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绪论1

上篇 理论篇5

第1章 逻辑代数基础5

1.1 数制与编码5

1.1.1 数制5

1.1.2 数制转换6

1.1.3 编码8

1.2 基本概念、公式和定理12

1.2.1 三种基本逻辑关系12

1.2.2 基本公式、定理和常用规则17

1.3 逻辑函数的化简20

1.3.1 逻辑函数的标准与或式和最简式20

1.3.2 逻辑函数的公式化简法23

1.3.3 逻辑函数的图形化简法24

1.3.4 具有无关项的逻辑函数的化简29

1.4 逻辑函数的表示方法及相互转换31

1.4.1 几种逻辑函数的表示方法31

1.4.2 逻辑函数几种表示方法之间的转换33

本章小结36

思考题与习题37

第2章 集成逻辑门电路41

2.1 半导体器件的开关特性41

2.1.1 半导体二极管的开关特性41

2.1.2 双极型三极管的开关特性43

2.1.3 场效应管的开关特性45

2.2 分立元器件门电路46

2.2.1 与门电路47

2.2.2 或门电路48

2.2.3 非门电路48

2.2.4 正逻辑和负逻辑50

2.3 TTL集成门电路51

2.3.1 TTL与非门51

2.3.2 其他类型的TTL门电路54

2.3.3 TTL集成逻辑门的使用59

2.4 CMOS集成门电路60

2.4.1 CMOS反相器60

2.4.2 其他类型的CMOS逻辑门电路61

2.4.3 CMOS电路的特点和使用64

本章小结66

思考题与习题66

第3章 组合逻辑电路71

3.1 概述71

3.1.1 组合逻辑电路的分析72

3.1.2 组合逻辑电路的设计73

3.1.3 组合逻辑电路设计举例75

3.2 编码器和译码器78

3.2.1 编码器78

3.2.2 编码器的用法83

3.2.3 译码器84

3.2.4 译码器的用法91

3.3 加法器和数值比较器94

3.3.1 加法器94

3.3.2 加法器的用法95

3.3.3 数值比较器97

3.3.4 数值比较器的用法99

3.4 数据选择器和数据分配器99

3.4.1 数据选择器99

3.4.2 数据选择器的用法100

3.4.3 数据分配器103

3.4.4 数据分配器的用法104

3.5 组合逻辑电路中的竞争冒险105

3.5.1 竞争冒险的概念及产生的原因105

3.5.2 竞争冒险的识别与消除方法105

本章小结106

思考题与习题107

第4章 集成触发器110

4.1 基本RS触发器110

4.1.1 概述110

4.1.2 基本RS触发器110

4.1.3 集成基本触发器114

4.2 时钟触发器116

4.2.1 同步RS触发器116

4.2.2 主从CMOS边沿D触发器CC4013119

4.2.3 维持阻塞D触发器（74LS74）120

4.2.4 负边沿JK触发器121

4.2.5 T触发器和T′触发器124

4.3 触发器逻辑功能分类及相互转换125

4.3.1 触发器逻辑功能分类125

4.3.2 不同类型时钟触发器间的转换126

4.4 触发器的选用127

4.4.1 触发器的合理选用127

4.4.2 触发器的参数和指标128

4.4.3 触发器使用的注意事项128

本章小结129

思考题与习题130

第5章 时序逻辑电路134

5.1 概述134

5.1.1 时序逻辑电路的特点134

5.1.2 时序电路逻辑功能表示方法135

5.2 时序逻辑电路的分析方法136

5.2.1 分析步骤136

5.2.2 分析举例137

5.3 计数器140

5.3.1 异步计数器140

5.3.2 同步计数器149

5.3.3 N进制计数器155

5.3.4 计数器的应用158

5.4 寄存器159

5.4.1 基本寄存器160

5.4.2 移位寄存器161

5.4.3 寄存器的应用163

5.5 顺序脉冲发生器169

5.5.1 计数器型顺序脉冲发生器169

5.5.2 移位型顺序脉冲发生器170

5.6 时序逻辑电路的设计方法172

5.6.1 基本设计步骤172

5.6.2 设计举例173

