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第1章 逻辑代数基础1

1.1 概述1

1.1.1 数字量与模拟量1

1.1.2 数字电路的特点3

1.2 常用进制及相互转换3

1.2.1 常用进制3

1.2.2 常用进制间的转换4

1.3 码制7

1.3.1 常用BCD码7

1.3.2 常用其他代码8

1.4 基本逻辑运算和复合逻辑运算10

1.4.1 基本逻辑运算10

1.4.2 复合逻辑运算13

1.5 逻辑代数的基本定律及规则15

1.5.1 逻辑代数的基本定律15

1.5.2 逻辑代数的基本规则17

1.6 逻辑函数的表示方法及其转换18

1.6.1 逻辑表达式18

1.6.2 逻辑真值表21

1.6.3 卡诺图21

1.6.4 逻辑图23

1.6.5 波形图24

1.6.6 逻辑函数表示方法间的转换24

1.7 逻辑函数的化简方法26

1.7.1 逻辑函数的公式化简法26

1.7.2 逻辑函数的卡诺图化简法28

1.7.3 有约束的逻辑函数的化简31

本章小结34

习题35

自测题37

第2章 逻辑门电路39

2.1 半导体器件的开关特性39

2.1.1 二极管的开关特性40

2.1.2 晶体管的开关特性41

2.1.3 场效晶体管的开关特性42

2.2 基本逻辑门电路44

2.2.1 二极管与门电路44

2.2.2 二极管或门电路45

2.2.3 晶体管非门电路46

2.2.4 复合门电路48

2.3 TTL集成门电路49

2.3.1 TTL与非门电路50

2.3.2 其他类型的TTL集成门电路54

2.3.3 集成门电路芯片简介57

2.3.4 TTL集成电路使用规则60

2.3.5 TTL集成门电路逻辑功能与参数测试61

2.4 MOS集成门电路63

2.4.1 NMOS门电路63

2.4.2 CMOS反相器64

2.4.3 其他类型的CMOS门电路65

2.4.4 CMOS电路使用注意事项69

2.4.5 CMOS电路产品系列和主要参数69

2.4.6 CMOS集成门电路逻辑功能与参数测试70

2.5 集成门电路的接口73

2.5.1 连接原则73

2.5.2 TTL电路驱动CMOS电路73

2.5.3 CMOS电路驱动TTL电路74

2.6 门电路应用实例75

2.6.1 两地控制一灯的电路75

2.6.2 水位检测电路76

2.6.3 门控报警器电路77

2.7 楼道灯控制电路分析与制作77

本章小结79

习题79

自测题84

第3章 组合逻辑电路及应用87

3.1 组合逻辑电路的分析与设计87

3.1.1 组合逻辑电路的分析87

3.1.2 组合逻辑电路的设计88

3.1.3 交通信号灯故障报警电路设计与制作92

3.2 算术运算电路及应用94

3.2.1 半加器94

3.2.2 全加器95

3.2.3 多位加法器96

3.2.4 加减运算电路设计与制作99

3.3 编码器及其应用电路100

3.3.1 二进制编码器100

3.3.2 二-十进制编码器102

3.3.3 优先编码器103

3.3.4 电话编码控制电路设计与制作108

3.4 译码器及其应用电路109

3.4.1 二进制译码器110

3.4.2 二-十进制译码器117

3.4.3 显示译码器118

3.4.4 燃油锅炉报警电路设计与制作123

3.5 数据选择器与数据分配器124

3.5.1 数据选择器124

3.5.2 集成数据选择器125

3.5.3 用数据选择器实现逻辑函数127

3.5.4 数据选择器的测试及应用130

3.5.5 数据分配器131

3.5.6 激光射击游戏获奖电路设计与制作132

3.6 数值比较器134

3.6.1 数值比较器的定义及功能134

3.6.2 集成数值比较器136

3.6.3 4位二进制数的判别电路设计与制作139

3.7 组合逻辑电路中的竞争冒险139

3.7.1 产生竞争冒险的原因139

3.7.2 冒险的判断140

3.7.3 消去竞争冒险的方法142

3.8 病房呼叫电路设计与制作143

本章小结144

习题145

自测题149

第4章 触发器152

4.1 基本RS触发器152

4.1.1 由与非门组成的基本RS触发器152

4.1.2 或非门组成的基本RS触发器154

4.1.3 触发器逻辑功能描述方法156

4.1.4 用与非门组成基本RS触发器实验158

4.2 同步RS触发器和同步D触发器159

4.2.1 同步RS触发器159

4.2.2 同步D触发器161

4.2.3 同步触发器实验163

4.3 主从JK触发器165

4.3.1 主从JK触发器工作原理165

4.3.2 主从JK触发器表示方法166

4.4 边沿D触发器和边沿JK触发器168

4.4.1 边沿D触发器168

4.4.2 边沿JK触发器170

4.5 T触发器以及T′触发器171

4.5.1 翻转功能介绍171

4.5.2 T′触发器与T触发器172

4.5.3 触发器功能总结172

4.6 集成触发器及应用173

