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第1章 SSI逻辑电路3

1.1 逻辑系列的类型3

1.1.1 TTL工艺3

第一篇 数字集成电路组件特性及其应用3

1.1.2 CMOS工艺4

1.1.3 ECL工艺4

1.2 逻辑系列的特性5

1.2.1 典型门结构5

1.2.2 电压传输特性5

1.2.3 速度或传输延迟6

1.2.4 功耗8

1.2.5 抗扰度9

1.2.6 加载9

1.4 逻辑门11

1.4.1 与门11

1.3 手册的查阅11

1.3.2 电特性11

1.3.1 绝对最大额定值11

1.4.2 与非门14

1.4.3 或门14

1.4.4 或非门14

1.4.5 异或门14

1.4.6 同门14

1.4.7 非门15

1.4.8 与或门15

1.4.9 与或非门15

1.5.1 三态门与OC门16

1.5 SSI门16

1.5.2 SSI门综述17

1.6 锁存器和触发器18

1.6.1 D触发器20

1.6.2 JK触发器20

1.6.3 SSI触发器综述21

1.7 单稳态触发器22

1.7.1 非重复触发器22

1.7.2 重复触发器23

1.8 专用电路23

1.8.1 施密特触发器23

1.8.2 传输线驱动器24

1.8.3 电平移位器24

1.9 定时关系、扇入和扇出25

1.9.1 定时关系研究26

1.9.2 扇入、扇出限制28

1.10 利用SSI组件的设计30

1.10.1 设计过程30

1.10.2 组合电路设计举例32

1.10.3 时序电路设计举例34

1.11 器件选择表38

第2章 MSI逻辑电路45

2.1 引言45

2.1.1 MSI的历史45

2.1.2 MSI工艺45

2.1.3 命名和符号46

2.2.1 数据选择器48

2.1.4 MSI特点48

2.2 组合器件48

2.2.2 译码器55

2.2.3 编码器60

2.2.4 运算器70

2.3 时序电路92

2.3.1 锁存器92

2.3.2 寄存器95

2.3.3 计数器101

2.4 用MSI组件的设计107

2.4.1 一般系统设计准则108

2.4.2 简单可编程逻辑控制器的设计108

2.4.3 用MSI组件的探试法设计110

2.5 MSI选择表118

第3章 LSI逻辑电路121

3.1 引言121

3.2 以ROM为基础的逻辑电路设计122

3.2.1 多位二进制加法器的实现123

3.2.2 时标序列发生器125

3.2.3 字符发生器127

3.2.4 8位乘法器128

3.2.5 ROM的主要应用及其优点129

3.3 以RAM为基础的逻辑电路设计130

3.3.1 RAM组件介绍130

3.3.2 以RAM为基础的设计132

3.4 可编程逻辑器件135

4.1 引言137

第4章 定时器电路137

4.2 集成电路定时器的基本工作原理139

4.2.1 指数上升型定时器电路140

4.2.2 线性上升型定时器电路141

4.2.3 单循环定时器的性能极限141

4.2.4 定时器／计数器电路142

4.3.5 55定时器组件143

4.3.1 内部结构利分析143

4.3.2 单稳态工作方式144

4.3.3 无稳态工作方式145

4.4 其他单循环定时器146

4.4.1 320线性上升型定时器147

4.4.2 通用322/3905精确单稳态定时器149

4.4.3 556双定时器152

4.4.4 四定时器（NE558/NE559）153

4.4.5 355工业定时器154

4.5 微功耗定时器组件155

4.5.1 7555/7556CMOS定时器157

4.5.2 L555/L556低功耗定时器158

4.6 定时器／计数器组件159

4.6.1 2240二进制可编程定时器／计数器组件160

4.6.2 另外一些可编程定时器／计数器组件162

4.6.3 2242固定定时器／计数器组件164

4.7 定时器的应用165

4.7.1 事件定时、延时167

4.7.2 单稳态定时器的设计167

4.7.4 低功耗单稳态定时器168

4.7.3 抗噪声强的单稳态定时器168

4.7.5 长延时定时器169

4.7.6 时序定时器设计170

