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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1

1.1.2数字电路的特点2

1.1.3数字电路的分类与应用2

1.2数制与码制3

1.2.1常用数制及其相互转换3

1.2.2二进制正、负数的表示法6

1.2.3常用的编码8

1.3逻辑代数基础11

1.3.1逻辑代数中的三种基本运算11

1.3.2逻辑代数的基本公式14

1.3.3逻辑代数的基本定理15

1.4逻辑函数及其表示方法17

1.4.1逻辑函数的定义17

1.4.2逻辑函数的两种标准形式17

1.4.3逻辑函数的表示方法19

1.4.4逻辑函数形式间的相互变换23

1.5逻辑函数的化简方法26

1.5.1公式化简法26

1.5.2卡诺图化简法28

1.6具有无关项的逻辑函数的化简31

1.6.1无关项31

1.6.2无关项在逻辑函数化简中的应用32

本章小结33

习题34

第2章 门电路37

2.1概述37

2.2基本门电路38

2.2.1半导体二极管的开关特性38

2.2.2二极管与门、或门40

2.2.3半导体三极管的开关特性43

2.2.4三极管非门45

2.3 TTL门电路46

2.3.1 TTL反相器的电路结构和工作原理46

2.3.2 TTL反相器的特性47

2.3.3其他类型的TTL门电路52

2.4 CMOS门电路58

2.4.1 MOS管的开关特性58

2.4.2 CMOS反相器的电路结构和工作原理62

2.4.3 CMOS反相器的特性62

2.4.4其他类型的CMOS门电路66

2.5集成门电路的使用注意事项69

2.5.1 TTL门电路的使用注意事项69

2.5.2 CMOS门电路的使用注意事项70

2.5.3数字集成电路的接口71

本章小结72

习题73

第3章 组合逻辑电路78

3.1组合逻辑电路的特点78

3.2组合逻辑电路的分析方法和设计方法79

3.2.1组合逻辑电路的分析方法79

3.2.2组合逻辑电路的设计方法81

3.3常用的组合逻辑电路86

3.3.1编码器86

3.3.2译码器89

3.3.3数据选择器和数据分配器97

3.3.4加法器100

3.3.5数值比较器103

3.4用中规模集成电路（MSI）设计组合逻辑电路106

3.4.1用编码器设计组合逻辑电路106

3.4.2用译码器设计组合逻辑电路107

3.4.3用数据选择器设计组合逻辑电路110

3.4.4用加法器设计组合逻辑电路112

3.5组合逻辑电路中的竞争-冒险现象115

3.5.1竞争-冒险现象及其成因115

3.5.2消除竞争-冒险现象的方法117

本章小结118

习题119

第4章 触发器123

4.1概述123

4.2基本RS触发器124

4.2.1与非门组成的基本RS触发器124

4.2.2用或非门组成的基本RS触发器125

4.3同步触发器126

4.3.1同步RS触发器126

4.3.2同步D触发器127

4.3.3同步触发器的动作特点128

4.4主从触发器128

4.4.1主从RS触发器129

4.4.2主从JK触发器130

4.4.3主从触发器的动作特点131

4.5边沿触发器132

4.5.1维持-阻塞边沿D触发器132

4.5.2 CMOS主从结构的边沿触发器133

4.5.3边沿触发器的动作特点134

4.6触发器的逻辑功能及相互转换135

4.6.1触发器逻辑功能的分类135

4.6.2不同类型的触发器之间的转换138

4.7集成触发器139

4.7.1集成触发器举例139

4.7.2集成触发器的脉冲工作特性和主要指标141

本章小结143

习题143

第5章 时序逻辑电路150

5.1概述150

5.1.1时序逻辑电路的结构及特点150

5.1.2时序逻辑电路的分类151

5.2时序逻辑电路的分析方法151

5.2.1时序逻辑电路的一般分析方法151

5.2.2同步时序逻辑电路的分析举例152

5.2.3异步时序逻辑电路的分析举例154

5.3计数器155

5.3.1计数器的特点和分类155

5.3.2二进制计数器156

5.3.3十进制计数器162

5.3.4 N进制计数器167

5.4寄存器175

