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第1章 数字电路基础1

1.1 数字电路概述1

1.1.1 模拟信号和数字信号1

1.1.2 数字电路及其分类3

1.1.3 数字电路的特点4

1.1.4 数字电路的分析、设计与测试5

1.2 数制6

1.2.1 常用计数制6

1.2.2 数制转换8

1.3 码制10

1.3.1 二-十进制编码10

1.3.2 可靠性代码11

1.3.3 字符编码12

1.4 二进制数的表示方法及算术运算13

1.4.1 二进制数的表示方法13

1.4.2 二进制数的算术运算15

1.5 逻辑代数的运算16

1.5.1 逻辑变量与逻辑函数16

1.5.2 三种基本逻辑运算17

1.5.3 复合逻辑运算19

1.6 逻辑代数的基本定律和基本运算规则20

1.6.1 逻辑代数的基本定律20

1.6.2 逻辑代数的基本运算规则21

1.7 逻辑函数的表示方法及标准形式22

1.7.1 逻辑函数的表示方法22

1.7.2 逻辑函数的两种标准形式24

1.8 逻辑函数的化简27

1.8.1 公式化简法27

1.8.2 卡诺图化简法29

1.8.3 具有无关项的逻辑函数及其化简34

习题136

第2章 逻辑门电路39

2.1 TTL集成门电路39

2.1.1 TTL与非门结构与工作原理39

2.1.2 TTL门的技术参数40

2.1.3 TTL数字集成电路系列简介43

2.1.4 其他类型的TTL门45

2.2 其他类型的双极型集成电路48

2.2.1 ECL电路49

2.2.2 I2L电路49

2.3 MOS集成门电路50

2.3.1 MOS管的结构与工作原理50

2.3.2 MOS反相器51

2.3.3 其他类型的MOS门电路52

2.3.4 CMOS逻辑门的技术参数54

2.3.5 CMOS数字集成电路系列简介55

2.4 集成门电路的使用56

2.4.1 TTL门电路的使用56

2.4.2 CMOS门电路的使用57

2.4.3 门电路的接口技术58

习题259

第3章 组合逻辑电路62

3.1 传统的组合逻辑电路的分析与设计62

3.1.1 传统的组合电路分析62

3.1.2 传统的组合电路设计66

3.2 编码器与译码器70

3.2.1 编码器70

3.2.2 译码器72

3.3 数据选择器和数据分配器78

3.3.1 数据选择器的功能及工作原理78

3.3.2 常用集成数据选择器及其应用79

3.3.3 数据分配器81

3.4 数值比较器84

3.4.1 数值比较器的工作原理84

3.4.2 集成数值比较器86

3.5 算术运算电路87

3.5.1 加法运算电路87

3.5.2 减法运算电路89

3.6 可编程逻辑器件90

3.6.1 可编程逻辑器件概述90

3.6.2 可编程器件的结构及工作原理92

3.6.3 可编程逻辑器件的产品及开发94

3.6.4 复杂可编程逻辑器件CPLD97

3.6.5 现场可编程门阵列FPGA101

3.7 组合逻辑电路竞争与冒险106

3.7.1 竞争冒险及产生原因106

3.7.2 竞争冒险的判断方法107

3.7.3 消除竞争冒险的方法108

习题3109

第4章 组合逻辑电路的自动化设计114

4.1 数字电路自动化设计与分析流程114

4.1.1 传统数字电路设计中存在的问题114

4.1.2 QuartusⅡ简介115

4.1.3 自动化设计流程116

4.2 原理图输入法组合逻辑电路设计119

4.2.1 编辑输入图形文件119

4.2.2 功能简要分析123

4.2.3 编译工程124

4.2.4 时序仿真测试电路功能127

4.2.5 引脚锁定和编程下载130

4.3 Verilog HDL语言输入法组合逻辑电路设计135

4.3.1 Verilog HDL语法简介135

4.3.2 用Verilog进行组合电路的设计137

4.3.3 三人表决电路的语句表达方式140

4.3.4 Verilog的其他表达方式141

4.3.5 4位串行加法器综合设计143

习题4146

第5章 触发器148

5.1 基本RS触发器148

5.1.1 电路结构148

5.1.2 工作原理148

5.1.3 逻辑功能及其描述149

5.2 同步RS触发器151

5.2.1 电路结构151

5.2.2 工作原理151

5.2.3 逻辑功能及其描述151

5.2.4 同步触发器的空翻现象153

5.3 主从触发器153

5.3.1 主从RS触发器153

5.3.2 主从JK触发器154

5.4 边沿触发器156

5.5 触发器功能的转换158