4.7.7 可编程定时器171

4.8 脉冲产生和整形应用172

4.8.1 脉冲分频与展宽172

4.8.2 脉宽调制174

4.9 振荡器或时钟发生器175

4.9.1 555型振荡器175

4.9.2 低功耗时钟振荡器176

4.9.3 10kHz方波振荡器176

4.9.4 超低频时钟振荡器、二进制数据伪随机模式产生器177

4.11 阶梯波信号发生器178

4.10 扫描信号发生器178

第二篇 可编程逻辑器件及其应用181

第5章 可编程逻辑器件基础181

5.1 可编程逻辑器件的基本分类181

5.1.1 可编程逻辑器件的集成度分类181

5.1.2 可编程逻辑器件的其他分类183

5.2 可编程逻辑器件的基本结构184

5.2.1 PLD电路的表示方法及有关符号184

5.2.2 与－或阵列185

5.2.3 宏单元187

5.3 可编程逻辑器件的基本资源188

5.3.1 功能单元188

5.3.2 输入－输出焊盘190

5.3.3 布线资源191

5.3.4 片内RAM192

5.4 可编程逻辑器件的编程元件194

5.4.1 熔丝型开关195

5.4.2 反熔丝型开关195

5.4.3 浮栅编程元件196

5.4.4 基于SRAM的编程元件199

5.5 可编程逻辑器件的测试技术200

5.5.1 边界扫描测试法概述200

5.5.2 JTAG边界扫描寄存器201

5.5.3 JTAGBST的操作控制203

5.6 可编程逻辑器件的设计开发206

5.6.1 可编程逻辑器件的设计流程206

5.6.2 可编程逻辑器件的开发环境208

5.7 可编程逻辑器件的硬件描述语言210

5.7.1 ABEL-HDL211

5.7.2 VerilogHDL215

5.7.3 VHDL217

5.7.4 VerilogHDL和VHDL的比较221

第6章 大规模可编程逻辑器件CPLD/FPGA223

6.1 Lattice公司的可编程逻辑器件223

6.1.1 ispLSI系列器件简介224

6.1.2 ispLSI1000系列器件226

6.1.3 ispLSI5000V系列器件237

6.1.4 Lattice在系统可编程器件的设计与编程242

6.2 Altera公司的可编程逻辑器件248

6.2.1 Altera公司的产品简介248

6.2.2 MAX7000系列的结构特点252

6.2.3 FLEX10K系列的结构特点259

6.2.4 Altera公司芯片的设计流程269

6.3 Xilinx公司的可编程逻辑器件278

6.3.1 Xilinx公司产品简介278

6.3.2 XC9500系列CPLD器件283

6.3.3 Spartan系列FPGA器件295

6.3.4 Xilinx可编程逻辑器件的设计309

第7章 可编程逻辑器件的设计实例317

7.1 可编程逻辑器件在数字系统中的应用317

7.1.1 2位十进制数字频率计设计317

7.1.2 正负脉宽数控调制信号发生器321

7.1.3 数字跑表325

7.1.4 乐曲演奏电路333

7.1.5 8位移位相加硬件乘法器337

7.1.6 十字路口红绿灯交通信号系统339

7.1.7 乒乓球游戏电路345

7.2 可编程逻辑器件在通信中的应用349

7.2.1 循环冗余编解码器349

7.2.2 4DPSK信号产生系统353

7.2.3 高速数字相关器358

7.3 可编程逻辑器件在数字信号处理中的应用360

7.3.1 快速加法器361

7.3.2 快速乘法器365

7.3.3 图像解码中IDCT变换的实现367

7.4 可编程逻辑器件在微机系统中的应用379

7.4.1 先进先出队列（FIFO）379

7.4.2 MCS-51单片机与CPLD接口逻辑381

7.4.3 高速A/D采样控制384

第三篇 实用数字电路设计391

第8章 键盘电路391

8.1 16个键的键盘与8080/8085微处理器的接口391

8.1.1 8212入／出接口介绍391

8.1.2 接口电路392

8.1.3 软件393

8.2 X-Y开关阵列394

8.3 BCD拇指旋转开关与微处理器的接口395

8.4 标准十六个按钮键盘编码器400

8.5 消抖动的键盘编码器400

8.6 十六个键7位键盘编码器401

8.7 ASCⅡ编码器的扫描编码电路402

