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1数字逻辑基础1

1．1绪论1

1．1．1数字技术的发展概况1

1．1．2数字信号与数字电路2

1．2数制与码制（常用数制与编码）3

1．2．1数制3

1．2．2几种常用数制之间的转换5

1．2．3码制6

1．2．4算术运算和逻辑运算8

1．3逻辑代数及其基本逻辑运算9

1．3．1基本逻辑运算9

1．3．2逻辑函数的几种表示方法及其相互转换12

1．3．3逻辑函数各种表示方法的互相转换13

1．4逻辑代数的基本定律和恒等式15

1．4．1逻辑代数的基本定律15

1．4．2逻辑代数的基本规则16

1．5逻辑函数的变换与化简17

1．5．1逻辑函数表达式的变换17

1．5．2逻辑函数的代数法化简18

1．5．3逻辑函数的卡诺图化简法20

1．5．4含无关项的逻辑函数及其卡诺图化简25

习题27

2．1概述29

2集成逻辑门29

2．2 MOS集成门电路30

2．2．1 MOS管开关电路及其开关特性30

2．2．2 CMOS反相器31

2．2．3 CMOS反相器的外部特性33

2．2．4 CMOS与非门和或非门36

2．2．5 CMOS三态门和漏极开路门38

2．2．6 CMOS传输门43

2．2．7 Bi-CMOS门电路44

2．2．8 CMOS电路系列、主要特点和使用中应注意的几个问题45

2．3．2 NMOS门电路47

2．3．1 PMOS门电路47

2．3其它类型的MOS集成门电路47

2．4 TTL集成门电路50

2．4．1三极管开关电路及其特性50

2．4．2 TTL反相器52

2．4．3其它类型的TTL门电路56

2．4．4 TTL的不同系列及性能比较59

2．4．5 TTL电路与CMOS电路的接口61

习题63

3组合逻辑电路的分析与设计68

3．1组合逻辑电路的分析68

3．2组合逻辑电路的设计72

3．3．1竞争冒险现象及产生的原因78

*3．3组合逻辑电路中的竞争冒险78

3．3．2竞争冒险消除的方法79

习题81

4常用组合逻辑功能器件83

4．1编码器83

4．1．1编码器83

4．1．2集成编码器85

4．2译码器89

4．2．1二进制译码器90

4．2．2二-十进制译码器94

4．2．3显示译码器95

4．3．1数据选择器99

4．3数据选择器与数据分配器99

4．3．2数据分配器104

4．4数值比较器106

4．4．1 1位数值比较器106

4．4．2两位数值比较器107

4．4．3集成数值比较器107

4．5加法器109

4．5．1 1位加法器109

4．5．2多位加法器111

习题114

5．1．2触发器的分类121

5．1．1触发器121

5．1触发器及其分类121

5触发器121

5．2基本RS触发器122

5．2．1电路结构及工作原理122

5．2．1逻辑功能及触发方式122

5．3 TTL时钟触发器124

5．3．1同步RS触发器124

5．3．2主从JK触发器127

5．3．3边沿D触发器132

5．4 CMOS触发器136

5．4．1 CMOS主从D触发器136

5．4．2 CMOS主从JR触发器138

习题140

6时序逻辑电路分析与设计144

6．1时序逻辑电路及其分类144

6．1．1时序逻辑电路144

6．1．2时序逻辑电路的分类145

6．2时序逻辑电路状态的描述145

6．3同步时序电路的分析方法146

6．3．1同步时序电路的分析步骤146

6．3．2同步时序电路的分析举例147

6．4同步时序电路的设计方法152

6．4．1同步时序电路的设计步骤152

6．4．2同步时序电路的设计举例155

习题158

7．1数码寄存器162

7常用时序逻辑功能器件162

7．2移位寄存器164

7．2．1单向移位寄存器164

7．2．2数据的并行输入-串行输出165

7．2．3数据串行输入-并行输出165

7．2．4双向移位寄存器166

7．3集成移位寄存器167

7．4二进制计数器170

7．4．1同步二进制加法计数器170

7．4．2同步二进制减法计数器171

7．4．3同步二进制可逆计数器172

7．5 8421BCD码十进制计数器173

7．6．2可预置的同步加法计数器177

7．6集成计数器177

7．6．1集成十进制计数器177

习题181

8半导体存储器184

8．1只读存储器（ROM）184

8．1．1掩模只读存储器（MROM）185

8．1．2可编程ROM186

8．2随机存储器（RAM）192

8．2．1 RAM基本结构192

8．2．2静态RAM（SRAM）193

8．2．3动态随机存储器（DRAM）193

8．3．1位扩展194

8．3存储器容量的扩展194

8．3．2字扩展195

习题196

9数-模转换器与模-数转换器198

9．1 D/A转换器198

9．1．1倒T型电阻网络D/A转换器199

9．1．2权电流型D/A转换器200

9．1．3 D/A转换器的主要技术指标201

9．1．4集成D/A转换器及其应用202

9．2 A/D转换器204

9．2．1 A/D转换器的一般工作过程204

9．2．2并行比较型A/D转换器206

9．2．3逐次比较型A/D转换器207

9．2．4双积分式A/D转换器208

9．2．5 A/D转换器的主要技术指标210

9．2．6集成A/D转换器及其应用210

习题212

10脉冲波形的产生与变换214

10．1多谐振荡器214

10．1．1由门电路组成的多谐振荡器214

10．1．2石英晶体多谐振荡器215

10．2单稳态触发器216

10．2．1由门电路组成的微分型单稳态触发器216

10．2．2集成单稳态触发器218

10．2．3单稳态触发器的应用219

10．3施密特触发器221

10．3．1由门电路组成的施密特触发器221

10．3．2集成施密特触发器222

10．3．3施密特触发器的应用223

10．4 555定时器225

10．4．1 555定时器225

10．4．2用555定时器组成的施密特触发器226

10．4．3用555定时器组成的单稳态触发器226

10．4．4用555定时器组成的多谐振荡器227

习题230

11．1．1 PLD的表示方法233

11．1可编程逻辑器件的基本结构233

11可编程逻辑器件233

11．1．2可编程陈列逻辑器件（PAL）235

11．1．3可编程通用逻辑器件（GAL）236

11．2复杂可编程逻辑器件（CPLD）240

11．2．1基于乘积项的CPLD的基本结构240

11．2．2基于查找表的CPLD的电路结构244

11．3现场可编程门阵列（FPGA）250

11．3．1 FPGA的工作原理250

11．3．2 FPGA的电路结构252

11．4可编程逻辑器件的编程257

习题260

12．1．1数字系统的基本结构263

12．1现代数字系统设计概述263

12现代数字系统设计263

12．1．2数字系统设计的基本要求264

12．2现代数字系统设计方法264

12．2．1自上而下的设计思想265

12．2．2现代数字系统常用设计方法265

12．3 VHDL语言270

12．3．1 VHDL语言结构270

12．3．2 VHDL数据类型及运算操作符271

12．3．3 VHDL基本描述语句273

12．3．4 VHDL语言的描述方式276

12．4．2 Foundation设计软件使用279

12．4．1设计与仿真软件选择279

12．4设计与仿真工具279

12．5系统设计实例290

12．5．1数字时钟的功能290

12．5．2数字时钟芯片的设计290

12．5．3软件仿真296

12．5．4引脚锁定与下载296

习题298

附录A美国标准信息交换码（ASCII）300

附录B常用逻辑符号对照表301

附录C国产半导体集成电路型号命名法302

附录D电气图用图形符号——二进制逻辑单元简介304

参考文献312