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第1章 绪论1

1.1 概述1

1.1.1 模拟电路与数字电路1

1.1.2 数字电路及其特点2

1.1.3 二值逻辑与数字信号的描述4

1.2 数制与码制6

1.2.1 数制6

1.2.2 码制9

1.3 二进制数运算13

1.3.1 二进制数的算术运算13

1.3.2 二进制数的负数表示方式14

思考题16

习题16

第2章 常用的半导体器件基础19

2.1 半导体基础知识19

2.1.1 本征半导体19

2.1.2 杂质半导体20

2.1.3 PN结的形成及特性21

2.2 半导体二极管24

2.2.1 二极管的结构24

2.2.2 二极管的伏安特性25

2.2.3 二极管的主要参数26

2.2.4 二极管的等效电路和分析方法26

2.2.5 二极管的应用28

2.2.6 其他特殊的二极管30

2.3 场效应管32

2.3.1 结型场效应管33

2.3.2 绝缘栅场效应管37

2.3.3 各种场效应管的特性比较及注意事项40

2.4 双极性三极管41

2.4.1 BJT的结构及类型41

2.4.2 BJT的电流分配与放大原理42

2.4.3 BJT的共射特性曲线44

2.4.4 BJT的主要参数45

2.4.5 温度对BJT管特性及参数的影响47

2.4.6 BJT的选型48

思考题50

习题50

第3章 逻辑代数基础53

3.1 逻辑代数的基本概念53

3.1.1 基本逻辑运算53

3.1.2 组合逻辑运算55

3.2 逻辑代数的基本公式与定理56

3.2.1 逻辑代数的基本公式56

3.2.2 逻辑代数的常用定理及定律56

3.2.3 七个常用的公式57

3.2.4 三个基本规则58

3.3 逻辑函数的代数化简法59

3.3.1 逻辑函数及其表示方法59

3.3.2 同一逻辑关系逻辑式形式的多样性60

3.3.3 逻辑函数的化简方法及步骤61

3.4 逻辑函数的卡诺图化简法63

3.4.1 最小项和最大项的定义63

3.4.2 最小项和最大项的性质64

3.4.3 逻辑函数表示的标准式65

3.4.4 用卡诺图表示逻辑函数及化简65

3.5 具有无关项逻辑函数的卡诺图化简72

思考题74

习题74

第4章 集成逻辑门电路79

4.1 二极管元件门电路79

4.1.1 二极管的特性79

4.1.2 二极管元件逻辑门电路83

4.2 TTL逻辑门电路85

4.2.1 双极型三极管的开关特性85

4.2.2 TTL“非”门的基本结构及工作原理87

4.2.3 TTL逻辑门电路91

4.2.4 集电极开路门和三态门电路92

4.3 MOS逻辑门电路97

4.3.1 MOS门电路简介97

4.3.2 CMOS反相器103

4.3.3 CMOS逻辑门电路105

4.3.4 CMOS漏极开路门和三态输出门108

4.3.5 CMOS传输门电路110

4.3.6 NMOS逻辑门电路111

4.4 其他类型逻辑门电路112

4.4.1 发射极耦合逻辑门电路112

4.4.2 BiCMOS逻辑门电路115

4.4.3 改进型TTL门电路——抗饱和TTL电路116

4.5 逻辑门电路的Verilog HDL118

4.5.1 门电平模型化118

4.5.2 基本门电路的描述方法124

4.5.3 三态门电路Verilog HDL建模127

4.5.4 双向门电路Verilog HDL建模128

4.6 逻辑门电路的应用130

4.6.1 TTL与CMOS器件之间的接口问题130

4.6.2 TTL和CMOS电路带负载时的接口问题131

4.6.3 集成逻辑门电路使用中的抗干扰措施133

4.7 正负逻辑问题134

4.7.1 正负逻辑的规定134

4.7.2 正负逻辑的逻辑符号134

4.7.3 混合逻辑中逻辑符号的变换135

思考题136

习题137

第5章 组合逻辑电路141

5.1 概述141

5.2 组合逻辑电路的分析141

5.3 组合逻辑电路的设计142

5.4 组合逻辑电路中的竞争冒险143

5.4.1 竞争冒险产生的原因与判别方法143

