第1章 数字电路基础 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 数字电路及其分类 3
1.1.3 数字电路的特点 4
1.1.4 数字电路的分析、设计与测试 5
1.2 数制 6
1.2.1 常用计数制 6
1.2.2 数制转换 8
1.3 码制 10
1.3.1 二-十进制编码 10
1.3.2 可靠性代码 11
1.3.3 字符编码 12
1.4 二进制数的表示方法及算术运算 13
1.4.1 二进制数的表示方法 13
1.4.2 二进制数的算术运算 15
1.5 逻辑代数的运算 16
1.5.1 逻辑变量与逻辑函数 16
1.5.2 三种基本逻辑运算 17
1.5.3 复合逻辑运算 19
1.6 逻辑代数的基本定律和基本运算规则 20
1.6.1 逻辑代数的基本定律 20
1.6.2 逻辑代数的基本运算规则 21
1.7 逻辑函数的表示方法及标准形式 22
1.7.1 逻辑函数的表示方法 22
1.7.2 逻辑函数的两种标准形式 24
1.8 逻辑函数的化简 27
1.8.1 公式化简法 27
1.8.2 卡诺图化简法 29
1.8.3 具有无关项的逻辑函数及其化简 34
习题1 36
第2章 逻辑门电路 39
2.1 TTL集成门电路 39
2.1.1 TTL与非门结构与工作原理 39
2.1.2 TTL门的技术参数 40
2.1.3 TTL数字集成电路系列简介 43
2.1.4 其他类型的TTL门 45
2.2 其他类型的双极型集成电路 48
2.2.1 ECL电路 49
2.2.2 I2L电路 49
2.3 MOS集成门电路 50
2.3.1 MOS管的结构与工作原理 50
2.3.2 MOS反相器 51
2.3.3 其他类型的MOS门电路 52
2.3.4 CMOS逻辑门的技术参数 54
2.3.5 CMOS数字集成电路系列简介 55
2.4 集成门电路的使用 56
2.4.1 TTL门电路的使用 56
2.4.2 CMOS门电路的使用 57
2.4.3 门电路的接口技术 58
习题2 59
第3章 组合逻辑电路 62
3.1 传统的组合逻辑电路的分析与设计 62
3.1.1 传统的组合电路分析 62
3.1.2 传统的组合电路设计 66
3.2 编码器与译码器 70
3.2.1 编码器 70
3.2.2 译码器 72
3.3 数据选择器和数据分配器 78
3.3.1 数据选择器的功能及工作原理 78
3.3.2 常用集成数据选择器及其应用 79
3.3.3 数据分配器 81
3.4 数值比较器 84
3.4.1 数值比较器的工作原理 84
3.4.2 集成数值比较器 86
3.5 算术运算电路 87
3.5.1 加法运算电路 87
3.5.2 减法运算电路 89
3.6 可编程逻辑器件 90
3.6.1 可编程逻辑器件概述 90
3.6.2 可编程器件的结构及工作原理 92
3.6.3 可编程逻辑器件的产品及开发 94
3.6.4 复杂可编程逻辑器件CPLD 97
3.6.5 现场可编程门阵列FPGA 101
3.7 组合逻辑电路竞争与冒险 106
3.7.1 竞争冒险及产生原因 106
3.7.2 竞争冒险的判断方法 107
3.7.3 消除竞争冒险的方法 108
习题3 109
第4章 组合逻辑电路的自动化设计 114
4.1 数字电路自动化设计与分析流程 114
4.1.1 传统数字电路设计中存在的问题 114
4.1.2 QuartusⅡ简介 115
4.1.3 自动化设计流程 116
4.2 原理图输入法组合逻辑电路设计 119
4.2.1 编辑输入图形文件 119
4.2.2 功能简要分析 123
4.2.3 编译工程 124
4.2.4 时序仿真测试电路功能 127
4.2.5 引脚锁定和编程下载 130
4.3 Verilog HDL语言输入法组合逻辑电路设计 135
4.3.1 Verilog HDL语法简介 135
4.3.2 用Verilog进行组合电路的设计 137
4.3.3 三人表决电路的语句表达方式 140
4.3.4 Verilog的其他表达方式 141
4.3.5 4位串行加法器综合设计 143
习题4 146
第5章 触发器 148
5.1 基本RS触发器 148
5.1.1 电路结构 148
5.1.2 工作原理 148
5.1.3 逻辑功能及其描述 149
5.2 同步RS触发器 151
5.2.1 电路结构 151
5.2.2 工作原理 151
5.2.3 逻辑功能及其描述 151
5.2.4 同步触发器的空翻现象 153
5.3 主从触发器 153
5.3.1 主从RS触发器 153
5.3.2 主从JK触发器 154
5.4 边沿触发器 156
5.5 触发器功能的转换 158
5.6 集成触发器 162
