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1 引论1

1.1 数字信号与数字电路1

1.2 典型数字系统——计算机的概述3

习题17

2 数字逻辑基础8

2.1 数制和码8

2.1.1 常用数制8

2.1.2 不同数制之间的相互转换10

2.1.3 二进制数的算术运算11

2.1.4 二进制数的逻辑运算13

2.1.5 二进制编码13

2.2 逻辑代数基础15

2.2.1 逻辑变量和基本逻辑运算15

2.2.2 逻辑代数的基本规则17

2.2.3 逻辑代数的基本定律和公式18

2.2.4 逻辑函数的表示方法19

2.2.5 真值表和函数表达式之间的互相转换20

2.2.6 函数表达式和逻辑图之间的互相转换21

2.2.7 逻辑函数的公式化简法22

2.2.8 逻辑函数的卡诺图化简法23

2.2.9 具有约束的逻辑函数的化简27

习题229

3 逻辑门33

3.1 数字电路基础33

3.1.1 半导体的基础知识33

3.1.2 半导体二极管36

3.1.3 半导体三极管40

3.1.4 绝缘栅型场效应管44

3.1.5 分立元件逻辑门电路举例47

3.2 TTL集成电路门49

3.2.1 TTL与非门49

3.2.2 集电极开路门（OC门）54

3.2.3 三态门（TS门）57

3.2.4 TTL集成电路系列简介59

3.3 CMOS门电路60

3.3.1 CMOS门举例60

3.3.2 CMOS传输门60

3.3.3 CMOS集成系列简介61

3.4 集成门电路使用中应注意的几个问题62

3.4.1 TTL逻辑电路的使用62

3.4.2 CMOS电路的操作保护措施62

3.4.3 CMOS与TTL电路接口62

习题364

4 组合逻辑电路69

4.1 组合逻辑电路的特点及逻辑功能表示方法69

4.2 组合逻辑电路的分析69

4.2.1 组合逻辑电路的分析方法69

4.2.2 MSI组合逻辑电路的分析方法70

4.3 组合逻辑电路的设计72

4.3.1 组合逻辑电路的实现方法72

4.3.2 组合逻辑电路设计的一般步骤72

4.4 常用组合逻辑电路73

4.4.1 数值比较器73

4.4.2 加法器74

4.4.3 数据选择器80

4.4.4 编码器82

4.4.5 译码器87

4.5 组合逻辑电路综合应用实例95

4.6 组合逻辑电路中的竞争冒险96

习题499

5 触发器101

5.1 基本RS触发器101

5.1.1 电路的组成和工作原理101

5.1.2 逻辑功能的描述102

5.2 触发器的逻辑功能分类及逻辑转换103

5.2.1 触发器的逻辑功能分类103

5.2.2 触发器的逻辑功能转换106

5.3 触发器的触发方式107

5.3.1 电平触发方式107

5.3.2 脉冲触发方式108

5.3.3 边沿触发方式108

5.4 触发器中其余端的处理110

5.4.1 异步端的使用110

5.4.2 多输入端的处理110

5.4.3 微机系统中应用的D锁存器111

5.4.4 常用集成触发器举例112

5.5 触发器的脉冲工作特性及主要参数113

5.5.1 触发器的脉冲工作特性113

5.5.2 触发器的主要参数113

习题5114

6 时序逻辑电路117

6.1 概述117

6.2 时序逻辑电路的分析方法118

6.3 计数器122

6.3.1 同步计数器122

6.3.2 异步计数器127

6.3.3 行波计数器129

6.3.4 集成计数器及其应用130

6.4 寄存器141

6.4.1 数据寄存器141

6.4.2 移位寄存器142

6.5 脉冲分配器151

6.5.1 计数器和译码器组成的脉冲分配器151

6.5.2 环形计数器作脉冲分配器152

6.6 同步时序逻辑电路的设计153

习题6157

7 半导体存储器161

7.1 半导体存储器的功能、分类和主要技术指标161

7.2 半导体只读存储器（ROM）162

7.2.1 ROM的功能特点、结构与分类162

7.2.2 固定（掩膜式）ROM163

7.2.3 可编程只读存储器（PROM）164

