第1章 数制与代码 1
1.1 概述 1
1.1.1 模拟信号和数字信号 1
1.1.2 数字电路的发展 2
1.2 常用数制 2
1.2.1 常用数制 2
1.2.2 数制间转换 3
1.2.3 无符号二进制数运算 6
1.3 带符号数表示法 7
1.3.1 原码表示法 7
1.3.2 反码表示法 7
1.3.3 补码表示法 7
1.3.4 带符号数的补码运算 8
1.4 常用编码 9
1.4.1 BCD码 9
1.4.2 ASCII码 11
1.4.3 奇偶校验码 12
1.4.4 格雷码 13
本章小结 14
习题 14
第2章 逻辑代数基础 16
2.1 逻辑代数的基本运算 16
2.1.1 逻辑变量及基本逻辑运算 16
2.1.2 复合逻辑运算 18
2.1.3 逻辑函数及逻辑函数相等 20
2.2 逻辑代数的基本定律和运算规则 21
2.2.1 逻辑代数基本定律 21
2.2.2 逻辑代数运算规则 23
2.2.3 逻辑代数运算优先级别 24
2.3 逻辑函数的描述方法 25
2.3.1 真值表描述法 25
2.3.2 代数式描述法 26
2.3.3 逻辑图描述法 29
2.3.4 卡诺图描述法 29
2.3.5 波形图描述法 31
2.3.6 描述方法之间的转换 32
2.4 逻辑函数的化简方法 35
2.4.1 逻辑函数的化简依据和最简标准 35
2.4.2 代数化简法 37
2.4.3 卡诺图化简法 38
2.4.4 含有任意项的逻辑函数化简 42
本章小结 43
习题 44
第3章 小规模组合逻辑电路 48
3.1 集成逻辑门 48
3.1.1 集成逻辑门的主要参数 48
3.1.2 三极管反相器 50
3.1.3 TTL逻辑门 51
3.1.4 CMOS逻辑门 54
3.1.5 集成逻辑门系列简介 59
3.2 小规模组合逻辑电路的分析与设计 60
3.2.1 小规模组合逻辑电路分析 61
3.2.2 小规模组合逻辑电路设计 64
3.3 组合逻辑电路中的竞争与冒险 67
3.3.1 竞争与冒险的分析 67
3.3.2 冒险的消除 69
3.4 小规模组合逻辑电路的分析与设计实验 70
3.4.1 实验目的和意义 70
3.4.2 实验预习要求 70
3.4.3 实验仪器与器件 70
3.4.4 实验注意事项 71
3.4.5 实验内容 71
3.4.6 实验思考题 74
本章小结 75
习题 75
第4章 模块级组合逻辑电路的分析与设计 81
4.1 加法器 81
4.1.1 4位二进制并行加法器74283 81
4.1.2 加法器的使用方法 81
4.2 编码器 83
4.2.1 普通编码器的编码原理 83
4.2.2 优先编码器 84
4.2.3 编码器扩展 86
4.3 译码器 87
4.3.1 变量译码器 87
4.3.2 变量译码器使用方法 90
4.3.3 显示译码器 92
4.4 数值比较器 97
4.4.1 数值比较的概念 97
4.4.2 4位二进制数并行比较器7485 97
4.4.3 比较器使用方法 98
4.5 数据选择器 99
4.5.1 数据选择器的逻辑功能 99
4.5.2 数据选择器的种类 100
4.5.3 数据选择器的应用 101
4.6 模块级组合逻辑电路的分析与设计 104
4.6.1 模块级组合逻辑电路的分析 104
4.6.2 模块级组合逻辑电路的设计 106
4.7 模块级组合逻辑电路实验 109
4.7.1 实验目的和意义 109
4.7.2 实验仪器与器件 110
4.7.3 实验预习要求 110
4.7.4 实验注意事项 110
4.7.5 实验原理 110
4.7.6 实验内容 110
4.7.7 实验思考题 111
本章小结 112
习题 112
第5章 触发器级时序逻辑电路的分析与设计 115
5.1 时序逻辑电路概述 115
5.1.1 时序逻辑电路的组成 115
5.1.2 时序逻辑电路的分类 115
5.1.3 时序逻辑电路的描述方法 116
5.2 触发器 118
5.2.1 基本RS触发器 118
5.2.2 时钟同步RS触发器 121
5.2.3 JK触发器 123
5.2.4 D触发器 127
5.2.5 T触发器与T′触发器 129
5.2.6 触发器类型转换 130
5.2.7 触发器的应用 132
5.3 触发器级时序逻辑电路的分析 134
5.3.1 同步时序电路分析 134
5.3.2 异步时序电路分析 140
5.4 触发器级同步时序逻辑电路的设计 142