8.8 通用键盘编码器403

8.9 90个键四种方式的键盘编码器405

8.10 简单的十六键扫描编码器406

8.11 2×8键阵列编码器408

8.12 8×8键阵列编码器409

8.13 键盘编码器组件410

第9章 控制器415

9.1 算法模型设计方法415

9.1.1 算法模型综述415

9.1.2 语言417

9.1.3 数据子系统和控制器420

9.2 消息显示系统控制器422

9.2.1 引言422

9.2.2 控制器的硬件实现425

9.2.3 ROM实现428

9.3.1 引言431

9.3 堆栈处理器控制器的微程序实现431

9.3.2 数据处理子系统434

9.3.3 控制子系统的微程序实现436

9.4 先入先出的（FIFO）存储器443

9.4.1 引言443

9.4.2 数据子系统445

9.4.3 控制子系统447

第10章 显示电路449

10.1 直接驱动液晶显示电路449

10.2 5位数荧光二极管显示451

10.3 31/2位数多路场效应液晶显示电路451

10.5 5位数发光二极管显示454

10.4 6位数荧光二极管显示454

10.6 多路发光二极管驱动器457

10.7 8位多路发光二极管驱动电路457

10.8 8位数多路发光二极管显示460

10.9 计算器用6位数多路发光二二极管显示461

10.10 6位数四功能计算器显示461

10.11 6位数计算器显示461

10.12 4位多路发光二极管显示电路464

10.13 64个字母、数字符号显示的驱动电路465

10.14 12位数TTL多路气体放电显示466

10.15 12位数多路气体放电显示468

16.16 7位数多路气体放电显示469

10.18 阴极射线示波器四通道转接器470

10.19 TSC7211AM/TSC7212AM显示驱动器与微处理器的接口470

10.17 4位数白炽灯显示470

10.19.1 与微处理器的接口输入473

10.19.2 微处理器总线接口473

10.20 TSC7211AM与液晶显示器的接口475

10.21 31/2位数多路BCD输出的模拟数字转换器与发光二极管点阵的接口476

10.22 利用TSC9404实现两位数串入的发光二极管显示478

10.23 TSC700A与TSC14433ADC接口，驱动31/2位发光二极管显示481

10.24 随机数产生及其显示483

10.25 时、分显示电路485

10.26 微处理器与显示电路的接口486

10.27 显示驱动器及显示电路设计实例490

10.27.1 VLED显示490

10.27.2 真空荧光显示（VF）494

16.27.3 AC等离子显示495

10.27.4 DC等离子显示500

10.28 器件选择表502

第11章 信号产生电路507

11.1 由门电路组成的单脉冲发生器507

11.2 由触发器组成的单脉冲发生器508

11.3 由专用芯片构成的单脉冲发生器508

11.4 选通脉冲串发生器511

11.5 短脉冲序列发生器511

11.6 两种基本类型的序列发生器513

11.7 8/16位串行码发生器514

11.8 串行数据的偶校验码发生器517

11.9 伪随机序列发生器518

11.10 通用伪随机序列发生器519

11.11 串行BCD码发生器521

11.12 巴克码序列发生器522

11.13 ROM控制的时序发生器523

11.14 可编程脉冲串发生器525

11.15 可数控脉宽的脉冲发生器527

11.16 采用频率合成法的脉冲信号源528

11.17 用555定时器构成的多种波形发生器529

11.18 由8038构成的多种波形发生器530

第12章 信号检测电路531

12.1 时序鉴别器531

12.2 用中规模组件实现的序列检测器532

12.3 8路逻辑检测电路533

12.4 典型的8位奇偶校验系统534

12.5 汉明校验系统536

12.6 第一信号鉴别电路537

12.7 数字最大值检出电路538

12.8 CMOS逻辑探头电路539

12.9 TTL逻辑探头电路540

12.10 音向式逻辑探头电路540

12.11 尖脉冲检测器541

12.12 高频脉冲检测器542

12.13 漏时钟检测电路544

