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第1章 数制转换与编码2

1.1二进制数2

1.1.1为什么使用二进制数2

1.1.2二进制数的组成、转换与算术运算2

1.2常用的编码6

小结7

思考题8

习题8

第2章 逻辑门与逻辑代数基础9

2.1逻辑描述9

2.2基本逻辑门功能概述9

2.3逻辑代数基本定律与公式15

2.3.1基本定律15

2.3.2基本公式16

2.3.3基本定理18

2.4标准逻辑函数式21

2.5代数法化简函数式22

2.6卡诺图24

2.6.1画卡诺图24

2.6.2用卡诺图化简“与-或”函数式26

2.6.3具有无关项的逻辑函数化简28

2.7逻辑电路图、函数式与真值表之间的转换29

2.8与非门和或非门32

小结33

思考题33

习题33

第3章 门电路36

3.1数字逻辑信号36

3.2 CMOS门电路36

3.2.1 MOS晶体管36

3.2.2基本CMOS非门37

3.2.3 CMOS与非门和或非门38

3.3 74HC系列门电路的电特性39

3.3.1 74HC系列门电路的极限电参数39

3.3.2 74HC系列门电路的推荐工作条件40

3.3.3 74HC系列门电路的静态电特性41

3.3.4 74HC系列门电路的动态特性46

3.4其他类型的CMOS电路48

3.5常用的CMOS门电路系列53

3.6低电压CMOS器件55

3.7分立元件门电路57

3.7.1二极管与二极管逻辑门57

3.7.2双极性三极管58

3.7.3三极管非门59

3.8标准TTL门电路60

3.9 74LS系列门电路63

3.9.1 74LS系列门电路基本工作原理63

3.9.2 74LS系列门电路电特性66

3.10常用的74TTL系列门电路70

3.11在数字电路设计中使用不同系列的芯片71

3.12正确使用门电路73

3.13数字电路的封装75

小结76

思考题76

习题77

第4章 组合逻辑电路81

4.1组合逻辑电路的一般问题81

4.2组合电路分析81

4.2.1组合电路的逻辑功能分析81

4.2.2组合电路的波形分析82

4.2.3组合电路的延迟时间分析83

4.2.4组合电路的电特性分析85

4.3组合电路部件87

4.3.1编码器87

4.3.2译码器90

4.3.3数据选择器96

4.3.4数值比较器99

4.3.5加法器101

4.3.6奇偶校验电路104

4.4组合电路设计105

4.4.1组合电路的逻辑设计法105

4.4.2组合电路的直接设计法109

4.5组合电路的竞争与冒险113

4.5.1竞争-冒险现象113

4.5.2竞争-冒险现象的消除114

小结115

思考题115

习题115

第5章 锁存器与触发器119

5.1概述119

5.2锁存器119

5.2.1由三极管组成的SR双稳态电路119

5.2.2由或非门组成的SR锁存器121

5.2.3由与非门组成的SR锁存器122

5.3 SR触发器123

5.4 D触发器125

5.4.1电平触发D触发器125

5.4.2边沿触发的维阻结构D触发器126

5.4.3基于CMOS传输门的D触发器128

5.4.4 D触发器的特性方程与状态图129

5.5 JK触发器129

5.5.1脉冲触发JK触发器129

5.5.2边沿触发JK触发器131

5.5.3 JK触发器的特性方程与状态图133

5.6 T触发器134

5.7触发器的电特性134

5.7.1 74LS74的电特性134

5.7.2 74HC74的电特性136

5.8锁存器与触发器电路分析139

5.9锁存器与触发器的应用142

小结146

思考题146

习题147

第6章 时序电路分析与设计152

6.1概述152

6.1.1时序电路的组成152

6.1.2时序电路中的基本概念153

6.1.3描述时序电路的逻辑工具153

6.2同步时序电路的逻辑分析步骤与举例154

6.3寄存器157

6.3.1寄存器157

6.3.2移位寄存器159

6.4计数器166

6.4.1异步计数器167

6.4.2同步计数器172

6.4.3使用集成计数器构成任意进制计数器177

6.4.4移位寄存器型计数器180

6.4.5计数器应用183

6.5同步时序电路逻辑设计187

6.5.1设计步骤187

6.5.2设计举例188

6.6时序电路直接设计——199