5.4.2 消除竞争冒险现象的方法145

5.5 中规模组合逻辑电路功能部件及应用147

5.5.1 编码器147

5.5.2 译码器／数据分配器152

5.5.3 数据选择器163

5.5.4 加法器167

5.5.5 数值比较器172

思考题176

习题176

第6章 集成触发器179

6.1 RS触发器179

6.1.1 基本RS触发器179

6.1.2 逻辑门控RS触发器181

6.2 钟控触发器181

6.2.1 钟控RS触发器181

6.2.2 钟控JK触发器183

6.2.3 D触发器187

6.2.4 T触发器和T′触发器189

6.3 触发器功能的转换190

6.3.1 用JK触发器转换成其他功能的触发器190

6.3.2 用D触发器转换成其他功能的触发器191

思考题192

习题192

第7章 时序逻辑电路195

7.1 时序逻辑电路的基本概念195

7.1.1 时序逻辑电路的模型195

7.1.2 时序逻辑电路的分类195

7.1.3 时序电路逻辑功能的表达方法196

7.2 时序逻辑电路的分析方法198

7.2.1 同步时序逻辑电路分析的一般步骤198

7.2.2 同步时序逻辑电路设计的一般步骤199

7.3 常用的时序逻辑电路202

7.3.1 寄存器和移位寄存器202

7.3.2 计数器209

7.3.3 顺序脉冲发生器223

7.4 综合示例224

思考题233

习题233

第8章 脉冲信号的产生与整形238

8.1 脉冲信号的基本参数238

8.2 施密特触发器238

8.2.1 施密特触发器的工作特点238

8.2.2 由门电路组成的施密特触发器239

8.2.3 集成施密特触发器242

8.2.4 施密特触发器的应用243

8.3 单稳态触发器245

8.3.1 单稳态触发器的工作特点245

8.3.2 由门电路组成的微分型单稳态触发器245

8.3.3 集成单稳态触发器248

8.3.4 单稳态触发器的应用252

8.4 多谐振荡器253

8.4.1 多谐振荡器的工作特点253

8.4.2 由门电路组成的多谐振荡器253

8.4.3 施密特触发器构成多谐振荡器256

8.4.4 石英晶体振荡器257

8.5 555定时器260

8.5.1 555定时器的工作特点260

8.5.2 由555定时器组成的单稳态触发器261

8.5.3 555定时器构成施密特触发器266

8.5.4 555定时器构成多谐振荡器267

8.6 综合示例269

思考题273

习题273

第9章 半导体存储器和可编程器件276

9.1 随机存取存储器276

9.1.1 随机存取存储器276

9.1.2 RAM存储容量的扩展282

9.1.3 集成的RAM简介284

9.2 只读存储器287

9.3 可编程逻辑器件291

9.3.1 可编程逻辑器件概述291

9.3.2 PLD电路的表示法294

9.3.3 可编程阵列逻辑器件简介300

9.3.4 通用可编程阵列逻辑器件305

9.3.5 低密度可编程阵列逻辑器件的编程316

9.4 复杂可编程逻辑器件319

9.4.1 复杂可编程逻辑器件的结构320

9.4.2 复杂可编程逻辑器件的逻辑模块322

9.4.3 CPLD的连线区和I/O模块325

9.4.4 JTAG接口和软件配置327

9.5 现场可编程门阵列329

9.5.1 FPGA器件的基本结构330

9.5.2 FPGA器件的可配置逻辑块331

9.5.3 FPGA器件的输入／输出模块335

9.5.4 FPGA器件的布线资源和全局连接340

思考题344

习题345

第10章 可编程逻辑器件开发及应用348

10.1 QuartusⅡ软件的设计流程348

10.2 QuartusⅡ11.1软件安装349

10.2.1 Qua rtusⅡ软件简介349

10.2.2 QuartusⅡ软件安装349

10.3 QuartusⅡ11.1使用简介352

10.3.1 硬件描述语言输入设计352

10.3.2 原理图设计输入362

10.4 QuartusⅡ9.0原理图输入设计365

10.5 综合设计应用示例370

习题382

汉英名词术语对照383

参考文献390