第1章 数字电路基础 1
引言 1
1.1 数字信号与数字电路 1
1.1.1 模拟信号和数字信号 1
1.1.2 数字技术的发展及其应用 2
1.1.3 数字集成电路的特点及其分类 4
1.1.4 数字电路的分析方法 6
1.2 数制与编码 6
1.2.1 常用的计数制及其相互转换规律 7
1.2.2 编码 8
1.3 逻辑代数基础 9
1.3.1 逻辑代数的3种基本运算 9
1.3.2 逻辑代数的基本公式和常用公式 12
1.3.3 逻辑代数的基本规则 13
1.4 逻辑函数的建立及其表示方法 13
1.5 逻辑函数的化简 14
1.5.1 逻辑函数的最简形式 14
1.5.2 逻辑函数的公式化简法 15
1.5.3 用卡诺图化简逻辑函数 15
1.6 具有无关项逻辑函数的化简 19
1.7 数字电路中的半导体器件 20
1.7.1 本征半导体 20
1.7.2 杂质半导体 21
1.7.3 PN结及其单向导电性 22
1.7.4 半导体二极管 24
1.7.5 双极型晶体管 27
1.7.6 增强型绝缘栅场效应晶体管 34
习题1 37
第2章 集成逻辑门电路 40
引言 40
2.1 基本逻辑门电路 40
2.1.1 二极管与门及或门电路 40
2.1.2 非门电路（BJT反相器） 41
2.2 CMOS逻辑门电路 42
2.2.1 CMOS反相器 42
2.2.2 常用的CMOS门电路 44
2.2.3 CMOS传输门和双向模拟开关 45
2.2.4 CMOS漏极开路门及三态门 46
2.2.5 CMOS三态门的应用 48
2.2.6 CMOS逻辑门的主要技术参数 49
2.3 TTL逻辑门电路 52
2.3.1 TTL与非门电路结构和工作原理 52
2.3.2 TTL或非门 55
2.3.3 TTL系列门电路的技术参数 55
2.3.4 TTL集电极开路门和三态门 58
2.4 射极耦合逻辑门电路（ECL门） 62
2.5 BiCMOS门电路 64
2.5.1 BiCMOS反相器 64
2.5.2 其他的BiCMOS门电路 65
2.6 逻辑门电路使用中的几个问题 65
2.6.1 正负逻辑问题 65
2.6.2 实际使用逻辑门的处理措施 66
2.6.3 逻辑门电路综合分析例 67
习题2 69
第3章 组合逻辑电路 76
引言 76
3.1 组合逻辑电路概述 76
3.2 组合逻辑电路的分析方法 76
3.2.1 分析组合逻辑电路的大致步骤 76
3.2.2 几种常用的集成组合逻辑电路 77
3.3 组合逻辑电路设计 82
3.3.1 概述 82
3.3.2 组合逻辑电路的设计方法 82
3.4 用小规模集成电路（SSI）设计组合逻辑电路 83
3.4.1 设计组合逻辑电路的大致步骤 83
3.4.2 组合逻辑电路设计举例 83
3.4.3 编码器 84
3.4.4 译码器 88
3.4.5 数值比较器 96
3.5 组合逻辑电路中的竞争-冒险 98
3.5.1 产生竞争-冒险的原因 99
3.5.2 消除竞争-冒险的方法 100
3.6 用MSI芯片设计其他的组合逻辑电路 100
3.6.1 用集成数据选择器实现其他组合逻辑功能 101
3.6.2 用译码器实现多种组合逻辑功能 104
3.6.3 用全加器实现多种组合逻辑功能 106
3.7 组合逻辑电路综合应用例 108
习题3 110
第4章 锁存器和触发器 116
引言 116
4.1 概述 116
4.2 基本SR锁存器 116
4.2.1 用与非门构成的基本SR锁存器 117
4.2.2 用或非门构成的基本SR锁存器 119
4.2.3 集成基本SR锁存器 119
4.3 时钟触发器 121
4.3.1 门控SR锁存器 121
4.3.2 主从触发器 123
4.3.3 几种常用的边沿触发器 126
4.4 T触发器和T′触发器 134
4.4.1 T触发器 134
4.4.2 T′触发器 134
4.5 触发器应用举例 134
习题4 136
第5章 时序逻辑电路 142
引言 142
5.1 概述 142
5.2 时序逻辑电路的分析方法 143
5.2.1 分析时序逻辑电路的大致步骤 143
5.2.2 寄存器和移位寄存器 143
5.2.3 计数器 149
5.3 时序逻辑电路设计 166
5.3.1 3种设计方法 166
5.3.2 一般同步时序逻辑电路的设计方法 166
5.4 MSI时序逻辑器件的应用 177
5.4.1 MSI计数器芯片的应用 177
5.4.2 MSI寄存器芯片的应用 184
习题5 186
第6章 半导体存储器和可编程逻辑器件 193
引言 193
6.1 半导体存储器 193
6.1.1 半导体存储器的特点 193
