第1章 数字电路基础 1
引言 1
1.1 数字电路概述 1
1.1.1 模拟信号和数字信号 1
1.1.2 数字电路的特点 2
1.1.3 数字电路的发展与分类 2
1.1.4 数字电路的分析方法 4
1.2 计数制与编码 4
1.2.1 常用的计数制及其相互转换规律 4
1.2.2 编码 5
1.3 逻辑代数基础 6
1.3.1 逻辑代数的3种基本运算 7
1.3.2 逻辑代数的基本公式和常用公式 9
1.3.3 逻辑代数的基本规则 10
1.4 逻辑函数的建立及其表示方法 10
1.5 逻辑函数的化简 11
1.5.1 逻辑函数的最简形式 11
1.5.2 逻辑函数的公式化简法 12
1.5.3 用卡诺图化简逻辑函数 13
1.6 具有无关项逻辑函数的化简 16
1.7 数字电路中的半导体器件 17
1.7.1 本征半导体 17
1.7.2 杂质半导体 18
1.7.3 PN结及其单向导电性 19
1.7.4 半导体二极管 22
1.7.5 双极型晶体三极管 25
1.7.6 增强型绝缘栅场效应晶体管 32
习题1 34
第2章 集成逻辑门电路 38
引言 38
2.1 基本逻辑门电路 38
2.1.1 二极管与门及或门电路 38
2.1.2 非门电路 39
2.2 TTL逻辑门电路 40
2.2.1 TTL与非门的电路结构和工作原理 40
2.2.2 TTL与非门的技术参数 43
2.2.3 集电极开路门和三态门 47
2.3 射极耦合逻辑门电路（ECL门） 51
2.4 CMOS逻辑门电路 54
2.4.1 CMOS反相器 54
2.4.2 CMOS门电路 56
2.4.3 CMOS传输门和双向模拟开关 57
2.4.4 CMOS漏极开路门及三态门 58
2.5 BiCMOS门电路 59
2.5.1 BiCMOS反相器 59
2.5.2 BiCMOS逻辑门电路 60
2.6 逻辑门电路使用中的几个问题 60
2.6.1 正负逻辑问题 60
2.6.2 逻辑门电路多余输入端的处理措施 61
2.6.3 逻辑门电路应用举例 61
2.7 几种集成门电路的性能比较 62
习题2 63
第3章 组合逻辑电路 68
引言 68
3.1 组合逻辑电路概述 68
3.2 组合逻辑电路的分析 68
3.2.1 分析组合逻辑电路的一般步骤 68
3.2.2 几种常用的组合逻辑电路和器件 69
3.3 组合逻辑电路的设计 74
3.3.1 组合逻辑电路的设计概述 74
3.3.2 组合逻辑电路的设计方法 74
3.4 用小规模集成电路（SSI）实现组合逻辑电路设计 75
3.4.1 设计组合逻辑电路的一般步骤 75
3.4.2 组合逻辑电路设计举例 75
3.4.3 编码器 77
3.4.4 译码器 80
3.4.5 数值比较器 88
3.5 组合逻辑电路中的竞争冒险 90
3.5.1 产生竞争冒险的原因 90
3.5.2 消除竞争冒险的方法 91
3.6 用MSI芯片设计其他的组合逻辑电路 92
3.6.1 用数据选择器实现组合逻辑功能 92
3.6.2 用译码器实现多种组合逻辑功能 94
3.6.3 用全加器实现多种组合逻辑功能 96
3.7 组合逻辑电路的综合应用例 99
习题3 101
第4章 集成触发器 106
引言 106
4.1 触发器概述 106
4.2 基本RS触发器 106
4.2.1 用与非门构成的基本RS触发器 106
4.2.2 由或非门构成的基本RS触发器 109
4.2.3 集成基本RS触发器 109
4.3 时钟触发器 110
4.3.1 同步RS触发器 110
4.3.2 主从触发器 112
4.3.3 边沿触发器 116
4.4 T触发器和T′触发器 123
4.4.1 T触发器 123
4.4.2 T′触发器 123
习题4 124
第5章 时序逻辑电路 128
引言 128
5.1 时序逻辑电路概述 128
5.2 时序逻辑电路的分析方法 129
5.2.1 分析时序逻辑电路的一般步骤 129
5.2.2 寄存器和移位寄存器 129
5.2.3 计数器 135
5.3 时序逻辑电路的设计 150
5.3.1 时序逻辑电路的几种设计方法 150
5.3.2 一般同步时序逻辑电路的设计方法 151
5.4 MSI时序逻辑器件的应用 161
5.4.1 MSI计数器芯片的应用 161
5.4.2 MSI寄存器芯片的应用 168
习题5 173
第6章 半导体存储器和可编程逻辑器件 179
引言 179
6.1 半导体存储器 179
6.1.1 半导体存储器的特点 179
