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第1章 逻辑代数基础1

1.1数字逻辑电路概述1

1.1.1数字信号和数字电路1

1.1.2数字电路的特点1

1.1.3数字电路的分类2

1.2数制2

1.2.1十进制2

1.2.2二进制3

1.2.3八进制和十六进制3

1.2.4各种数制之间的转换3

1.3码制与编码6

1.3.1原码、反码和补码7

1.3.2二—十进制码（BCD码）7

1.3.3 ASCII码8

1.4逻辑代数9

1.4.1逻辑变量和逻辑函数概念9

1.4.2三种基本逻辑及其运算9

1.4.3复合逻辑运算12

1.5逻辑代数的基本公式和定理15

1.5.1逻辑代数的基本公式15

1.5.2基本定律15

1.5.3逻辑代数的三个基本定理17

1.5.4异或运算的公式18

1.6逻辑函数及其表示方法18

1.6.1逻辑函数的几种表示方法19

1.6.2逻辑函数式的两种标准形式22

1.7逻辑函数的化简26

1.7.1公式化简法26

1.7.2图形化简法28

1.7.3具有无关项的逻辑函数及其化简32

第1章小结33

第1章习题34

第2章 门电路38

2.1半导体二极管、三极管和MOS管的开关特性38

2.1.1半导体二级管的开关特性38

2.1.2半导体三极管的开关特性40

2.1.3 MOS管的开关特性42

2.2分立元件门电路45

2.3 TTL集成门电路49

2.3.1数字集成电路的分类49

2.3.2 TTL与非门50

2.3.3其他类型的TTL门电路58

2.3.4其他系列的TTL电路64

2.4其他类型的双极型数字集成电路68

2.4.1 ECL门电路68

2.4.2 I2L门电路69

2.5 CMOS集成门电路71

2.5.1 CMOS反相器71

2.5.2 CMOS门电路75

2.5.3 CMOS门电路使用注意事项80

2.6 TTL电路与CMOS门电路之间的连接80

2.6.1 TTL电路驱动CMOS电路81

2.6.2 CMOS电路驱动TTL电路82

第2章小结83

第2章习题83

第3章 组合逻辑电路89

3.1组合逻辑电路简介89

3.1.1组合逻辑电路的特点89

3.1.2组合逻辑电路的功能描述89

3.2组合逻辑电路的分析与设计90

3.2.1组合逻辑电路的分析方法90

3.2.2组合逻辑电路的设计方法91

3.3常用组合逻辑电路94

3.3.1编码器95

3.3.2译码器100

3.3.3数据选择器和数据分配器107

3.3.4加法器111

3.3.5数值比较器114

3.4用中规模集成电路（MSI）设计组合逻辑电路117

3.4.1用数据选择器设计组合逻辑电路117

3.4.2用译码器设计组合逻辑电路119

3.4.3用加法器设计码转换器120

3.5组合逻辑电路中的竞争—冒险120

3.5.1竞争-冒险的概念及其成因120

3.5.2检查竞争-冒险的方法121

3.5.3消除竞争一冒险的方法122

第3章小结124

第3章习题124

第4章 触发器130

4.1概述130

4.2基本RS触发器130

4.2.1与非型基本RS触发器130

4.2.2或非型基本RS触发器133

4.3同步触发器134

4.3.1同步RS触发器134

4.3.2同步D触发器137

4.3.3同步JK触发器138

4.3.4同步T触发器和同步T触发器140

4.3.5同步触发器的动作特点141

4.4主从型触发器142

4.4.1主从型RS触发器142

4.4.2主从型D触发器144

4.4.3主从型JK触发器145

4.5边沿触发器148

4.5.1维持阻塞型D触发器148

4.5.2边沿JK触发器151

4.5.3 CMOS传输门构成的触发器153

4.6触发器的逻辑功能及其描述方法154

4.6.1触发器逻辑功能的分类154

4.6.2触发器的电路结构和逻辑功能的关系154

4.6.3不同类型触发器之间的转换155

4.7触发器的动态参数157

第4章小结159

第4章习题159

第5章 时序逻辑电路分析与设计165

5.1时序逻辑电路概述165

5.1.1时序逻辑电路的特点165

5.1.2时序逻辑电路的分类166

5.1.3时序逻辑电路的功能描述167

5.2时序逻辑电路的分析169

5.2.1同步时序逻辑电路的分析169

5.2.2异步时序逻辑电路的分析170