5.4.1 设计步骤 142
5.4.2 设计举例 153
5.5 触发器级异步时序逻辑电路的设计 158
5.6 触发器性能实验 162
5.6.1 实验目的和意义 162
5.6.2 实验预习要求 163
5.6.3 实验仪器与器件 163
5.6.4 实验内容 163
5.6.5 实验思考题 163
5.6.6 实验报告要求 164
本章小结 164
习题 164
第6章 模块级时序逻辑电路的分析与设计 170
6.1 集成计数器 170
6.1.1 4位二进制同步加法计数器74161 170
6.1.2 十进制可逆计数器74192 179
6.1.3 计数器的应用 186
6.2 寄存器与移位寄存器 187
6.2.1 4位集成寄存器74175 187
6.2.2 集成移位寄存器 188
6.3 数据锁存器 192
6.4 模块级时序电路的分析 193
6.5 模块级时序电路的设计 198
6.6 计数器及其应用实验 202
6.6.1 实验目的和意义 202
6.6.2 实验预习要求 202
6.6.3 实验仪器与器件 202
6.6.4 实验内容 202
6.6.5 实验思考题 202
6.6.6 实验报告要求 203
6.7 移位寄存器及其应用实验 203
6.7.1 实验目的和意义 203
6.7.2 实验预习要求 203
6.7.3 实验仪器与器件 203
6.7.4 实验内容 203
6.7.5 实验思考题 203
6.7.6 实验报告要求 203
本章小结 204
习题 204
第7章 脉冲信号的产生与变换电路 208
7.1 多谐振荡器 208
7.1.1 环形振荡器 208
7.1.2 石英晶体振荡器 210
7.1.3 多谐振荡器的应用 211
7.2 单稳态触发器 212
7.2.1 由门电路组成的单稳态触发器 212
7.2.2 集成单稳态触发器 216
7.2.3 单稳态触发器的应用 218
7.3 施密特触发器 220
7.3.1 集成施密特触发器 220
7.3.2 施密特触发器的应用 221
7.4 555定时器 222
7.4.1 555定时器的芯片结构及功能 222
7.4.2 555定时器构成多谐振荡器 223
7.4.3 555定时器构成单稳态触发器 224
7.4.4 555定时器构成施密特触发器 225
7.5 555定时器实验 226
7.5.1 实验目的和意义 226
7.5.2 实验预习要求 226
7.5.3 实验仪器与器件 227
7.5.4 实验原理 227
7.5.5 实验内容 227
7.5.6 实验思考题 228
本章小结 228
习题 229
第8章 数／模与模／数转换 231
8.1 数／模转换 231
8.1.1 数／模转换的基本概念 231
8.1.2 常用数／模转换技术 232
8.1.3 集成IDAC的主要技术指标 237
8.1.4 集成DAC芯片0832 239
8.2 模／数转换 242
8.2.1 模／数转换的一般过程 242
8.2.2 常用模／数转换技术 244
8.2.3 集成ADC的主要技术指标 248
8.2.4 集成ADC芯片0809 249
8.2.5 数据采集与控制系统 251
本章小结 252
习题 253
第9章 数字系统设计实例 254
9.1 数字电子时钟的设计 254
9.1.1 功能要求 254
9.1.2 设计原理 254
9.1.3 电路实现 255
9.2 循环彩灯控制电路设计 255
9.2.1 功能要求 255
9.2.2 设计原理 255
9.2.3 电路实现 255
9.3 点名器的设计 258
9.3.1 功能要求 258
9.3.2 设计原理 258
9.3.3 电路实现 258
9.4 抢答器的设计 260
9.4.1 功能要求 260
9.4.2 设计原理 260
9.4.3 电路实现 260
9.5 交通灯控制电路设计 262
9.5.1 功能要求 262
9.5.2 设计原理 262
9.5.3 电路实现 262
9.6 汽车尾灯控制器的设计 265
9.6.1 功能要求 265
9.6.2 设计原理 265
9.6.3 电路实现 266
9.7 电子密码锁的设计 268
9.7.1 功能要求 268
9.7.2 设计原理 268
9.7.3 电路实现 268
9.8 数据采集系统的设计 270
9.8.1 功能要求 270
9.8.2 电路实现 270
附录 常用元器件一览表 273
参考文献 278