6.1.2 半导体存储器的分类 179
6.1.3 半导体存储器的主要技术指标 180
6.2 随机存取存储器（RAM） 180
6.2.1 RAM的结构 180
6.2.2 RAM的存储单元 182
6.3 只读存储器（ROM） 185
6.3.1 ROM的结构 185
6.3.2 掩模式只读存储器（固定ROM） 185
6.3.3 可编程只读存储器（PROM） 187
6.3.4 可擦除可编程只读存储器（EPROM） 188
6.4 存储器容量的扩展 192
6.5 可编程逻辑器件（PLD） 194
6.5.1 PLD概述 194
6.5.2 可编程阵列逻辑（PAL） 197
6.5.3 通用阵列逻辑（GAL） 200
6.5.4 复杂的可编程逻辑器件（CPLD） 205
6.5.5 现场可编程门阵列（FPGA） 209
6.5.6 在系统可编程逻辑器件（ISP-PLD） 214
6.5.7 可编程逻辑器件开发技术简介 218
习题6 218
第7章 数模与模数转换器 220
引言 220
7.1 D/A转换器 220
7.1.1 D/A转换器及其主要参数 220
7.1.2 权电流型D/A转换器 222
7.1.3 倒T形电阻网络D/A转换器 222
7.1.4 模拟电子开关 224
7.2 A/D转换器 226
7.2.1 A/D转换的一般工作过程 226
7.2.2 并行比较型A/D转换器 228
7.2.3 逐次逼近型A/D转换器 230
7.2.4 双积分式A/D转换器 232
7.2.5 A/D转换器的主要技术指标 234
7.2.6 集成A/D转换器及其应用 235
习题7 237
第8章 脉冲波形的产生与变换 240
引言 240
8.1 实际的矩形波及其参数 240
8.2 集成555定时器 241
8.2.1 集成555定时器简介 241
8.2.2 集成定时器CC7555的内部逻辑电路 241
8.2.3 CC7555的工作原理 242
8.3 用555定时器构成脉冲的产生与变换电路 243
8.3.1 555定时器构成施密特触发器 243
8.3.2 555定时器构成单稳态触发器 245
8.3.3 555定时器构成多谐振荡器 247
8.4 用门电路组成的脉冲信号电路和集成脉冲发生器 250
8.4.1 用TTL门电路组成的施密特触发器 250
8.4.2 TTL集成施密特触发门 251
8.4.3 用门电路组成的积分型单稳态触发器 252
8.4.4 集成单稳态触发器 254
8.4.5 石英晶体振荡器 256
8.5 脉冲信号产生与变换电路应用举例 258
习题8 260
第9章 EDA软件工具应用 265
引言 265
9.1 数字系统EDA设计概述 265
9.2 ABEL-HDL基础 266
9.2.1 ABEL语言的基本元素 266
9.2.2 ABEL语言的基本语法结构 270
9.2.3 ABEL语言逻辑描述的方法 273
9.2.4 常用指示字 275
9.2.5 ABEL的点扩展 276
9.2.6 ABEL语言设计示例 277
9.3 用ispDesign EXPERT软件设计数字系统 283
9.3.1 ispDesign EXPERT软件简介 283
9.3.2 项目创建与器件选择 285
9.3.3 原理图输入方式示例 286
9.3.4 ABEL语言输人法设计 290
9.3.5 ABEL语言与原理图输入混合设计 291
9.4 数字系统综合设计实例 294
9.5 适配器件与下载 301
习题9 302
附录 304
附录A 美国标准信息交换码（ASCII） 304
附录B 二进制数算术运算 304
B.1 二进制数加法 304
B.2 二进制数减法 305
B.3 二进制数乘法 305
B.4 二进制数除法 305
B.5 用带符号位的二进制数以实现减法运算 305
附录C TTL和CMOS逻辑门电路的技术参数 306
附录D 二进制逻辑单元图形符号简介（GB 4728.12—1996） 307
D.1 二进制逻辑单元图形符号的组成 307
D.2 逻辑状态及其有关约定 309
附录E 国产半导体集成电路型号命名法（GB 3430—1989） 310
E.1 型号的组成 310
E.2 示例 311
附录F 常用ADC和DAC芯片简介 311
附录G 电阻器型号、名称和标称系列 313
G.1 电阻器型号名称对照 313
G.2 电阻器（电位器）、电容器标称系列及其误差 313
部分习题答案 314
参考文献 318