5.3若干常用时序逻辑电路172

5.3.1寄存器和移位寄存器172

5.3.2计数器175

5.3.3序列信号发生器179

5.3.4常用集成时序逻辑器件及其应用180

5.4同步时序电路的设计方法192

5.4.1建立原始状态图和原始状态表192

5.4.2状态化简194

5.4.3状态分配196

5.4.4同步时序逻辑电路的设计举例197

5.5异步时序逻辑电路的设计202

第5章小结205

第5章习题206

第6章 脉冲波形的产生和整形210

6.1概述210

6.1.1脉冲产生电路和整形电路的特点210

6.1.2脉冲电路的基本分析方法210

6.2多谐振荡器211

6.2.1环形振荡器211

6.2.2石英晶体振荡器214

6.2.3多谐振荡器的应用215

6.3单稳态触发器216

6.3.1门电路构成的单稳态触发器216

6.3.2集成单稳态触发器220

6.3.3单稳态触发器的应用223

6.4施密特触发器224

6.4.1门电路构成的施密特触发器225

6.4.2集成施密特触发器226

6.4.3施密特触发器的应用226

6.5集成函数信号发生器228

6.5.1集成函数发生器ICL8038228

6.5.2高频精密函数波形发生器MAX038230

第6章小结232

第6章习题233

第7章 半导体存储器和可编程逻辑器件234

7.1概述234

7.2可编程逻辑器件的表示方法和基本结构236

7.2.1可编程逻辑器件的表示方法236

7.2.2可编程逻辑器件的基本结构238

7.3只读存储器241

7.3.1只读存储器的基本结构和原理241

7.3.2可编程只读存储器246

7.3.3可擦除可编程只读存储器248

7.4随机存取内存251

7.4.1静态随机内存251

7.4.2动态随机内存253

7.4.3内存容量的扩展254

7.5初级可编程逻辑器件255

7.5.1可编程逻辑数组255

7.5.2可编程数组逻辑256

7.5.3通用数组逻辑260

7.5.4初级可编程逻辑器件的应用267

7.6现场可编程门阵列275

7.6.1可编程逻辑块276

7.6.2可编程输入/输出块278

7.6.3可编程内部连线278

7.6.4编程数据280

7.7复杂可编程逻辑器件280

7.7.1嵌入式阵列块281

7.7.2逻辑单元与逻辑阵列块283

7.7.3快速通道286

7.7.4 I/O单元288

7.7.5 FPGA与CPLD比较289

7.7.6 FPGA/CPLD进行电路设计的一般流程290

第7章小结292

第7章习题292

第8章 数字系统设计294

8.1数字系统设计概述294

8.1.1数字系统定义294

8.1.2数字系统设计的一般过程295

8.1.3数字系统的总体方案与逻辑划分296

8.1.4数据子系统的构造方法299

8.2控制子系统的设计工具302

8.2.1 ASM图302

8.2.2分组-按序算法语言306

8.3控制子系统的实现方法310

8.3.1硬件控制器的实现方法310

8.3.2微程序控制器的实现方法313

8.4数字系统设计举例315

第8章小结321

第8章习题321

第9章EDA及硬件描述语言初步323

9.1EDA概述323

9.1.1 EDA的发展概况323

9.1.2 EDA设计语言325

9.1.3 EDA开发工具326

9.1.4 EDA设计方法327

9.2硬件描述语言VHDL初步329

9.2.1 VHDL源程序的基本结构329

9.2.2 VHDL的基本语法333

9.2.3 VHDL的主要描述语句337

9.3 VHDL设计实例343

9.3.1组合电路设计343

9.3.2时序逻辑电路设计344

第9章小结346

第9章习题346

第10章数/模和模/数转换347

10.1概述347

10.2 D/A转换器347

10.2.1 D/A转换器的基本工作原理347

10.2.2权电阻网络D/A转换器348

10.2.3倒T型电阻网络D/A转换器349

10.2.4权电流型D/A转换器350

10.2.5 D/A转换器的主要技术指标351

10.3 A/D转换器353

10.3.1 A/D转换器的基本工作原理353

10.3.2 A/D转换器的主要电路类型356

10.3.3 A/D转换器的主要技术指标362

10.3.4集成ADC芯片简介362

第10章小结365

第10章习题365

参考文献366