5.4.1寄存器的主要特点和分类175

5.4.2基本寄存器176

5.4.3移位寄存器178

5.4.4移位寄存器型计数器182

5.5顺序脉冲发生器183

5.5.1计数型顺序脉冲发生器183

5.5.2移位型顺序脉冲发生器184

5.5.3用MSI构成顺序脉冲发生器188

5.6时序逻辑电路的设计方法189

5.6.1同步时序逻辑电路的设计方法189

5.6.2异步时序逻辑电路的设计方法193

5.7时序逻辑电路中的竞争-冒险现象195

5.7.1竞争-冒险现象的成因195

5.7.2防止移位寄存器错移位的方法198

本章小结198

习题199

第6章 脉冲波形的产生与整形204

6.1 555定时器204

6.1.1 555定时器的电路结构205

6.1.2 555定时器的工作原理205

6.2施密特触发器206

6.2.1用555定时器构成的施密特触发器207

6.2.2用CMOS门电路构成的施密特触发器208

6.2.3集成施密特触发器210

6.2.4施密特触发器应用示例211

6.3多谐振荡器212

6.3.1用555定时器构成的多谐振荡器213

6.3.2用门电路构成的多谐振荡器电路215

6.3.3石英晶体多谐振荡器216

6.3.4多谐振荡器应用示例217

6.4单稳态触发器218

6.4.1用555定时器构成的单稳态触发器219

6.4.2用门电路构成的单稳态触发器220

6.4.3集成单稳态触发器221

6.4.4单稳态触发器应用224

本章小结226

习题226

第7章 存储器、复杂可编程器件和现场可编程门阵列232

7.1概述232

7.1.1半导体存储器的特点及分类232

7.1.2半导体存储器的技术指标233

7.2只读存储器233

7.2.1固定只读存储器（ROM）233

7.2.2可编程只读存储器（PROM）235

7.2.3可擦除可编程只读存储器236

7.2.4 ROM应用示例236

7.3随机存取RAM239

7.3.1静态RAM240

7.3.2动态RAM241

7.3.3集成RAM简介242

7.3.4 RAM的扩展242

7.4复杂可编程逻辑器件244

7.4.1 CPLD的结构244

7.4.2 CPLD编程简介247

7.5现场可编程门阵列248

7.5.1 FPGA中编程实现逻辑功能的基本原理248

7.5.2 FPGA的结构250

7.5.3 FPGA编程简介256

本章小结258

习题259

第8章 数/模和模/数转换262

8.1 D/A转换器263

8.1.1 D/A转换器的基本原理263

8.1.2二进制权电阻DAC263

8.1.3 R-2R倒T型电阻网络DAC264

8.1.4权电流型D/A转换器265

8.1.5集成DAC及其应用266

8.1.6 D/A转换器的主要技术指标269

8.2 A/D转换器270

8.2.1 A/D转换的一般步骤和取样定理270

8.2.2取样-保持电路272

8.2.3并行比较ADC273

8.2.4反馈比较式ADC275

8.2.5双积分ADC278

8.2.6集成ADC应用示例279

8.2.7 ADC的主要技术指标281

本章小结282

习题283

第9章 EDA技术及应用284

9.1概述284

9.1.1 EDA技术的含义284

9.1.2 EDA技术的发展历程285

9.1.3 EDA的工程设计流程286

9.2大规模可编程逻辑器件287

9.2.1可编程逻辑器件的发展及分类288

9.2.2 CPLD/FPGA结构及工作原理289

9.3 EDA工具软件291

9.3.1常见的EDA工具软件291

9.3.2 Quartus Ⅱ操作指南292

本章小结302

习题303

第10章 典型数字系统设计304

10.1数字系统概述304

10.1.1数字系统的组成304

10.1.2数字系统的设计方法305

10.2跑马灯设计310

10.2.1设计要求310

10.2.2电路状态转换310

10.2.3 Verilog HDL程序实现310

10.2.4仿真结果313

10.3数字频率计314

10.3.1设计要求314

10.3.2设计原理314

10.3.3设计方法314

10.3.4仿真结果317

本章小结317

习题317

参考文献318