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第1章 简介1

1.1 历史回顾1

1.2 模拟/数字信号2

1.3 数字集成电路的分类3

1.4 各章的内容安排3

第2章 计数系统与编码6

2.1 十进制计数系统简要回顾7

2.2 二进制计数系统8

2.2.1 二进制数到十进制数的转换11

2.2.2 十进制数到二进制数的转换13

2.2.3 使用计数器15

2.3 八进制计数系统16

2.3.1 八进制数到十进制数的转换17

2.3.2 十进制数到八进制数的转换18

2.3.3 八进制数到二进制数的转换18

2.3.4 二进制数到八进制数的转换19

2.4 十六进制计数系统21

2.4.2 十进制数到十六进制数的转换22

2.4.1 十六进制数到十进制数的转换22

2.4.3 十六进制数到二进制数的转换23

2.4.4 二进制数到十六进制数的转换24

2.4.5 利用BCO和BCH的其他方法24

2.5 二进制编码的十进制数29

2.5.1 十进制数到BCD数的转换30

2.5.2 BCD数到十进制数的转换30

2.6 格雷码32

2.6.2 二进制数到格雷码的转换34

2.6.1 格雷码到二进制数的转换34

2.7 其他特殊编码35

2.7.1 余3编码35

2.7.2 美国标准信息交换码36

习题42

第3章 逻辑门46

3.1 与门47

3.2 或门50

3.3 非门52

3.4 与、或、非组合逻辑电路57

3.5 与非门58

3.6 或非门61

3.7 逻辑电路的动态工作过程64

3.7.1 与门65

3.7.2 或门67

3.7.3 与非门69

3.7.4 或非门71

3.8 数字逻辑电路系列75

3.8.2 互补金属氧化物半导体逻辑芯片系列80

3.8.1 TTL逻辑电路80

3.8.3 悬空输入81

3.8.4 未用的输入82

3.9 逻辑门的故障诊断83

3.9.1 逻辑探针84

3.9.2 集成电路逻辑接线柱85

3.9.3 逻辑脉冲发生器85

3.9.4 故障诊断85

3.10 逻辑门的实际应用92

本章小结94

习题95

第4章 布尔代数与逻辑电路101

4.1 布尔符号102

4.1.1 与函数102

4.1.2 或函数103

4.1.3 与非函数104

4.1.4 或非函数104

4.1.5 非函数105

4.2 实数和布尔代数的特性106

4.2.1 实数特性107

4.2.2 布尔代数的性质108

4.3 摩根定律114

4.4 解释布尔表达式119

4.5 可替换的逻辑门符号121

4.6 真值表127

4.6.1 积之和配置128

4.6.2 和之积配置130

4.7 用布尔代数简化布尔表达式138

4.8 用卡诺图简化布尔表达式141

4.8.1 无关项150

4.9 与非门和或非门的多种功能153

4.9.1 用与非门实现其他逻辑功能154

4.9.2 用或非门实现其他逻辑功能155

4.9.3 积之和及和之积电路的重要性157

4.9.4 SOP电路的实现157

4.9.5 POS电路的实现159

4.10.1 由布尔表达式设计逻辑电路161

4.10 最终的逻辑电路设计161

4.10.2 由真值表实现逻辑电路163

本章小结173

习题173

第5章 组合逻辑电路179

5.1 异或门/同或门180

5.1.1 异或门180

5.1.2 同或门182

5.2 奇偶184

5.2.2 奇校验185

5.2.1 奇偶配置185

5.2.3 偶校验186

5.2.4 奇偶发生器186

5.2.5 奇偶发生器/校验器187

5.3 控制电路192

5.3.1 SHIFT/LOAD控制电路193

5.3.2 右移/左移控制电路194

5.3.3 磁带方向控制电路195

5.3.4 史密特触发输入电路195

5.4.1 BCD无效和检测器196

5.4 检测/选择/分配逻辑电路196

5.4.2 数据选择/分配逻辑电路197

5.5 其他组合逻辑电路199

5.5.1 进位输出逻辑电路199

5.5.2 ROM地址解码器逻辑电路204

5.6 故障诊断207

5.6.1 减计数操作208

本章小结220

习题221

第6章 锁存器和触发器电路226

6.1 低电平有效锁存器228

6.1.1 开关去抖——锁存器应用234

6.2 高电平有效的锁存器236

6.3 门限锁存器240

6.3.1 门限S-C锁存器241

6.3.2 门限D锁存器243

6.3.3 四位双稳锁存器244

6.4.1 上升沿触发的D触发器251

6.4 D触发器251

6.4.2 数据手册中的参数254

6.4.3 下降沿触发的D触发器255

6.4.4 翻转操作260

6.5 J-K触发器263

6.6 J-K主从触发器266

6.7 触发器的实际应用275

6.7.1 移位寄存器275

6.7.2 并行数据传输277

6.7.3 时钟脉冲发生器278

6.7.4 计数器279

6.8 触发器故障诊断281

本章小结284

习题288

第7章 计数器296

7.1 异步计数器297

7.1.1 由NGT触发的触发器构成的模8加计数器297

7.1.2 由PGT触发的触发器构成的模8加计数器298

7.1.3 由D触发器构成的模8加计数器301

7.1.5 模32加计数器302

7.1.4 模16加计数器302

7.1.6 模8减计数器303

7.2 异步截位计数器305

7.2.1 模5加计数器305

7.2.2 模24加计数器308

7.2.3 异步IC计数器308

7.2.4 计数器的级联313

7.2.5 异步计数器的优/缺点315