本章小结175

思考题与习题176

第6章 脉冲波形的产生和整形180

6.1 概述180

6.1.1 矩形脉冲的基本特性180

6.1.2 555定时器181

6.2 多谐振荡器182

6.2.1 555定时器构成的多谐振荡器182

6.2.2 其他多谐振荡器184

6.2.3 多谐振荡器的应用186

6.3 施密特触发器188

6.3.1 555定时器构成的施密特触发器189

6.3.2 集成施密特触发器189

6.3.3 施密特触发器的应用190

6.4 单稳态触发器191

6.4.1 555定时器构成的单稳态触发器192

6.4.2 集成单稳态触发器192

6.4.3 单稳态触发器的应用194

本章小结195

思考题与习题195

第7章 数模及模数转换器199

7.1 概述199

7.2 D/A转换器200

7.2.1 权电阻网络型D/A转换器200

7.2.2 T形电阻网络型D/A转换器201

7.2.3 D/A转换器的主要技术指标203

7.3 A/D转换器205

7.3.1 采样、保持与量化、编码205

7.3.2 计数器式A/D转换器207

7.3.3 逐次逼近式A/D转换器208

7.3.4 双积分式A/D转换器209

7.3.5 并行比较式A/D转换器210

7.3.6 A/D转换器的主要技术指标211

7.4 D/A和A/D转换器应用举例212

7.4.1 DAC0832的应用212

7.4.2 ADC0809的应用216

本章小结219

思考题与习题219

第8章 大规模集成数字电路220

8.1 概述220

8.1.1 大规模集成电路的发展220

8.1.2 大规模集成电路的分类220

8.2 存储器及其应用221

8.2.1 固定只读存储器ROM221

8.2.2 ROM的应用225

8.2.3 随机存取存储器RAM230

8.2.4 RAM的应用231

8.3 可编程逻辑器件PLD233

8.3.1 PLD的基本结构233

8.3.2 PLD的分类234

8.3.3 PLA应用235

8.3.4 PLD设计过程简介236

本章小结237

思考题与习题237

下篇 实践篇241

第9章 常用仪器与设备的使用方法241

9.1 数字实验仪241

9.2 数字万用表242

9.3 逻辑笔243

9.4 示波器243

第10章 数字电路设计的基础知识248

10.1 数字电路一般设计方法248

10.2 数字电路的调试252

10.3 电路故障的检测与排除256

10.4 数字电路设计举例259

第11章 EWB应用简介265

11.1 EWB简介265

11.2 EWB应用举例274

第12章 CPLD/FPGA开发环境Quartus Ⅱ应用简介278

12.1 Quartus Ⅱ安装279

12.2 Quartus Ⅱ编程、下载设备的安装283

12.3 Quartus Ⅱ基本功能285

12.4 HDL设计特点299

12.5 基于CPLD/FPGA的频率计的实现300

第13章 数字电路单元实验306

13.1 仪器使用和门电路测试306

13.2 组合逻辑电路的设计与调试308

13.3 加法器应用电路的设计与调试309

13.4 编码器和译码器应用电路的设计与调试311

13.5 数据选择器和数据分配器应用电路的设计与调试312

13.6 触发器逻辑功能测试及其简单应用314

13.7 时序逻辑电路的测试316

13.8 时序逻辑电路的设计与测试318

13.9 N进制计数器的设计与测试320

13.10 计数器应用电路的设计与测试321

13.11 移位寄存器电路的测试324

13.12 555定时器应用电路的设计与测试326

13.13 电子秒表的设计与测试328

13.14 模数和数模转换的实现331

13.15 CPLD/FPGA的应用334

第14章 数字系统综合设计340

14.1 数字电子钟340

14.2 交通信号灯344

14.3 数字频率计347

14.4 智力竞赛抢答器352

14.5 数控直流稳压电源356

14.6 基于CPLD/FPGA的出租车计费器360

部分思考题与习题参考答案365

参考文献371