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第一章 数制和码制1

1.1 概述1

1.2 几种常用的数制2

1.3 不同数制间的转换5

1.4 二进制算数运算8

1.4.1 二进制算数运算的特点8

1.4.2 反码、补码和补码运算9

1.5 几种常用的编码12

本章小结17

习题17

第二章 逻辑代数基础19

2.1 概述19

2.2 逻辑代数中的三种基本运算20

2.3 逻辑代数的基本公式和常用公式24

2.3.1 基本公式24

2.3.2 若干常用公式25

2.4 逻辑代数的基本定理27

2.4.1 代入定理27

2.4.2 反演定理27

2.4.3 对偶定理28

2.5 逻辑函数及其表示方法29

2.5.1 逻辑函数29

2.5.2 逻辑函数的表示方法30

2.5.3 逻辑函数的两种标准形式35

2.5.4 逻辑函数形式的变换38

2.6 逻辑函数的化简方法39

2.6.1 公式化简法39

2.6.2 卡诺图化简法42

2.6.3 奎恩-麦克拉斯基化简法（Q-M法）48

2.7 具有无关项的逻辑函数及其化简51

2.7.1 约束项、任意项和逻辑函数式中的无关项51

2.7.2 无关项在化简逻辑函数中的应用53

2.8 用Multisim 7进行逻辑函数的化简与变换54

本章小结57

习题58

第三章 门电路66

3.1 概述66

3.2 半导体二极管门电路68

3.2.1 半导体二极管的开关特性68

3.2.2 二极管与门71

3.2.3 二极管或门72

3.3 CMOS门电路73

3.3.1 MOS管的开关特性73

3.3.2 CMOS反相器的电路结构和工作原理79

3.3.3 CMOS反相器的静态输入特性和输出特性83

3.3.4 CMOS反相器的动态特性86

3.3.5 其他类型的CMOS门电路91

3.3.6 CMOS电路的正确使用101

3.3.7 CMOS数字集成电路的各种系列104

3.4 其他类型的MOS集成电路107

3.4.1 PMOS电路107

3.4.2 NMOS电路108

3.5 TTL门电路109

3.5.1 双极型三极管的开关特性109

3.5.2 TTL反相器的电路结构和工作原理116

3.5.3 TTL反相器的静态输入特性和输出特性118

3.5.4 TTL反相器的动态特性123

3.5.5 其他类型的TTL门电路128

3.5.6 TTL数字集成电路的各种系列135

3.6 其他类型的双极型数字集成电路139

3.6.1 ECL电路140

3.6.2 I2L电路142

3.7 Bi-CMOS电路144

3.8 TTL电路与CMOS电路的接口146

本章小结148

习题150

第四章 组合逻辑电路160

4.1 概述160

4.2 组合逻辑电路的分析方法和设计方法161

4.2.1 组合逻辑电路的分析方法161

4.2.2 组合逻辑电路的设计方法163

4.3 若干常用的组合逻辑电路167

4.3.1 编码器168

4.3.2 译码器174

4.3.3 数据选择器188

4.3.4 加法器192

4.3.5 数值比较器197

4.4 组合逻辑电路中的竞争-冒险现象200

4.4.1 竞争-冒险现象及其成因200

4.4.2 检查竞争-冒险现象的方法202

4.4.3 消除竞争-冒险现象的方法204

4.5 用Multisim 7分析组合逻辑电路206

本章小结208

习题209

第五章 触发器215

5.1 概述215

5.2 SR锁存器216

5.3 电平触发的触发器219

5.4 脉冲触发的触发器224

5.5 边沿触发的触发器230

5.6 触发器的逻辑功能及其描述方法236

5.6.1 触发器按逻辑功能的分类236

5.6.2 触发器的电路结构和逻辑功能、触发方式的关系240

5.7 触发器的动态特性241

5.7.1 SR锁存器的动态特性241

5.7.2 电平触发SR触发器的动态特性243

5.7.3 主从触发器的动态特性244

5.7.4 维持阻塞触发器的动态特性245

本章小结247

习题248

第六章 时序逻辑电路259

6.1 概述259

6.2 时序逻辑电路的分析方法262

6.2.1 同步时序逻辑电路的分析方法262

6.2.2 时序逻辑电路的状态转换表、状态转换图、状态机流程图和时序图263

6.2.3 异步时序逻辑电路的分析方法270

6.3 若干常用的时序逻辑电路272

6.3.1 寄存器和移位寄存器272

6.3.2 计数器278

6.3.3 顺序脉冲发生器309

6.3.4 序列信号发生器312

6.4 时序逻辑电路的设计方法314

6.4.1 同步时序逻辑电路的设计方法314