12.14 低速率噪声检测器544

12.15 脉冲边沿检出电路545

12.16 简单的脉冲宽度鉴别器545

12.17 频率检测电路547

12.18 频率检出电路547

12.19 宽频带频率／相位比较器549

12.20 相位同步检测器550

12.21 相序检测器552

12.22 交流电源掉电检测器553

12.23 物体运动方向检测电路553

第13章 振荡器与时钟电路555

13.1 带RC延迟的TTL环形振荡器555

13.2 由TTL非门组成的简单振荡器556

13.3 由TTL门电路组成的晶体振荡器557

13.4 由CMOS非门构成的简单振荡器559

13.5 CMOS门电路组成的晶体振荡器560

13.6 ECL或／或非门组成的RC振荡器561

13.7 ECL门电路组成的高频晶体振荡器561

13.8 采用施密特触发器的多谐振荡器563

13.9 D触发器组成的RC振荡器565

13.10 单稳态触发器级联组成的振荡器566

13.11 单稳电路组成的频率和占空比独立可调振荡器567

13.12 占空比受启动脉宽控制的振荡器568

13.13 555定时器组成的基本振荡器569

13.14 555定时器组成的数控频率式振荡器571

13.15 程控频率利占空比的555振荡器573

13.16 由CD4007和CD4046构成的压控振荡器574

13.17 用CD4060构成的多频输出振荡器575

13.18 能与基准频率快速同步的压控振荡器576

13.19 二相无重叠时钟电路577

13.20 由基准时钟产生三相时钟的电路（一）579

13.21 由基准时钟产生三相时钟的电路（二）580

13.22 多路时序产生电路581

13.23 由移位寄存器构成的时序脉冲发生器583

13.24 占空比可变的多路时钟发生器585

13.25 混合式多路时钟发生器586

13.26 采用CMOS通用芯片的标准秒时钟电路587

13.27 采用专用芯片的标准秒时钟电路588

13.28 由MC14440构成的液晶显示手表电路590

第14章 模／数和数／模变换电路591

14.1 具有启停控制功能的A/D变换电路592

14.2 用MC14433构成的31/2位数字电压表594

14.3 使用MC14433构成的八通道数据采集系统598

14.4 用ADD3701构成的33/4位DVM/DPM电路599

14.5 用41/2位A/D变换器ICL7135构成的数字式电压表604

14.6 41/2位A/D变换器ICL7135与8031单片机的接口电路605

14.7 用ICL7135构成的二进制浮点数A/D变换电路608

14.8 8位A/D变换器ADC0809与微机的接口610

14.9 具有自适应功能的A/D电路616

14.10 使用ADC0820构成的高速A/D变换电路618

14.11 高速A/D变换器AD7574与微机的接口622

14.12 波形存储器中的高速A/D电路623

14.13 AD7571与微机的接口电路626

14.14 12位高速A/D变换器AD7572与微机的接口电路631

14.15 12位A/D变换器ADC1210与微机的接口电路632

14.16 7109型12位A/D变换器的应用电路635

14.17 12位变频式逐次逼近A/D变换电路647

14.18 12位高速A/D变换电路652

14.19 14位高速A/D变换器ADC1130的应用电路653

14.20 14位高速双极性A/D变换电路656

14.21 MM5330构成的A/D变换电路658

14.22 16位A/D变换器ADC1143与微机的接口电路659

14.23 分辨率扩展型A/D变换电路662

14.24 DAC0830系列8位D/A变换器的应用电路668

14.24.1 电压输出D/A变换电路669

14.24.2 程控增益放大器670

14.24.3 程控电流源671

14.24.4 与微机的接口电路672

14.24.5 8路共享D/A变换电路674

14.25 8位D/A变换器AD7523的应用电路675

14.25.1 电压输出D/A变换电路676

14.25.2 程控增益放大器677

14.25.3 程控幂函数产生器678

14.25.4 与微机的接口电路679