6.1.2 半导体存储器的分类 193
6.1.3 半导体存储器的主要技术指标 194
6.2 随机存取存储器（RAM） 194
6.2.1 RAM的结构 194
6.2.2 RAM的存储单元 196
6.3 只读存储器（ROM） 199
6.3.1 ROM的结构 199
6.3.2 掩模式只读存储器（固定ROM） 200
6.3.3 可编程只读存储器（PROM） 202
6.3.4 可擦除可编程只读存储器（EPROM） 203
6.4 存储器容量的扩展 207
6.5 可编程逻辑器件（PLD） 209
6.5.1 PLD概述 209
6.5.2 可编程阵列逻辑（PAL） 212
6.5.3 通用阵列逻辑（GAL） 215
6.5.4 复杂可编程逻辑器件（CPLD） 220
6.5.5 现场可编程门阵列（FPGA） 225
6.5.6 在系统可编程逻辑器件（ISP-PLD） 232
6.5.7 可编程逻辑器件的开发技术简介 235
习题6 236
第7章 数-模与模-数转换器 238
引言 238
7.1 D-A转换器 238
7.1.1 D-A转换器及其主要参数 238
7.1.2 权电流型D-A转换器 240
7.1.3 倒T形电阻网络D-A转换器 240
7.1.4 模拟电子开关 241
7.2 A-D转换器 244
7.2.1 A-D转换的一般工作过程 244
7.2.2 并行比较型A-D转换器 246
7.2.3 逐次逼近型A-D转换器 248
7.2.4 双积分式A-D转换器 251
7.2.5 A-D转换器主要技术指标 253
7.2.6 集成A-D转换器及其应用 254
习题7 257
第8章 脉冲波形的产生与变换 260
引言 260
8.1 实际的矩形波电压及其参数 260
8.2 集成555定时器 261
8.2.1 集成555定时器简介 261
8.2.2 集成定时器CC7555的内部逻辑电路 261
8.2.3 CC7555的工作原理 262
8.3 施密特触发器 263
8.3.1 用555定时器构成施密特触发器 263
8.3.2 集成施密特触发器 265
8.3.3 用TTL门组成施密特触发器 266
8.4 单稳态触发器 268
8.4.1 555定时器构成单稳态触发器 269
8.4.2 集成单稳态触发器 271
8.4.3 用门电路组成的积分型单稳态触发器 273
8.5 多谐振荡器 275
8.5.1 555定时器构成多谐振荡器 275
8.5.2 石英晶体振荡器 278
8.6 脉冲信号产生与变换电路综合应用举例 280
习题8 286
第9章 数字电路虚拟实验与数字系统设计基础 291
引言 291
9.1 Multisim10.0使用方法简介 291
9.1.1 数字电路模拟用虚拟仪表介绍 291
9.1.2 放置元件的方法 296
9.1.3 连线操作 296
9.1.4 基本数字电路分析与设计举例 298
9.2 数字系统设计基础 305
9.2.1 用EDA设计数字系统的一般流程 306
9.2.2 硬件描述语言Verilog HDL简介 306
9.2.3 Verilog HDL的基本元素 307
9.2.4 Verilog HDL的语法结构 309
9.2.5 Verilog HDL描述数字逻辑电路例 317
9.2.6 用ModelSim软件仿真数字系统 321
习题9 325
附录 326
附录A 美国标准信息交换码（ASCII） 326
附录B 二进制数算术运算 326
B.1 二进制数加法 326
B.2 二进制数减法 327
B.3 二进制数乘法 327
B.4 二进制数除法 327
B.5 用带符号位的二进制数实现减法运算 327
B.5.1 带符号位的二进制数 327
B.5.2 补码的概念 327
B.5.3 二进制数的模2补码及减法运算 328
附录C 国内外常用逻辑符号对照表 328
附录D TTL和CNOS逻辑门电路主要技术参数 330
附录E 二进制逻辑单元图形符号简介（GB/T 4728.1 2—2008） 331
E.1 二进制逻辑单元图形符号的组成 331
E.1.1 方框 331
E.1.2 限定符号 331
E.2 逻辑状态及其约定 333
E.2.1 内部逻辑状态和外部逻辑状态 333
E.2.2 逻辑状态和逻辑电平之间的关系 334
附录F 国产半导体集成电路型号命名法（GB3430—1989） 334
F.1 型号的组成 335
F.2 示例 335
附录G 常用ADC和DAC芯片简介 336
附录H 电阻器型号、名称和标称系列 337
H.1 电阻器型号名称对照 337
H.2 电阻器（电位器）标称系列及其误差 338
部分习题答案 339
参考文献 343