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第1章 数字电路理论基础1

1.1 数制与编码1

1.1.1 十进制数1

1.1.2 二进制数1

1.1.3 十六进制数3

1.1.4 数制转换4

1.1.5 有符号数的表示方法6

1.1.6 十进制数的二进制编码8

1.1.7 格雷码9

1.2 二进制逻辑变量的电压表示10

1.2.1 用电压表示二进制逻辑变量10

1.2.2 正逻辑与负逻辑10

1.3 基本逻辑运算和基本逻辑门11

1.3.1 逻辑变量和逻辑函数11

1.3.2 与运算及与门11

1.3.3 或运算及或门12

1.3.4 非运算及非门13

1.3.5 复合逻辑及复合逻辑门13

1.3.6 逻辑门符号16

1.4 逻辑代数的基本定律及规则17

1.4.1 逻辑代数的基本定律17

1.4.2 逻辑代数的基本规则17

1.5 逻辑函数的化简19

1.5.1 逻辑函数的表示形式19

1.5.2 逻辑函数的化简方法22

本章小结26

思考题26

习题27

第2章 逻辑门电路28

2.1 半导体二极管门电路28

2.1.1 二极管的开关特性28

2.1.2 二极管门电路29

2.2 半导体三极管门电路31

2.2.1 三极管的开关特性31

2.2.2 三极管反相器33

2.3 TTL集成门电路34

2.3.1 TTL逻辑门35

2.3.2 CMOS逻辑门44

2.3.3 集成逻辑门的使用知识50

本章小结53

思考题54

习题54

第3章 组合逻辑电路56

3.1 组合逻辑电路概述56

3.1.1 组合逻辑电路的特点56

3.1.2 组合逻辑电路的逻辑功能概述56

3.1.3 组合逻辑电路的类型、研究方法和任务57

3.2 组合逻辑电路的分析57

3.2.1 组合逻辑电路的分析步骤57

3.2.2 组合逻辑电路的分析举例57

3.3 组合逻辑电路的设计59

3.3.1 组合逻辑电路的设计步骤60

3.3.2 组合逻辑电路的设计举例60

3.4 常用MSI组合逻辑电路及其应用67

3.4.1 编码器67

3.4.2 译码器74

3.4.3 数据选择器86

3.4.4 数值比较器92

3.4.5 加法器94

3.4.6 奇偶产生器/校验器100

3.5 组合逻辑电路综合应用102

3.5.1 简单投票系统102

3.5.2 动态扫描显示电路103

3.5.3 点阵显示控制电路105

3.5.4 简单数据传输系统与检错电路106

3.6 组合逻辑电路的竞争与冒险现象107

3.6.1 竞争与冒险的概念及其产生的原因107

3.6.2 消除竞争与冒险的方法109

本章小结111

思考题111

习题112

第4章 触发器115

4.1 基本触发器115

4.2 同步触发器117

4.2.1 同步RS触发器117

4.2.2 同步JK触发器119

4.2.3 同步D触发器120

4.2.4 同步T触发器121

4.3 边沿触发器122

4.3.1 主－从JK触发器122

4.3.2 主－从D触发器123

4.3.3 维持－阻塞D触发器124

4.4 不同触发器之间逻辑功能的转换126

4.4.1 D触发器构成JK触发器126

4.4.2 JK触发器构成D触发器127

4.4.3 D触发器构成T触发器127

本章小结128

思考题128

习题128

第5章 时序逻辑电路132

5.1 时序逻辑电路的基本概念132

5.1.1 时序逻辑电路的一般模型132

5.1.2 时序逻辑电路的功能描述方法133

5.2 时序逻辑电路的分析134

5.2.1 同步时序逻辑电路的分析134

5.2.2 异步时序逻辑电路的分析138

5.3 时序逻辑电路的设计140

5.3.1 同步时序逻辑电路的设计140

5.3.2 异步时序逻辑电路的设计144

5.4 寄存器147

5.4.1 数码寄存器147

5.4.2 移位寄存器147

5.5 计数器151

5.5.1 异步二进制加法计数器151

5.5.2 同步二－十进制加法计数器153

5.5.3 集成计数器154

本章小结157

思考题158

习题158

第6章 存储器和可编程逻辑器件162

6.1 只读存储器162

6.1.1 ROM基本结构162

6.1.2 译码与存储阵列164

6.1.3 可编程ROM165

6.1.4 ROM应用举例166

