12.5 数模转换方法 383
12.5.2 R/2R梯状DAC 385
12.5.3 DAC的性能特征 386
12.5.4 DAC测试 388
12.5.5 DAC错误 388
12.5.6 重建滤波器 390
附录A 布尔代数概要 397
参考答案 404
术语表 428