7.3.1 模8加计数器321

7.3 同步计数器321

7.3.2 模16加计数器323

7.3.3 模10加计数器324

7.3.4 模8减计数器326

7.3.5 同步计数器的优/缺点327

7.4 同步加/减计数器328

7.5 同步可编程计数器331

7.5.1 可预置的计数器331

7.5.2 同步IC计数器333

7.6 同步计数器的设计362

7.6.1 模16加计数器的设计362

7.6.2 模10加计数器的设计369

7.6.3 模6加计数器的设计374

7.6.4 用D触发器设计同步计数器375

7.7 混合计数器377

7.8 计数器译码385

7.9 移位寄存器计数器389

7.10.1 分频400

7.10 计数器的实际应用400

7.10.2 计数401

7.11 计数器的故障诊断403

本章小结406

习题407

第8章 寄存器417

8.1 串行输入寄存器418

8.1.1 串行入/串行出移位寄存器419

8.1.2 串行入/并行出移位寄存器420

8.2.1 并行入/串行出移位寄存器424

8.2 并行输入和通用寄存器424

8.2.2 并行入/并行寄存器426

8.2.3 通用寄存器427

8.3 寄存器的实际应用434

8.3.1 码检测器434

8.3.2 数据循环移位寄存器436

8.3.3 环形/约翰逊计数器436

8.3.4 乘法/除法寄存器440

8.4 寄存器的故障诊断444

本章小结453

习题454

第9章 数字运算与电路459

9.1 十进制/二进制运算459

9.1.1 模9补码460

9.1.2 模10补码463

9.1.3 二进制算法465

9.1.4 模1补码466

9.1.5 模2补码468

9.1.6 乘法/除法470

9.1.7 简要回顾472

9.2 BCD/XS3运算473

9.2.1 二-十进制(BCD)加法474

9.2.2 余3编码476

9.3 二进制加法器480

9.3.1 半加器480

9.3.2 全加器480

9.3.3 加/减法器484

9.4 BCD加法器485

9.5 算术逻辑单元488

本章小结496

习题497

第10章 MSI数字电路500

10.1 译码器501

10.1.1 2-4线译码器502

10.1.2 3-8线译码器504

10.1.3 4-10线译码器507

10.1.4 BCD-7线码译码器509

10.2.1 4-2线编码器515

10.2 编码器515

10.2.2 4-2线优先编码器516

10.2.3 8-3线优先编码器517

10.2.4 10-4线优先编码器520

10.3 数据选择器526

10.3.1 2-1线数据选择器527

10.3.2 4-1线数据选择器529

10.3.3 8-1线数据选择器530

10.4.1 1-4线数据分配器533

10.4 数据分配器533

10.4.2 1-8线数据分配器535

10.5 数值比较器536

10.6 应用及故障诊断544

10.6.1 地址译码器544

10.6.2 显示译码器547

10.6.3 逻辑功能产生器549

10.6.4 数据转换552

本章小结553

习题554

第11章 接口和数据转换564

11.1 集成电路技术565

11.1.1 晶体管-晶体管逻辑565

11.1.2 CMOS技术566

11.1.3 BiCMOS技术566

11.2 电压/电流兼容性566

11.2.1 电流供出和电流灌入569

11.2.2 扇出和扇入570

11.2.3 噪声容限/免疫力573

11.2.4 接口要求574

11.2.5 集电极开路集成电路577

11.3 三态逻辑585

11.3.1 三态输出缓冲器587

11.3.2 总线收发器588

11.3.3 具有三态输出的寄存器589

11.4 数据转换596

11.4.1 数模转换597

11.4.2 数据转换规则607

11.4.3 模数转换608

11.5 应用与故障诊断618

本章小结621

习题621

第12章 存储器626

12.1 存储器的基本概念627

12.2 只读存储器632

12.2.1 掩膜只读存储器634

12.2.2 可编程只读存储器636

12.2.3 可擦除可编程ROM639

12.2.4 电可擦除可编程ROM641

12.2.5 ROM存取时间644

12.2.6 闪速存储器644

12.3 随机存取存储器650

12.3.1 静态RAM650

12.3.2 256K×1SRAM652

12.3.3 SRAM的时序653

12.3.4 动态RAM656

12.3.5 1M×1CMOS DRAM时序658

12.3.6 刷新操作661

12.3.7 伪静态RAM662

12.3.8 静电释放664

12.4 存储器编址665

12.4.1 存储器地址665

12.4.2 地址译码670

本章小结675

习题676

第13章 可编程逻辑器件/阵列682

13.1 可编程逻辑符号体系683

13.2 体系结构/软件687

13.2.1 体系结构687

13.2.2 软件689

13.2.3 专用集成电路690

13.3 可编程逻辑器件694

13.3.1 可编程逻辑阵列694

13.3.2 可编程阵列逻辑694

13.4.1 54SX系列FPGA721

13.4 现场可编程门阵列721

13.4.2 MX系列FPGA722

本章小结731

习题731

附录A 逻辑电路技术736

附录B 制造商数据表754

附录C IEEE标准综述(91-1984)逻辑符号说明822

附录D 部分习题答案841

术语表877