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绪论1

第1章 数制与编码3

1.1 数制3

1.1.1 进位记数制3

1.1.2 十进制数4

1.1.3 二进制数4

1.1.4 任意进制数6

1.2 数制转换7

1.2.1 多项式替代法7

1.2.2 基数乘除法8

1.2.3 数码直接代换法11

1.2.4 转换精度12

1.3 二进制代码14

1.3.1 二-十进制编码14

1.3.2 格雷码17

1.3.3 奇偶校验码18

1.3.4 字符代码19

本章小结20

思考题及习题21

第2章 逻辑代数与逻辑函数23

2.1 逻辑代数的基本知识23

2.1.1 基本概念23

2.1.2 基本逻辑运算24

2.1.3 逻辑代数的基本定理、规则和公式28

2.2 逻辑运算符的完备性34

2.3 复合逻辑运算35

2.3.1 “与非”及“或非”复合逻辑运算36

2.3.2 “与或非”复合逻辑运算37

2.3.3 “异或”和“同或”复合逻辑运算37

2.4 逻辑函数表达式的表示方法39

2.4.1 “与-或”和“或-与”表达式39

2.4.2 逻辑函数的标准表达式40

2.4.3 不完全确定的逻辑函数46

2.5 逻辑函数的几何图形表示方法48

2.5.1 维恩(Venn)图48

2.5.2 逻辑函数的 n 维体表示49

2.5.3 卡诺(Karnaugh)图51

2.6 逻辑函数的化简56

2.6.1 代数化简法56

2.6.2 卡诺图化简法59

本章小结62

思考题及习题63

第3章 集成逻辑门电路66

3.1 开关器件66

3.1.1 晶体二极管开关66

3.1.2 晶体三极管开关68

3.1.3 MOS 场效应管开关72

3.2.2 主要性能参数74

3.2.1 电路结构及工作原理74

3.2 DTL 门电路74

3.2.3 HTL 与非门77

3.3 TTL 门电路78

3.3.1 TTL 与非门78

3.3.2 TTL 与非门的派生电路88

3.4 其他双极型集成门电路95

3.4.1 ECL 集成逻辑门95

3.4.2 I2L 集成逻辑门98

3.5 MOS 逻辑门电路99

3.5.1 NMOS 逻辑门100

3.5.2 CMOS 逻辑门104

思考题及习题112

本章小结112

第4章 组合逻辑电路116

4.1 概述116

4.2 组合逻辑电路的分析117

4.2.1 分析步骤117

4.2.2 实例分析118

4.3 组合逻辑电路的设计123

4.3.1 组合逻辑电路设计概要123

4.3.2 输入无反变量组合逻辑电路的设计126

4.3.3 多输出组合逻辑电路的设计129

4.4 常用组合逻辑电路134

4.4.1 编码器134

4.4.2 译码器139

4.4.3 数码比较器151

4.4.4 加法器155

4.4.5 数据选择器161

4.5 组合逻辑电路的竞争和险象166

4.5.1 竞争与险象的基本概念166

4.5.2 险象的产生和分类167

4.5.3 险象的判别169

4.5.4 险象的消除171

本章小结172

思考题及习题173

5.1.1 基本 R-S 触发器176

5.1 触发器的基本形式——R-S 触发器176

第5章 触发器176

5.1.2 钟控 R-S 触发器180

5.2 J-K 触发器182

5.2.1 简单 J-K 触发器182

5.2.2 主从 J-K 触发器184

5.2.3 集成边沿触发 J-K 触发器186

5.3 D 触发器188

5.3.1 D 触发器的逻辑功能188

5.3.2 维持阻塞型 D 触发器188

5.3.3 集成化维持阻塞 D 触发器190

5.4 T 触发器及触发器的激励表191

5.4.1 T 触发器191

5.4.2 触发器激励表193

5.5 CMOS 集成触发器194

5.5.1 CMOS 集成 D 触发器194

5.5.2 CMOS 集成 J-K 触发器196

本章小结197

思考题及习题198

第6章 时序逻辑电路200

6.1 时序逻辑电路综述200

6.1.1 时序逻辑电路的基本概念200

6.1.2 时序逻辑电路的描述202

6.2 同步时序逻辑电路的分析204

6.2.1 同步时序逻辑电路的分析步骤204

6.2.2 同步时序逻辑电路分析举例205

6.3 同步时序逻辑电路的设计210

6.3.1 设计步骤210

6.3.2 状态指定211

6.3.3 状态化简213

6.3.4 状态编码和求函数表达式220

6.3.5 自启动设计及画逻辑电路图226

6.3.6 同步时序电路设计举例231

6.4 异步时序逻辑电路的分析235

6.4.1 脉冲型异步时序逻辑电路的分析236

6.4.2 电位控制型异步时序逻辑电路的分析239

6.4.3 异步时序电路的过渡过程243

6.5 常用时序逻辑电路244

6.5.1 寄存器245

6.5.2 计数器252

6.5.3 序列信号发生器277

本章小结281

思考题及习题282

第7章 存储器288

7.1 只读存储器(ROM)288

7.1.1 固定 ROM289

7.1.2 PROM 与 EPROM292

7.1.3 ROM 的应用295

7.2.1 用 PLA 进行组合逻辑设计301

7.2 可编程序逻辑阵列(PLA)301

7.2.2 用 PLA 进行同步时序逻辑电路的设计303

7.3 随机存取存储器(RAM)306

7.3.1 RAM 的结构及工作原理307

7.3.2 RAM 的存储单元309

7.3.3 RAM 容量的扩展及使用314

本章小结318

思考题及习题318

第8章 数/模与模/数转换320

8.1 D/A 转换器320

8.1.1 D/A 转换器的构成及工作原理320

8.1.2 D/A 转换器的转换精度与转换速度332

8.1.3 集成 D/A 转换器335

8.1.4 电子开关338

8.2.1 采样/保持电路341

8.2 A/D 转换器341

8.2.2 A/D 转换器的构成及工作原理345

8.2.3 集成 A/D 转换器353

8.2.4 A/D 转换器的转换精度与转换时间355

本章小结356

思考题及习题357

第9章 脉冲的产生与整形361

9.1 集成555定时器361

9.1.1 555定时器的结构362

9.1.2 555定时器的工作原理及功能362

9.2.1 555定时器构成单稳态触发器364

9.2 单稳态电路364

9.2.2 集成单稳态触发器366

9.2.3 单稳态触发器的应用369

9.3 多谐振荡器370

9.3.1 555定时器构成多谐振荡器371

9.3.2 RC 环形振荡器373

9.3.3 石英晶体多谐振荡器376

9.4 施密特触发器377

9.4.1 555定时器构成施密特触发器378

9.4.2 集成施密特触发器379

9.4.3 施密特电路的应用383

本章小结384

思考题及习题385

第10章 VHDL 语言与数字逻辑电路设计387

10.1 VHDL 语言程序的结构387

10.1.1 VHDL 语言基本单元及构成387

10.1.2 子结构体390

10.1.3 库和包392

10.2 VHDL 语言的数据类型和操作符395

10.2.1 标识符命名395

10.2.2 客体类型395

10.2.3 数据类型396

10.2.4 运算操作符401

10.3 VHDL 语言的描述方式及主要描述语句403

10.3.1 并发语句404

10.3.2 顺序语句408

10.3.3 其他语句417

10.4 数字逻辑基本电路的设计422

10.4.1 门电路422

10.4.2 译码器和选择器424

10.4.3 加法器426

10.4.4 触发器428

10.4.5 寄存器430

10.4.6 计数器与分频器430

本章小结431

思考题及习题432

参考文献433