5.6.1 集成触发器举例 162
5.6.2 集成触发器的脉冲工作特性 163
5.7 触发器的应用 165
习题5 167
第6章 时序逻辑电路 171
6.1 时序逻辑电路概述 171
6.1.1 时序逻辑电路的结构及特点 171
6.1.2 时序逻辑电路的分类 172
6.2 时序逻辑电路的分析 172
6.2.1 时序逻辑电路一般分析步骤 172
6.2.2 同步时序逻辑电路分析 172
6.2.3 异步时序逻辑电路分析 175
6.3 时序逻辑电路的设计 177
6.3.1 同步时序逻辑电路的设计 177
6.3.2 异步时序逻辑电路的设计 180
6.4 计数器 182
6.4.1 二进制计数器 182
6.4.2 非二进制计数器 188
6.4.3 集成计数器的应用 192
6.5 寄存器 201
6.5.1 数码寄存器 201
6.5.2 移位寄存器 201
6.5.3 集成移位寄存器及其应用 203
习题6 207
第7章 时序电路的自动化设计与分析 212
7.1 深入了解时序逻辑电路性能 212
7.1.1 基于74LS161宏模块的计数器设计 212
7.1.2 进位控制电路改进 214
7.1.3 通过控制同步加载构建计数器 215
7.1.4 利用预置数据控制计数器进位 216
7.2 计数器的自动化设计方案 218
7.2.1 基于一般模型的十进制计数器设计 218
7.2.2 含自启动电路的十进制计数器设计 219
7.2.3 任意进制异步控制型计数器设计 220
7.2.4 4位同步自动预置型计数器设计 221
7.2.5 基于LPM宏模块的计数器设计 223
7.3 有限状态机设计与应用 226
7.3.1 有限状态机概述 226
7.3.2 步进电机控制电路设计 227
7.3.3 温度控制电路设计 231
习题7 233
第8章 半导体存储器及其应用 235
8.1 概述 235
8.1.1 存储器的分类 235
8.1.2 半导体存储器的技术指标 236
8.2 随机存取存储器 237
8.2.1 RAM的分类及其结构 237
8.2.2 静态存储单元 239
8.2.3 动态存储单元 240
8.2.4 RAM的操作与定时 240
8.2.5 存储器容量扩展 242
8.3 只读存储器 244
8.3.1 ROM的分类与结构 244
8.3.2 掩膜ROM 244
8.3.3 可编程PROM 245
8.3.4 其他类型存储器 246
8.3.5 ROM存储器的应用 247
8.4 常用存储器集成芯片简介 248
8.4.1 6116型RAM器简介 249
8.4.2 2764型EPROM简介 249
8.5 存储器应用电路设计 250
8.5.1 多通道数字信号采集电路设计 250
8.5.2 DDS信号发生器设计 254
习题8 259
第9章 脉冲波形的产生与变换 261
9.1 集成555定时器 261
9.1.1 电路组成及工作原理 261
9.1.2 555定时器的功能 262
9.2 施密特触发器 264
9.2.1 由门电路组成的施密特触发器 264
9.2.2 集成施密特触发器 265
9.2.3 由555定时器组成的施密特触发器 266
9.2.4 施密特触发器的应用 267
9.3 单稳态触发器 268
9.3.1 集成单稳态触发器 269
9.3.2 由555定时器组成的单稳态触发器 272
9.3.3 单稳态触发器的用途 273
9.4 多谐振荡器 274
9.4.1 由门电路构成多谐振荡器 275
9.4.2 石英晶体振荡器 276
9.4.3 用施密特触发器构成多谐振荡器 276
9.4.4 由555定时器构成多谐振荡器 277
9.5 综合应用电路 278
习题9 279
第10章 D/A与A/D转换器及其应用 282
10.1 概述 282
10.2 D/A转换器 283
10.2.1 权电阻网络D/A转换器 284
10.2.2 倒T型电阻网络D/A转换器 285
10.2.3 权电流型D/A转换器 286
10.2.4 D/A转换器的主要技术指标 287
10.2.5 D/A转换器集成芯片及选择要点 288
10.2.6 集成DAC器件 290
10.3 A/D转换器 291
10.3.1 A/D转换器的工作原理 291
10.3.2 并行比较型A/D转换器 293
10.3.3 逐次比较型A/D转换器 295
10.3.4 双积分型转换器 297
10.3.5 A/D转换器的主要技术指标 299
10.3.6 A/D转换器集成芯片及选择要点 300
10.3.7 集成ADC器件 302
10.4 D/A与D/A的典型应用电路 304
10.4.1 D/A的典型应用电路 304
10.4.2 A/D的典型应用电路 306
习题10 308
参考文献 311