14.26.1 单极性电压输出D/A变换电路680

14.26 DAC1020系列10位D/A变换器的应用电路680

14.26.2 乘法器电路681

14.26.3 程控增益放大器682

14.27.1 位双缓冲D/A变换器AD7522的应用电路683

14.27.1 双极性D/A变换电路684

14.27.2 AD7522的并入数据控制电路686

14.28 DAC1208系列12位D/A变换器的应用电路686

14.28.1 电压输出D/A变换电路687

14.28.2 采用复合放大器的快速D/A变换电路689

14.28.3 高压功率型D/A变换电路689

14.28.4 程控阶梯波发生器690

14.28.5 与微机的接口电路691

14.29 12位串入D/A变换器AD7543的应用电路693

14.29.1 电压输出D/A变换电路694

14.29.2 与微机的接口电路695

14.30 12位CMOSD/A变换器AD7545的应用电路697

14.30.1 电压输出D/A变换电路697

14.30.2 与微机的接口电路699

14.31 12位高速D/A变换器AD565A的应用电路700

14.31.1 电压输出D/A变换电路701

14.31.2 与微机的接口电路702

14.32 12位D/A变换器DAC-12的应用电路703

14.32.1 单极性电压输出D/A变换电路704

14.32.2 双极性电压输出D/A变换电路705

14.33 31/2位十进制数BCD码D/A变换器AD7525的应用电路706

14.33.1 程控增益放大器707

14.33.2 开关型电压分配器707

14.34 16位扩展型D/A变换电路708

14.33.3 精密电阻测量电路708

第15章 码变换电路711

15.1 8421BCD码／余3码变换电路712

15.2 余3码／8421BCD码变换电路712

15.3 8421BCD码／5421BCD码变换电路713

15.4 5421BCD码／8421BCD码变换电路713

15.5 8421BCD码／2421BCD码变换电路715

15.6 2421BCD码／8421BCD码变换电路715

15.7 8421BCD码／4221BCD码变换电路716

15.8 4221BCD码／8421BCD码变换电路717

15.9 8421BCD码／5121BCD码变换电路717

15.10 5121BCD码／8421BCD码变换电路719

15.11 8421BCD码／余3循环码变换电路720

15.12 余3循环码／8421BCD码变换电路722

15.14 余3码／5421BCD码变换电路723

15.13 5421BCD码／余3码变换电路723

15.15 十六进制数／ASCⅡ码变换电路724

15.16 ASCⅡ码／十六进制数变换电路725

15.17 一片74184构成的BCD码／6位二进制数变换电路726

15.18 一片7483加法器构成的BCD码／6位二进制数变换电路728

15.19 2位十进制数BCD码／7位二进制数变换电路729

15.20 3位十进制数BCD码／10位二进制数变换电路732

15.21 4位十进制数BCD码／14位二进制数变换电路739

15.22 4位二进制数／BCD码变换电路743

15.23 6位二进制数／BCD码变换电路744

15.24 8位二进制数／BCD码变换电路745

15.25 9位二进制数／BCD码变换电路747

1.5.26 12位二进制数／BCD码变换电路747

15.27 16位二进制数／BCD码变换电路748

15.28 利用SN74S485组成的多位二时制数／BCD码变换电路749

15.29 格雷码／二进制数变换电路753

15.30 7位串行码／并行码变换电路755

15.31 8位串行码／并行码变换电路755

15.32 16位串行码／并行码变换电路757

15.33 7位并行码／串行码变换电路758

15.34 8位并行码／串行码变换电路759

15.35 16位并行码／串行码变换电路761

15.36 单极性不归零码／单极性归零码变换电路761

15.37 单极性不归零绝对码／相对码变换电路763

附录A TTL器件国内外同类产品型号对照表767

附录B CMOS集成电路国内、外同类产品型号对照表①799

参考文献805