第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 数字电路及其常用芯片 1
1.3 电子设计自动化技术简介 3
1.4 数字电子技术基础课程 5
1.4.1 课程内容 5
1.4.2 课程学习方法 6
第2章 数制和码制 8
2.1 引言 8
2.2 几种常用的数制 8
2.3 不同数制间的相互转换 10
2.3.1 十进制与其他进制间的相互转换 10
2.3.2 二进制与十六进制间的转换 12
2.3.3 二进制与八进制间的转换 13
2.4 二进制数的算术运算 13
2.4.1 二进制数的基本运算 13
2.4.2 二进制数的原码、补码和反码 14
2.4.3 带符号二进制数的算术运算 15
2.5 几种常用的编码 18
本章小结 21
自我检测 22
习题 23
第3章 逻辑代数基础 24
3.1 引言 24
3.2 逻辑运算 24
3.2.1 基本逻辑运算 24
3.2.2 组合逻辑运算 26
3.2.3 逻辑运算定律 28
3.3 逻辑代数的基本定理和基本规则 28
3.3.1 基本定理 28
3.3.2 基本规则 30
3.4 逻辑函数的代数化简法 31
3.5 逻辑函数的卡诺图化简法 33
3.5.1 最小项与最大项 33
3.5.2 用卡诺图表示逻辑函数 35
3.5.3 卡诺图化简法 37
3.6 具有无关项的逻辑函数的化简 40
本章小结 41
自我检测 41
习题 46
第4章 门电路 49
4.1 引言 49
4.2 半导体二极管门电路 49
4.3 TTL门电路 51
4.3.1 双极晶体管的开关特性 52
4.3.2 标准TTL与非门 53
4.3.3 其他系列TTL门 62
4.3.4 TTL集电极开路门 64
4.3.5 TTL三态门 67
4.4 CMOS门电路 70
4.4.1 MOS管的开关电路 70
4.4.2 CMOS反相器 70
4.4.3 CMOS与非门和或非门 72
4.4.4 CMOS传输门 75
4.4.5 CMOS门电路的参数 77
4.4.6 CMOS门电路与TTL门电路的比较 79
4.5 若干常用集成门电路 80
4.6 ECL门电路 84
本章小结 86
自我检测 87
习题 89
第5章 组合逻辑电路 93
5.1 引言 93
5.2 组合逻辑电路的特点和功能描述 93
5.3 组合逻辑电路的分析与设计 94
5.3.1 组合逻辑电路的分析 94
5.3.2 逻辑函数的变换 98
5.3.3 组合逻辑电路的设计 100
5.4 加法器 104
5.4.1 1位二进制加法电路 105
5.4.2 集成4位加法器 108
5.5 编码器 110
5.5.1 二进制编码器 111
5.5.2 优先编码器 113
5.5.3 集成优先编码器 114
5.6 译码器 117
5.6.1 二进制译码器 117
5.6.2 代码转换译码器 123
5.6.3 显示译码器 126
5.7 数据选择器 134
5.7.1 数据选择器 134
5.7.2 数据选择器的应用 138
5.8 数码比较器 141
5.8.1 比较单元电路 141
5.8.2 4位二进制码比较器 142
5.8.3 数码比较器的应用 144
5.9 竞争与冒险 144
5.9.1 基本概念 145
5.9.2 竞争冒险的判别 145
5.9.3 竞争冒险的消除 147
本章小结 147
自我检测 148
习题 154
第6章 触发器 158
6.1 引言 158
6.2 基本RS触发器 158
6.2.1 与非门构成的基本RS触发器 158
6.2.2 或非门构成的基本RS触发器 161
6.3 时钟触发器 162
6.3.1 时钟RS触发器 162
6.3.2 D触发器 164
6.3.3 JK触发器 166
6.3.4 T触发器 168
6.3.5 T′触发器 169
6.3.6 不同功能触发器的转换 169
6.3.7 触发器的动态特性 171
6.4 集成D锁存器 172
本章小结 174
自我检测 174
习题 178
第7章 时序逻辑电路 182
7.1 引言 182
7.2 时序逻辑电路的特点和功能描述 182
7.3 时序逻辑电路的分析 183
7.3.1 同步时序逻辑电路的分析 183
7.3.2 异步时序逻辑电路的分析 188
7.4 同步时序逻辑电路的设计 191
7.5 寄存器 194
7.5.1 数码寄存器 194
7.5.2 移位寄存器 195
7.6 计数器 200
7.6.1 集成同步加法计数器 200
7.6.2 集成异步加法计数器 207
7.6.3 集成加／减计数器 211
7.6.4 移位寄存器型计数器 216
7.7 顺序脉冲发生器 222
7.8 序列脉冲发生器 223
本章小结 226
自我检测 227
习题 231
第8章 半导体存储器 237
8.1 引言 237