6.4.2 时序逻辑电路的自启动设计326

6.4.3 异步时序逻辑电路的设计方法331

6.4.4 复杂时序逻辑电路的设计336

6.5 时序逻辑电路中的竞争-冒险现象338

6.6 用Multisim 7分析时序逻辑电路342

本章小结345

习题346

第七章 半导体存储器355

7.1 概述355

7.2 只读存储器（ROM）356

7.2.1 掩模只读存储器356

7.2.2 可编程只读存储器（PROM）359

7.2.3 可擦除的可编程只读存储器（EPROM）360

7.3 随机存储器（RAM）366

7.3.1 静态随机存储器（SRAM）366

7.3.2 动态随机存储器（DRAM）371

7.4 存储器容量的扩展374

7.4.1 位扩展方式374

7.4.2 字扩展方式375

7.5 用存储器实现组合逻辑函数377

本章小结382

习题383

第八章 可编程逻辑器件386

8.1 概述386

8.2 现场可编程逻辑阵列（FPLA）388

8.3 可编程阵列逻辑（PAL）392

8.3.1 PAL的基本电路结构392

8.3.2 PAL的几种输出电路结构和反馈形式393

8.3.3 PAL的应用举例396

8.4 通用阵列逻辑（GAL）402

8.4.1 GAL的电路结构402

8.4.2 输出逻辑宏单元（OLMC）405

8.4.3 GAL的输入特性和输出特性408

8.5 可擦除的可编程逻辑器件（EPLD）412

8.5.1 EPLD的基本结构和特点412

8.5.2 EPLD的与-或逻辑阵列412

8.5.3 EPLD的输出逻辑宏单元（OLMC）414

8.6 复杂的可编程逻辑器件（CPLD）416

8.6.1 CPLD的总体结构416

8.6.2 CPLD的通用逻辑模块（GLB）418

8.6.3 CPLD的输入／输出单元（IOC）420

8.7 现场可编程门阵列（FPGA）422

8.7.1 FPGA的基本结构422

8.7.2 FPGA的IOB和CLB424

8.7.3 FPGA的互连资源428

8.7.4 编程数据的装载430

8.8 在系统可编程通用数字开关（ispGDS）434

8.9 PLD的编程436

本章小结439

习题440

第九章 硬件描述语言简介444

9.1 概述444

9.2 Verilog HDL简介445

9.2.1 基本程序结构445

9.2.2 词法构成446

9.2.3 模块的两种描述方式450

9.3 用Verilog HDL描述逻辑电路的实例451

本章小结454

习题455

第十章 脉冲波形的产生和整形456

10.1 概述456

10.2 施密特触发器457

10.2.1 用门电路组成的施密特触发器458

10.2.2 集成施密特触发器460

10.2.3 施密特触发器的应用464

10.3 单稳态触发器466

10.3.1 用门电路组成的单稳态触发器467

10.3.2 集成单稳态触发器471

10.4 多谐振荡器477

10.4.1 对称式多谐振荡器477

10.4.2 非对称式多谐振荡器480

10.4.3 环形振荡器483

10.4.4 用施密特触发器构成的多谐振荡器487

10.4.5 石英晶体多谐振荡器488

10.5 555定时器及其应用489

10.5.1 555定时器的电路结构与功能489

10.5.2 用555定时器接成的施密特触发器491

10.5.3 用555定时器接成的单稳态触发器493

10.5.4 用555定时器接成的多谐振荡器494

10.6 用Multisim 7分析脉冲电路497

本章小结499

习题500

第十一章 数-模和模-数转换506

11.1 概述506

11.2 D/A转换器507

11.2.1 权电阻网络D/A转换器507

11.2.2 倒T形电阻网络D/A转换器510

11.2.3 权电流型D/A转换器512

11.2.4 开关树形D/A转换器515

11.2.5 权电容网络D/A转换器516

11.2.6 具有双极性输出的D/A转换器518

11.2.7 D/A转换器的转换精度与转换速度520

11.3 A/D转换器524

11.3.1 A/D转换的基本原理524

11.3.2 取样-保持电路527

11.3.3 并联比较型A/D转换器529

11.3.4 反馈比较型A/D转换器532

11.3.5 双积分型A/D转换器535

11.3.6 V-F变换型A/D转换器539

11.3.7 A/D转换器的转换精度与转换速度545

本章小结547

习题548

附录555

附录一 《电气图用图形符号——二进制逻辑单元》（GB4728.12—85）简介555

附录二 基本逻辑单元图形符号对照表566

部分习题答案568

参考文献584

名词索引586