5.6 集成触发器162

5.6.1 集成触发器举例162

5.6.2 集成触发器的脉冲工作特性163

5.7 触发器的应用165

习题5167

第6章 时序逻辑电路171

6.1 时序逻辑电路概述171

6.1.1 时序逻辑电路的结构及特点171

6.1.2 时序逻辑电路的分类172

6.2 时序逻辑电路的分析172

6.2.1 时序逻辑电路一般分析步骤172

6.2.2 同步时序逻辑电路分析172

6.2.3 异步时序逻辑电路分析175

6.3 时序逻辑电路的设计177

6.3.1 同步时序逻辑电路的设计177

6.3.2 异步时序逻辑电路的设计180

6.4 计数器182

6.4.1 二进制计数器182

6.4.2 非二进制计数器188

6.4.3 集成计数器的应用192

6.5 寄存器201

6.5.1 数码寄存器201

6.5.2 移位寄存器201

6.5.3 集成移位寄存器及其应用203

习题6207

第7章 时序电路的自动化设计与分析212

7.1 深入了解时序逻辑电路性能212

7.1.1 基于74LS161宏模块的计数器设计212

7.1.2 进位控制电路改进214

7.1.3 通过控制同步加载构建计数器215

7.1.4 利用预置数据控制计数器进位216

7.2 计数器的自动化设计方案218

7.2.1 基于一般模型的十进制计数器设计218

7.2.2 含自启动电路的十进制计数器设计219

7.2.3 任意进制异步控制型计数器设计220

7.2.4 4位同步自动预置型计数器设计221

7.2.5 基于LPM宏模块的计数器设计223

7.3 有限状态机设计与应用226

7.3.1 有限状态机概述226

7.3.2 步进电机控制电路设计227

7.3.3 温度控制电路设计231

习题7233

第8章 半导体存储器及其应用235

8.1 概述235

8.1.1 存储器的分类235

8.1.2 半导体存储器的技术指标236

8.2 随机存取存储器237

8.2.1 RAM的分类及其结构237

8.2.2 静态存储单元239

8.2.3 动态存储单元240

8.2.4 RAM的操作与定时240

8.2.5 存储器容量扩展242

8.3 只读存储器244

8.3.1 ROM的分类与结构244

8.3.2 掩膜ROM244

8.3.3 可编程PROM245

8.3.4 其他类型存储器246

8.3.5 ROM存储器的应用247

8.4 常用存储器集成芯片简介248

8.4.1 6116型RAM器简介249

8.4.2 2764型EPROM简介249

8.5 存储器应用电路设计250

8.5.1 多通道数字信号采集电路设计250

8.5.2 DDS信号发生器设计254

习题8259

第9章 脉冲波形的产生与变换261

9.1 集成555定时器261

9.1.1 电路组成及工作原理261

9.1.2 555定时器的功能262

9.2 施密特触发器264

9.2.1 由门电路组成的施密特触发器264

9.2.2 集成施密特触发器265

9.2.3 由555定时器组成的施密特触发器266

9.2.4 施密特触发器的应用267

9.3 单稳态触发器268

9.3.1 集成单稳态触发器269

9.3.2 由555定时器组成的单稳态触发器272

9.3.3 单稳态触发器的用途273

9.4 多谐振荡器274

9.4.1 由门电路构成多谐振荡器275

9.4.2 石英晶体振荡器276

9.4.3 用施密特触发器构成多谐振荡器276

9.4.4 由555定时器构成多谐振荡器277

9.5 综合应用电路278

习题9279

第10章 D/A与A/D转换器及其应用282

10.1 概述282

10.2 D/A转换器283

10.2.1 权电阻网络D/A转换器284

10.2.2 倒T型电阻网络D/A转换器285

10.2.3 权电流型D/A转换器286

10.2.4 D/A转换器的主要技术指标287

10.2.5 D/A转换器集成芯片及选择要点288

10.2.6 集成DAC器件290

10.3 A/D转换器291

10.3.1 A/D转换器的工作原理291

10.3.2 并行比较型A/D转换器293

10.3.3 逐次比较型A/D转换器295

10.3.4 双积分型转换器297

10.3.5 A/D转换器的主要技术指标299

10.3.6 A/D转换器集成芯片及选择要点300

10.3.7 集成ADC器件302

10.4 D/A与D/A的典型应用电路304

10.4.1 D/A的典型应用电路304

10.4.2 A/D的典型应用电路306

习题10308

参考文献311