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第1章 绪论1

1.1 引言1

1.2 数字电路及其常用芯片1

1.3 电子设计自动化技术简介3

1.4 数字电子技术基础课程5

1.4.1 课程内容5

1.4.2 课程学习方法6

第2章 数制和码制8

2.1 引言8

2.2 几种常用的数制8

2.3 不同数制间的相互转换10

2.3.1 十进制与其他进制间的相互转换10

2.3.2 二进制与十六进制间的转换12

2.3.3 二进制与八进制间的转换13

2.4 二进制数的算术运算13

2.4.1 二进制数的基本运算13

2.4.2 二进制数的原码、补码和反码14

2.4.3 带符号二进制数的算术运算15

2.5 几种常用的编码18

本章小结21

自我检测22

习题23

第3章 逻辑代数基础24

3.1 引言24

3.2 逻辑运算24

3.2.1 基本逻辑运算24

3.2.2 组合逻辑运算26

3.2.3 逻辑运算定律28

3.3 逻辑代数的基本定理和基本规则28

3.3.1 基本定理28

3.3.2 基本规则30

3.4 逻辑函数的代数化简法31

3.5 逻辑函数的卡诺图化简法33

3.5.1 最小项与最大项33

3.5.2 用卡诺图表示逻辑函数35

3.5.3 卡诺图化简法37

3.6 具有无关项的逻辑函数的化简40

本章小结41

自我检测41

习题46

第4章 门电路49

4.1 引言49

4.2 半导体二极管门电路49

4.3 TTL门电路51

4.3.1 双极晶体管的开关特性52

4.3.2 标准TTL与非门53

4.3.3 其他系列TTL门62

4.3.4 TTL集电极开路门64

4.3.5 TTL三态门67

4.4 CMOS门电路70

4.4.1 MOS管的开关电路70

4.4.2 CMOS反相器70

4.4.3 CMOS与非门和或非门72

4.4.4 CMOS传输门75

4.4.5 CMOS门电路的参数77

4.4.6 CMOS门电路与TTL门电路的比较79

4.5 若干常用集成门电路80

4.6 ECL门电路84

本章小结86

自我检测87

习题89

第5章 组合逻辑电路93

5.1 引言93

5.2 组合逻辑电路的特点和功能描述93

5.3 组合逻辑电路的分析与设计94

5.3.1 组合逻辑电路的分析94

5.3.2 逻辑函数的变换98

5.3.3 组合逻辑电路的设计100

5.4 加法器104

5.4.1 1位二进制加法电路105

5.4.2 集成4位加法器108

5.5 编码器110

5.5.1 二进制编码器111

5.5.2 优先编码器113

5.5.3 集成优先编码器114

5.6 译码器117

5.6.1 二进制译码器117

5.6.2 代码转换译码器123

5.6.3 显示译码器126

5.7 数据选择器134

5.7.1 数据选择器134

5.7.2 数据选择器的应用138

5.8 数码比较器141

5.8.1 比较单元电路141

5.8.2 4位二进制码比较器142

5.8.3 数码比较器的应用144

5.9 竞争与冒险144

5.9.1 基本概念145

5.9.2 竞争冒险的判别145

5.9.3 竞争冒险的消除147

本章小结147

自我检测148

习题154

第6章 触发器158

6.1 引言158

6.2 基本RS触发器158

6.2.1 与非门构成的基本RS触发器158

6.2.2 或非门构成的基本RS触发器161

6.3 时钟触发器162

6.3.1 时钟RS触发器162

6.3.2 D触发器164

6.3.3 JK触发器166

6.3.4 T触发器168

6.3.5 T′触发器169

6.3.6 不同功能触发器的转换169

6.3.7 触发器的动态特性171

6.4 集成D锁存器172

本章小结174

自我检测174

习题178

第7章 时序逻辑电路182

7.1 引言182

7.2 时序逻辑电路的特点和功能描述182

7.3 时序逻辑电路的分析183

7.3.1 同步时序逻辑电路的分析183

7.3.2 异步时序逻辑电路的分析188

7.4 同步时序逻辑电路的设计191

7.5 寄存器194

7.5.1 数码寄存器194

7.5.2 移位寄存器195

7.6 计数器200

7.6.1 集成同步加法计数器200

7.6.2 集成异步加法计数器207

7.6.3 集成加／减计数器211

7.6.4 移位寄存器型计数器216

7.7 顺序脉冲发生器222

7.8 序列脉冲发生器223

本章小结226

自我检测227

习题231

第8章 半导体存储器237

