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第1章 数制与码制1

1.1 模拟信号与数字信号1

1.1.1 模拟信号1

1.1.2 数字信号2

1.2 进位计数制2

1.2.1 数制的概念2

1.2.2 十进制数3

1.2.3 二进制数3

1.2.4 八进制数4

1.2.5 十六进制数4

1.3 数制的转换5

1.3.1 非十进制转换成十进制5

1.3.2 十进制转换成非十进制5

1.3.3 非十进制之间的转换6

1.4 原码、反码和补码8

1.5 码制10

1.5.1 BCD码10

1.5.2 可靠性编码12

1.5.3 字符代码13

1.6 实践案例——ASCII码的应用14

小结14

思考题与习题15

第2章 逻辑代数16

2.1 逻辑代数基础知识16

2.1.1 逻辑代数的运算16

2.1.2 逻辑代数的基本公式和定律20

2.1.3 逻辑代数的3个基本定理21

2.2 逻辑函数及其表示方法22

2.2.1 逻辑函数22

2.2.2 逻辑函数的表示方法22

2.2.3 逻辑函数的两种标准形式23

2.3 逻辑函数的公式化简法26

2.3.1 逻辑函数的最简形式26

2.3.2 公式化简法27

2.4 逻辑函数的卡诺图化简法28

2.4.1 逻辑函数的卡诺图表示法28

2.4.2 利用卡诺图化简逻辑函数29

2.4.3 具有无关项的逻辑函数化简32

2.5 实践案例——原料传输系统33

小结34

思考题与习题34

第3章 逻辑门电路37

3.1 半导体器件的开关特性37

3.1.1 二极管的开关特性37

3.1.2 晶体管的开关特性39

3.1.3 MOS管的开关特性41

3.2 分立元器件门电路42

3.2.1 二极管与门42

3.2.2 二极管或门43

3.2.3 晶体管非门43

3.3 TTL集成逻辑门44

3.3.1 TTL与非门的结构和工作原理44

3.3.2 TTL与非门的电气特性与主要参数45

3.3.3 其他逻辑功能的TTL门电路49

3.3.4 TTL集电极开路门和三态逻辑门51

3.3.5 TTL门电路的使用规则53

3.4 C MOS集成逻辑门54

3.4.1 CMOS逻辑电路特点55

3.4.2 CMOS传输门57

3.4.3 CMOS漏极开路门与CMOS三态逻辑门58

3.4.4 CMOS门电路的使用规则59

3.5 实践案例——水位告警器59

小结60

思考题与习题60

第4章 组合逻辑电路63

4.1 组合逻辑电路概述63

4.2 组合逻辑电路的分析64

4.3 组合逻辑电路的设计67

4.4 常用中规模组合逻辑电路70

4.4.1 编码器70

4.4.2 译码器74

4.4.3 数据选择器79

4.4.4 数据分配器83

4.4.5 加法器84

4.4.6 数值比较器91

4.4.7 74、CD系列芯片性能比较93

4.5 竞争与冒险94

4.5.1 基本概念94

4.5.2 冒险的判别方法96

4.5.3 竞争冒险的消除方法96

4.6 实践案例——血型匹配功能电路98

小结100

思考题与习题101

第5章 触发器105

5.1 概述105

5.2 基本SR触发器106

5.3 电平触发的触发器107

5.3.1 电平触发的SR触发器107

5.3.2 电平触发的D触发器108

5.4 脉冲触发的触发器110

5.4.1 主从SR触发器110

5.4.2 主从JK触发器111

5.5 边沿触发的触发器113

5.5.1 边沿D触发器113

5.5.2 维持阻塞触发器114

5.6 触发器的逻辑功能115

5.6.1 SR触发器的逻辑功能115

5.6.2 JK触发器的逻辑功能116

5.6.3 D触发器的逻辑功能117

5.6.4 T触发器的逻辑功能118

5.6.5 T′触发器的逻辑功能118

5.7 触发器逻辑功能的转换119

5.8 触发器的电气特性120

5.8.1 静态特性120

5.8.2 动态特性121

5.9 实践案例——并行数据存储电路122

小结123

思考题与习题123

第6章 时序逻辑电路125

6.1 时序逻辑电路的基本概念125

6.1.1 时序逻辑电路的分类125

6.1.2 时序逻辑电路的基本结构和描述方法126

6.2 时序逻辑电路的分析方法127

6.2.1 同步时序逻辑电路的分析方法127

6.2.2 异步时序逻辑电路的分析方法131

6.3 寄存器133

6.3.1 寄存器和移位寄存器的结构组成及原理133

6.3.2 移位寄存器及其应用136

6.4 计数器140

6.4.1 概述140

6.4.2 同步计数器结构组成及原理141

6.4.3 异步计数器结构组成及原理146

6.4.4 集成计数器及其应用148

6.5 同步时序逻辑电路的设计方法156

6.5.1 时序逻辑电路设计的基本任务157

6.5.2 时序逻辑电路的设计步骤157

6.6 用中规模集成电路设计时序逻辑电路162

6.6.1 用移位寄存器设计162

6.6.2 用计数器设计164

6.7 实践案例——病房呼叫系统165

小结166

思考题与习题167

第7章 脉冲产生和整形电路170

7.1 多谐振荡器170

7.1.1 门电路构成的多谐振荡器170

7.1.2 石英晶体多谐振荡器171

7.2 单稳态电路172

7.2.1 门电路构成的微分型单稳态电路172

7.2.2 集成单稳态触发器173

7.2.3 单稳态电路的应用174

7.3 施密特电路175

7.3.1 门电路构成的施密特电路175

7.3.2 施密特电路的应用176

7.4 555定时器及其应用178

7.4.1 电路组成及工作原理178

7.4.2 555定时器构成的多谐振荡器179

7.4.3 555定时器构成单稳态电路180

7.4.4 555定时器构成的施密特电路181

7.5 实践案例——简易电子琴182

小结183

思考题与习题183

第8章 半导体存储器186

8.1 概述186

8.2 ROM187

8.2.1 掩模ROM187

8.2.2 可编程ROM188

8.3 RAM189

8.3.1 SRAM189

8.3.2 DRAM191

8.4 存储器容量的扩展192

8.5 实践案例——存储器在计算机系统中的应用194

小结195

思考题与习题195

第9章 可编程逻辑器件197

9.1 可编程逻辑器件197

9.1.1 PLD分类197

9.1.2 PLD基本结构198

9.1.3 PLD基本原理198

9.2 高密度可编程逻辑器件199

9.2.1 复杂可编程逻辑器件CPLD200

9.2.2 现场可编程门阵列202

9.2.3 基于芯片的设计方法203

9.3 硬件描述语言204

9.4 实践案例——采用VHDL设计的触发器206

小结207

思考题与习题207

第10章 A/D与D/A转换208

10.1 ADC208

10.1.1 ADC的组成208

10.1.2 常见的ADC电路209

10.1.3 ADC的主要技术参数214

10.2 DAC214

10.2.1 DAC的转换特性214

10.2.2 常见的DAC电路215

10.2.3 DAC的主要技术参数218

10.3 实践案例——数控直流稳压电源218

小结219

思考题与习题219

第11章 数字电路综合案例221

11.1 概述221

11.2 设计任务和要求221

11.3 系统总体方案222

11.4 设计可选元器件222

11.5 设计方案分析223

小结228

思考题与习题228

附录A 逻辑符号对照表229

附录B 常见数字电路芯片引脚230

思考题与习题参考答案237

参考文献245