6.2 随机存储器168

6.2.1 RAM的结构和工作原理168

6.2.2 存储容量的扩展171

6.3 简单可编程器件173

6.3.1 可编程器件简介173

6.3.2 PLD的结构和表示方法175

6.3.3 PLD分类及设计举例177

6.4 CPLD178

6.4.1 CPLD的结构框图179

6.4.2 CPLD的组成部分179

6.5 FPGA181

6.5.1 查找表结构基本原理181

6.5.2 FPGA结构简介182

本章小结185

思考题186

习题186

第7章 脉冲波形的产生与整形电路190

7.1 概述190

7.1.1 理想的矩形脉冲波形190

7.1.2 实际的矩形脉冲波形190

7.2 555定时器191

7.2.1 555定时器的简介191

7.2.2 555定时器的特点192

7.2.3 555定时器的电路结构与工作原理192

7.2.4 555定时器电路的应用194

7.3 单稳态触发器195

7.3.1 单稳态触发器的工作特.点195

7.3.2 单稳态触发器的分类195

7.3.3 555定时器构成单稳态触发器195

7.3.4 单稳态触发器的应用196

7.4 多谐振荡器198

7.4.1 多谐振荡器的结构特点198

7.4.2 多谐振荡器的分类198

7.4.3 由555定时器组成的多谐振荡器199

7.5 施密特触发器200

7.5.1 施密特触发器的特点200

7.5.2 由555定时器组成的施密特触发器201

7.5.3 施密特触发器的应用201

7.6 实例电路分析203

7.6.1 多用途延迟开关电源插座203

7.6.2 基于555定时器及CD4017计数器的跑马灯204

7.6.3 555触摸定时开关206

7.6.4 相片曝光定时器207

7.6.5 单电源变双电源电路208

7.6.6 简易催眠器208

7.6.7 电热毯温控器208

本章小结209

思考题210

习题210

第8章 数/模及模/数转换技术212

8.1 数/模转换器212

8.1.1 DAC的基本原理212

8.1.2 电压型DAC214

8.1.3 电流型DAC216

8.1.4 集成DAC217

8.1.5 DAC的性能指标220

8.2 模/数转换器221

8.2.1 A/D转换的概述221

8.2.2 A/D转换的基本原理221

8.2.3 逐次渐近型ADC223

8.2.4 双积分型ADC224

8.2.5 并行比较型ADC226

8.2.6 ADC的主要技术指标227

8.2.7 ADC0809227

本章小结230

思考题230

习题231

附录A EDA技术232

A.1 EDA技术概述232

A.2 EDA技术及其发展232

A.2.1 电子CAD阶段233

A.2.2 电子CAE阶段233

A.2.3 EDA阶段233

A.3 数字设计的流程234

A.3.1 设计输入235

A.3.2 综合236

A.3.3 适配（布线布局）236

A.3.4 仿真237

A.3.5 编程配置237

A.4 常用的EDA软件工具238

附录B Quartus Prime 17.1.0软件使用简介239

B.1 创建新工程239

B.2 建立Verilog HDL文件244

B.3 引脚配置245

B.4 项目编译及结果分析247

B.5 下载编程248

附录C Verilog HDL设计初步249

C.1 Verilog HDL简介249

C.1.1 Verilog HDL的发展经历249

C.1.2 Verilog HDL的特点250

C.2 Verilog HDL模块的基本结构250

C.3 Verilog HDL的语言要素252

C.3.1 基本语法定义252

C.3.2 数据类型257

C.4 Verilog HDL的行为语句260

C.4.1 过程语句261

C.4.2 块语句263

C.4.3 赋值语句264

C.4.4 条件语句266

C.4.5 循环语句269

C.4.6 编译指示语句270

C.5 Verilog HDL设计的层次与风格271

C.5.1 Verilog HDL设计的层次271

C.5.2 结构描述271

C.5.3 行为描述276

C.5.4 数据流描述277

C.5.5 分层次结构电路的设计278

附录D 部分习题参考答案281

参考文献285