8.2 存储器的概念 237
8.3 只读存储器ROM 240
8.3.1 ROM的结构与工作原理 240
8.3.2 ROM的分类 243
8.3.3 ROM芯片 246
8.3.4 ROM的应用 249
8.4 随机存储器RAM 252
8.4.1 RAM的基本结构 252
8.4.2 RAM的基本存储单元 252
8.4.3 RAM芯片 254
8.4.4 部分特殊RAM 256
8.5 半导体存储器容量的扩展 259
本章小结 260
自我检测 262
习题 263
第9章 可编程逻辑器件 265
9.1 引言 265
9.2 可编程逻辑器件的发展 265
9.3 可编程逻辑器件的结构 267
9.4 用可编程逻辑器件实现基本逻辑电路 273
9.4.1 传统的电子设计与可编程逻辑器件设计比较 273
9.4.2 可编程逻辑器件开发环境及设计实例 276
9.5 Altera公司可编程逻辑器件的编程和配置 280
9.5.1 CPLD的在线编程 281
9.5.2 FPGA的配置 281
本章小结 285
自我检测 285
习题 286
第10章 Verilog硬件描述语言实例 287
10.1 引言 287
10.2 2选1数据选择器 287
10.2.1 2选1数据选择器实例1 288
10.2.2 2选1数据选择器实例2 290
10.2.3 2选1数据选择器实例3 291
10.2.4 2选1数据选择器实例4 293
10.3 4选1数据选择器 294
10.3.1 4选1数据选择器实例1 294
10.3.2 4选1数据选择器实例2 298
10.4 4位加法器 302
10.5 七段数码管显示译码器 305
10.6 D触发器 307
10.7 计数器 311
10.7.1 4位二进制加法计数器 311
10.7.2 同步置数、同步清零加法计数器 312
10.7.3 异步清零计数器 314
10.7.4 扭环型计数器 315
10.8 状态机 317
10.8.1 Moore型状态机 318
10.8.2 Mealy型状态机 321
10.8.3 用状态机设计一个自动售货机 325
本章小结 330
自我检测 330
习题 331
第11章 脉冲产生及变换电路 335
11.1 引言 335
11.2 矩形脉冲的主要参数 335
11.3 施密特触发器 336
11.3.1 用门电路构成的施密特触发器 336
11.3.2 施密特触发器的应用 338
11.3.3 集成施密特触发器 340
11.4 集成单稳态触发器 342
11.4.1 集成单稳态触发器的逻辑功能 343
11.4.2 集成单稳态触发器的应用 345
11.5 多谐振荡器 345
11.5.1 用施密特触发器构成的多谐振荡器 346
11.5.2 石英晶体振荡器 347
11.6 555定时器及其应用 350
11.6.1 555定时器 350
11.6.2 用555定时器构成的单稳态触发器 352
11.6.3 用555定时器构成的多谐振荡器 356
11.6.4 用555定时器构成的施密特触发器 359
11.6.5 用555定时器构成的压控振荡器 360
本章小结 361
自我检测 362
习题 365
第12章 数模与模数转换器 368
12.1 引言 368
12.2 数模与模数转换器的基本概念 368
12.3 D/A转换器 369
12.3.1 倒T形电阻解码网络的D/A转换器 369
12.3.2 集成D/A转换器AD7524 372
12.3.3 D/A转换器的转换精度与转换速率 373
12.3.4 由计数器驱动D/A转换器的Multisim仿真 375
12.4 A/D转换器 375
12.4.1 A/D转换的基本原理 375
12.4.2 并行比较型A/D转换器 378
12.4.3 逐次逼近型A/D转换器 380
12.4.4 双积分型A/D转换器 383
12.4.5 流水线型A/D转换器 387
12.4.6 A/D转换器的Multisim仿真 391
12.5 多路模拟开关 393
12.5.1 模拟开关的功能及电路组成 393
12.5.2 模拟开关的各种工作模式 394
12.6 多路数据采集系统简介 395
本章小结 396
自我检测 397
习题 398
第13章 实用数字电路设计 402
13.1 引言 402
13.2 数字电路设计流程 402
13.3 若干常用数字电路 404
13.3.1 自动复位电路 404
13.3.2 开关去抖电路 405
13.3.3 光电耦合电路 407
13.4 数字温度计 408
13.5 数字频率计 409
13.6 数字电容测试仪 412
本章小结 415
习题 415
附录一 Quartus Ⅱ软件的使用方法 416
附录二 DE2实验板主要引脚连线对应表 429
中英文名词对照表 432
参考文献 435