7.2.4 可擦除可编程只读存储器（EPROM）165

7.3 半导体随机存取存储器（RAM）170

7.3.1 RAM的功能、结构和工作原理170

7.3.2 典型RAM芯片173

7.3.3 IRAM175

7.3.4 内存条176

7.4 半导体存储器的应用简介176

7.4.1 容量扩展方法176

7.4.2 用ROM实现组合逻辑函数177

习题7178

8 可编程逻辑器件及其编程技术179

8.1 概述179

8.1.1 可编程逻辑器件（PLD）及EDA技术发展概况179

8.1.2 PLD器件的分类180

8.1.3 PLD的电路表示方法181

8.2 阵列型可编程逻辑器件182

8.2.1 简单PLD的类型和主要特点182

8.2.2 低密度阵列型PLD186

8.2.3 高密度阵列型PLD的基本结构187

8.3 单元型可编程逻辑器件（FPGA）190

8.3.1 FPGA的分类191

8.3.2 FPGA的基本结构191

8.4 可编程逻辑器件的编程设计195

8.4.1 低密度可编程逻辑器件的编程设计195

8.4.2 高密度可编程逻辑器件的编程设计196

8.4.3 常用的可编程逻辑器件开发系统简介199

8.5 VHDL硬件设计语言（VHDL）200

8.5.1 VHDL的组成200

8.5.2 VHDL常用语句204

习题8223

9 脉冲波形的产生与变换224

9.1 概述224

9.2 多谐振荡器226

9.2.1 用555定时器构成的多谐振荡器226

9.2.2 石英晶体振荡器229

9.2.3 由门电路构成的多谐振荡电路230

9.3 施密特触发器231

9.3.1 施密特触发器的功能与特性231

9.3.2 用555定时器构成的施密特触发器232

9.3.3 集成施密特触发器及其应用232

9.4 单稳态触发电路234

9.4.1 由门电路构成的单稳态触发电路234

9.4.2 由555定时器构成的单稳态触发电路235

9.4.3 用集成施密特触发器组成单稳态触发电路236

9.4.4 集成单稳态触发器的简介及其应用237

习题9239

10 数模转换器和模数转换器242

10.1 数模转换器（DAC）242

10.1.1 DAC的基本结构与工作原理242

10.1.2 DAC的主要技术指标246

10.1.3 DAC的应用247

10.2 模数转换器（ADC）249

10.2.1 ADC的工作过程249

10.2.2 ADC的常用类型与工作原理250

10.2.3 ADC的主要技术指标258

10.2.4 集成ADC简介及其应用258

10.3 DAC和ADC的应用261

10.3.1 ADC用于数据采集与控制系统261

10.3.2 DAC和ADC的选择264

习题10265

11 数字系统设计266

11.1 数字系统的基本概念266

11.1.1 数字系统的含义266

11.1.2 数字系统的组成266

11.1.3 数字系统的结构特点266

11.2 数字系统设计的一般方法267

11.2.1 数字系统的层次化设计267

11.2.2 数字系统设计的方法267

11.2.3 数字系统设计的一般过程268

11.3 简单数字系统的层次化设计法举例269

11.3.1 八人抢答器的电路设计269

11.3.2 电器设备定时开关机控制电路的设计277

11.4 数字系统的控制算法设计280

11.4.1 数字系统的控制算法常用工具280

11.4.2 数字系统的实现方法285

11.4.3 8位二进制数字密码锁系统的设计287

11.4.4 十字路口交通灯控制系统的设计（一）293

11.4.5 十字路口交通灯控制系统的设计（二）298

11.5 简易计算机的功能分析与电路设计301

11.5.1 简易计算机的功能分析与框图设计301

11.5.2 简易计算机控制器设计304

11.5.3 简易计算机部件逻辑图设计307

11.5.4 简易计算机的实现314

附录318

附录A MAX＋plus Ⅱ使用简介318

附录B 数字电路实验与课程设计331

附录C 实验用集成芯片管脚图350

部分习题参考答案353

参考文献357