4.6.1 常见的集成触发器173

4.6.2 集成触发器的应用178

4.6.3 “虫子、棒子、老虎、鸡”游戏简易电路设计与制作180

本章小结182

习题182

自测题185

第5章 时序逻辑电路187

5.1 时序逻辑电路的分析187

5.1.1 同步时序逻辑电路的分析187

5.1.2 异步时序逻辑电路的分析195

5.2 计数器197

5.2.1 同步计数器197

5.2.2 异步计数器207

5.2.3 常用的集成计数器213

5.2.4 用集成计数器构成任意进制计数器215

5.2.5 彩灯控制电路设计与制作226

5.3 寄存器及应用227

5.3.1 数码寄存器227

5.3.2 移位寄存器230

5.3.3 常用的集成寄存器234

5.3.4 寄存器的应用236

5.3.5 寄存器型彩灯控制电路设计与制作239

5.4 顺序脉冲产生电路240

5.4.1 计数型顺序脉冲产生电路240

5.4.2 移位型脉冲产生电路241

5.4.3 8输出顺序脉冲发生器设计与制作243

5.5 时序逻辑电路的设计243

5.5.1 同步时序逻辑电路的设计243

5.5.2 序列信号发生器设计252

5.6 用MSI设计与制作序列信号发生器255

本章小结255

习题256

自测题262

第6章 半导体存储器266

6.1 半导体存储器的特点与分类266

6.1.1 半导体存储器的特点266

6.1.2 半导体存储器的分类266

6.2 随机存取存储器（RAM）267

6.2.1 RAM的基本结构和工作原理267

6.2.2 RAM的存储单元270

6.2.3 RAM容量的扩展273

6.3 只读存储器（ROM）275

6.3.1 ROM的分类275

6.3.2 ROM的电路结构与工作原理276

6.4 ROM应用电路的设计及实践283

本章小结284

习题285

自测题285

第7章 脉冲电路的产生与整形288

7.1 矩形脉冲的特性参数288

7.2 集成555定时器289

7.2.1 555定时器的电路结构与工作原理289

7.2.2 555定时器的功能290

7.3 多谐振荡器291

7.3.1 用555定时器构成的多谐振荡器291

7.3.2 门电路构成多谐振荡器293

7.3.3 石英晶体振荡器296

7.3.4 多谐振荡器的应用298

7.4 施密特触发器299

7.4.1 555定时器构成施密特触发器299

7.4.2 集成施密特触发器301

7.4.3 施密特触发器的应用302

7.5 单稳态触发器303

7.5.1 用555定时器构成的单稳态触发器303

7.5.2 门电路组成的单稳态触发器305

7.5.3 集成单稳态触发器306

7.5.4 单稳态触发器的应用308

7.6 简易数字电子秒表设计与制作309

7.7 简易数显式脉搏测试仪设计与制作311

本章小结313

习题313

自测题316

第8章 数模与模数转换320

8.1 概述320

8.1.1 A/D转换器和D/A转换器的概念320

8.1.2 A/D转换器和D/A转换器的实例320

8.2 D/A转换器321

8.2.1 D/A转换器的基本原理和电路结构321

8.2.2 权电阻网络D/A转换器322

8.2.3 T形电阻网络D/A转换器324

8.2.4 倒T形电阻网络D/A转换器325

8.2.5 集成D/A转换器327

8.2.6 D/A转换器的主要参数328

8.3 A/D转换器329

8.3.1 A/D转换器的一般步骤和分类329

8.3.2 并行比较型A/D转换器332

8.3.3 逐次比较型A/D转换器334

8.3.4 双积分型A/D转换器336

8.3.5 集成A/D转换器339

8.3.6 A/D转换器的主要技术指标341

8.4 实践342

8.4.1 锯齿波产生电路342

8.4.2 数字电压表电路344

本章小结348

习题348

自测题350

第9章 可编程逻辑器件及电子电路QuartusⅡ仿真353

9.1 可编程逻辑器件的构成原理353

9.2 常用PLD器件355

9.2.1 可编程只读存储器PROM356

9.2.2 可编程逻辑阵列PLA358

9.2.3 通用逻辑阵列GAL阵列359

9.2.4 现场可编程门阵列（FPGA）359

9.3 VHDL语言基础360

9.3.1 VHDL语言的特点361

9.3.2 VHDL的主要构件362

9.4 QuartusⅡ入门376

9.4.1 QuartusⅡ简介376

9.4.2 QuartusⅡ9.0安装376

9.4.3 QuartusⅡ工作环境介绍377

9.4.4 QuartusⅡ的VHDL语言设计输入377

9.4.5 QuartusⅡ的原理图设计输入388

9.5 QuartusⅡ应用实例392

9.5.1 病房呼叫电路设计392

9.5.2 彩灯控制电路设计393

9.5.3 七段数码管显示译码的VHDL语言描述及其仿真394

9.5.4 交通灯控制器的设计399

9.5.5 8位十六进制频率计402

本章小结406

习题406

参考文献408