6.7数字系统设计199

6.7.1数字系统的概念199

6.7.2数字系统的组成200

6.7.3数字系统设计实例200

小结211

思考题211

习题212

第7章 存储器218

7.1只读存储器218

7.1.1只读存储器概述218

7.1.2不可写入数据的ROM219

7.1.3可写入数据的ROM221

7.1.4并行接口EPROM存储器27256226

7.1.5二极管ROM实现数字电路227

7.2随机存储器230

7.2.1静态随机存储器231

7.2.2动态随机存储器234

7.3存储器扩展235

7.3.1位扩展235

7.3.2字容量扩展235

7.4存储器使用举例236

7.5单片机中的存储器238

7.5.1 51单片机的程序存储器238

7.5.2 51单片机的数据存储器238

小结239

思考题239

习题240

第8章 可编程逻辑器件工作原理241

8.1现场可编程门阵列241

8.1.1现场可编程门阵列的工作原理241

8.1.2实际应用的可编程门阵列器件242

8.2复杂可编程逻辑器件249

8.2.1复杂可编程逻辑器件的工作原理249

8.2.2实际的复杂可编程逻辑器件250

8.3其他可编程逻辑器件介绍254

8.4可编程逻辑器件的配置与编程255

8.5 Cyclone器件最小系统电路258

8.6 MAXⅡ器件最小系统电路259

小结261

思考题261

习题261

第9章Verilog HDL262

9.1 Verilog HDL基础262

9.1.1 Verilog HDL中的基本约定262

9.1.2数据类型263

9.1.3运算符265

9.2 Verilog HDL中的描述267

9.3 Verilog HDL中的分支语句270

9.4 Verilog HDL中的结构描述271

9.5 Verilog HDL描述组合逻辑电路271

9.6 Verilog HDL描述时序电路272

9.7 Verilog HDL描述状态机274

9.8一些Verilog HDL描述数字电路的例子283

小结288

思考题288

习题288

第10章 脉冲整形与产生电路290

10.1施密特触发器290

10.1.1由门电路组成的施密特触发器290

10.1.2施密特触发器的应用292

10.2单稳态触发器293

10.2.1由门电路组成的单稳态触发器293

10.2.2集成单稳态触发器74121297

10.3多谐振荡器298

10.3.1门电路组成的多谐振荡器298

10.3.2施密特型多谐振荡器300

10.3.3石英晶体振荡器301

10.4定时器555及其应用303

10.4.1定时器555的基本工作原理303

10.4.2定时器555组成施密特触发器304

10.4.3定时器555组成单稳态触发器305

10.4.4定时器555组成多谐振荡器305

10.5应用电路举例306

小结310

思考题310

习题310

第11章 数模与模数转换器312

11.1数模转换器312

11.1.1权电阻 D/A转换器313

11.1.2输出电压型R/2R电阻网络D/A转换器314

11.1.3输出电流型R/2R电阻网络D/A转换器316

11.1.4电阻串型D/A转换器317

11.1.5 D/A转换器的技术指标318

11.2模数转换器321

11.2.1并行A/D转换器321

11.2.2流水线型A/D转换器322

11.2.3双斜率A/D转换器323

11.2.4 A—∑型A/D转换器325

11.2.5逐次比较式A/D转换器327

11.2.6 A/D转换器的技术指标328

小结329

思考题330

习题330

第12章 数字外围电路333

12.1常用的开关量输入电路333

12.1.1按键电路333

12.1.2光耦隔离输入电路336

12.2 LED显示电路339

12.3数字驱动电路341

12.3.1采用三极管或场效应管驱动继电器341

12.3.2其他数字输出接口电路344

12.4常用的数字实验电路347

小结348

思考题348

习题349

第13章 学习使用QUARTUS Ⅱ软件350

13.1图形输入法设计数字电路350

13.2 Verilog HDL输入法358

13.3 Verilog HDL设计数字系统360

附录 数字电路大型作业与数字电子产品开发364

F.1大作业题目364

F.2大作业论文的写作369

参考文献372