8.1 引言237

8.2 存储器的概念237

8.3 只读存储器ROM240

8.3.1 ROM的结构与工作原理240

8.3.2 ROM的分类243

8.3.3 ROM芯片246

8.3.4 ROM的应用249

8.4 随机存储器RAM252

8.4.1 RAM的基本结构252

8.4.2 RAM的基本存储单元252

8.4.3 RAM芯片254

8.4.4 部分特殊RAM256

8.5 半导体存储器容量的扩展259

本章小结260

自我检测262

习题263

第9章 可编程逻辑器件265

9.1 引言265

9.2 可编程逻辑器件的发展265

9.3 可编程逻辑器件的结构267

9.4 用可编程逻辑器件实现基本逻辑电路273

9.4.1 传统的电子设计与可编程逻辑器件设计比较273

9.4.2 可编程逻辑器件开发环境及设计实例276

9.5 Altera公司可编程逻辑器件的编程和配置280

9.5.1 CPLD的在线编程281

9.5.2 FPGA的配置281

本章小结285

自我检测285

习题286

第10章 Verilog硬件描述语言实例287

10.1 引言287

10.2 2选1数据选择器287

10.2.1 2选1数据选择器实例1288

10.2.2 2选1数据选择器实例2290

10.2.3 2选1数据选择器实例3291

10.2.4 2选1数据选择器实例4293

10.3 4选1数据选择器294

10.3.1 4选1数据选择器实例1294

10.3.2 4选1数据选择器实例2298

10.4 4位加法器302

10.5 七段数码管显示译码器305

10.6 D触发器307

10.7 计数器311

10.7.1 4位二进制加法计数器311

10.7.2 同步置数、同步清零加法计数器312

10.7.3 异步清零计数器314

10.7.4 扭环型计数器315

10.8 状态机317

10.8.1 Moore型状态机318

10.8.2 Mealy型状态机321

10.8.3 用状态机设计一个自动售货机325

本章小结330

自我检测330

习题331

第11章 脉冲产生及变换电路335

11.1 引言335

11.2 矩形脉冲的主要参数335

11.3 施密特触发器336

11.3.1 用门电路构成的施密特触发器336

11.3.2 施密特触发器的应用338

11.3.3 集成施密特触发器340

11.4 集成单稳态触发器342

11.4.1 集成单稳态触发器的逻辑功能343

11.4.2 集成单稳态触发器的应用345

11.5 多谐振荡器345

11.5.1 用施密特触发器构成的多谐振荡器346

11.5.2 石英晶体振荡器347

11.6 555定时器及其应用350

11.6.1 555定时器350

11.6.2 用555定时器构成的单稳态触发器352

11.6.3 用555定时器构成的多谐振荡器356

11.6.4 用555定时器构成的施密特触发器359

11.6.5 用555定时器构成的压控振荡器360

本章小结361

自我检测362

习题365

第12章 数模与模数转换器368

12.1 引言368

12.2 数模与模数转换器的基本概念368

12.3 D/A转换器369

12.3.1 倒T形电阻解码网络的D/A转换器369

12.3.2 集成D/A转换器AD7524372

12.3.3 D/A转换器的转换精度与转换速率373

12.3.4 由计数器驱动D/A转换器的Multisim仿真375

12.4 A/D转换器375

12.4.1 A/D转换的基本原理375

12.4.2 并行比较型A/D转换器378

12.4.3 逐次逼近型A/D转换器380

12.4.4 双积分型A/D转换器383

12.4.5 流水线型A/D转换器387

12.4.6 A/D转换器的Multisim仿真391

12.5 多路模拟开关393

12.5.1 模拟开关的功能及电路组成393

12.5.2 模拟开关的各种工作模式394

12.6 多路数据采集系统简介395

本章小结396

自我检测397

习题398

第13章 实用数字电路设计402

13.1 引言402

13.2 数字电路设计流程402

13.3 若干常用数字电路404

13.3.1 自动复位电路404

13.3.2 开关去抖电路405

13.3.3 光电耦合电路407

13.4 数字温度计408

13.5 数字频率计409

13.6 数字电容测试仪412

本章小结415

习题415

附录一 Quartus Ⅱ软件的使用方法416

附录二 DE2实验板主要引脚连线对应表429

中英文名词对照表432

参考文献435