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第1章 数字逻辑基础1

1.1 数制与码1

1.1.1 数制1

1.1.2 数制转换3

1.1.3 码4

1.1.4 带符号位的二进码6

1.2 逻辑代数及逻辑函数8

1.2.1 逻辑代数的基本运算8

1.2.2 逻辑函数11

1.2.3 逻辑代数的公理、定理和规则11

1.3 逻辑函数的标准表达式14

1.3.1 逻辑函数的积之和标准型14

1.3.2 函数的和之积标准型14

1.3.3 由真值表导出逻辑函数标准型15

1.3.4 完全描述及非完全描述逻辑函数16

1.4 几种导出逻辑门17

1.4.1 与非运算和或非运算17

1.4.2 与或非运算18

1.4.3 异（异或）运算18

1.4.4 同运算（符合逻辑运算）19

1.4.5 逻辑运算的完备性19

1.5 逻辑函数的描述方法20

1.5.1 逻辑断语、真值表及逻辑表达式20

1.5.2 卡诺图20

1.5.3 逻辑图22

1.6 逻辑函数的化简23

1.6.1 公式法化简逻辑函数24

1.6.2 卡诺图化简逻辑函数25

1.6.3 表格法化简逻辑函数32

1.6.4 多输出函数化简34

习题38

第2章 逻辑门电路42

2.1 半导体开关42

2.1.1 晶体二极管的开关特性42

2.1.2 晶体三极管的开关特性44

2.1.3 MOS场效应管开关50

2.2 分立元件门电路52

2.2.1 二极管门电路52

2.2.2 电阻-晶体管逻辑门（RTL）53

2.2.3 二极管-晶体管逻辑门（DTL）54

2.3 TTL集成逻辑门电路54

2.3.1 TTL与非门55

2.3.2 TTL与非门的主要性能58

2.2.3 TTL与非门的改进型63

2.3.4 其他类型TTL门63

2.4 射极耦合逻辑门（ECL）66

2.4.1 ECL电流型开关66

2.4.2 ECL门电路66

2.5 MOS逻辑门68

2.5.1 NMOS逻辑门电路68

2.5.2 CMOS电路70

2.6 不同逻辑电路的接口问题74

2.6.1 TTL和CMOS电路的互联74

2.6.2 TTL和ECL互联75

习题76

第3章 组合逻辑电路80

3.1 组合逻辑电路的基本概念80

3.1.1 组合逻辑电路与时序逻辑电路80

3.1.2 组合逻辑电路的描述方法80

3.1.3 组合逻辑电路的基本类型81

3.2 组合逻辑电路分析81

3.2.1 组合逻辑电路的分析方法81

3.2.2 分析举例81

3.3 组合逻辑电路设计84

3.3.1 组合逻辑电路的一般设计方法84

3.3.2 组合逻辑电路设计举例85

3.4 组合逻辑电路设计的几个问题87

3.4.1 二级逻辑门和三级逻辑门87

3.4.2 多输出逻辑函数设计92

3.4.3 扩大扇入系数95

3.4.4 组合逻辑的竞争冒险及克服方法96

3.5 编码器和译码器99

3.5.1 编码器99

3.5.2 译码器103

3.5.3 字符显示译码电路109

3.6 码组变换及码组校验111

3.6.1 格雷码（Gray）与二进码互换111

3.6.2 码组校验113

3.7 数据分配器和数据选择器114

3.7.1 数据分配器114

3.7.2 数据选择器（MUX）117

3.8 全加器和比较器121

3.8.1 全加器121

3.8.2 比较器124

习题127

第4章 集成触发器131

4.1 基本R-S触发器131

4.1.1 基本R-S触发器的组成及工作原理131

4.1.2 基本R-S触发器的逻辑功能132

4.1.3 或非门构成的基本R-S触发器134

4.2 钟脉冲控制的R-S触发器134

4.2.1 钟脉冲R-S触发器135

4.2.2 触发器的空翻现象136

4.3 主从触发器137

4.3.1 主从R-S触发器137

4.3.2 主从J-K触发器138

4.4 边沿触发器142

4.4.1 维持-阻塞D触发器142

4.4.2 边沿型J-K触发器145

4.5 触发器的功能分类及触发器类型转换147

4.5.1 触发器的分类147

4.5.2 触发器类型的转换148

4.6 激励表的文字填写法150

习题151

第5章 同步时序逻辑电路155

5.1 时序逻辑电路概述155

5.1.1 组合逻辑电路与时序逻辑电路的区别155

5.1.2 时序逻辑电路的分类156

5.2 同步时序电路分析157

5.2.1 同步时序电路的基本概念157

5.2.2 同步时序逻辑电路分析157

5.3 同步时序电路设计161

5.3.1 概述161

5.3.2 原始状态图（表）的形成161

5.3.3 状态化简164

5.3.4 状态编码171

5.3.5 设计举例172

5.4 寄存器和移位寄存器175

5.4.1 数码寄存器175

5.4.2 移位寄存器176

5.5 同步计数器182

5.5.1 计数器的功能和分类182

5.5.2 同步计数器183

5.5.3 同步集成计数器201

5.6 异步计数器205

5.6.1 异步计数器分析205

5.6.2 异步计数器设计208

5.6.3 异步集成计数器214

5.7 序列信号发生器217

5.7.1 反馈移位寄存器型序列信号发生器217

5.7.2 线性反馈移位寄存器型序列信号发生器218

5.7.3 计数器型序列信号发生器224

习题225

第6章 异步时序逻辑电路228

6.1 概述228

6.2 基本模式和脉冲模式的异步时序电路228

6.3 脉冲模式异步时序电路230

6.3.1 脉冲模式异步时序电路的分析230

6.3.2 脉冲模式异步时序电路的设计232

6.4 基本模式（电平）异步时序电路235

6.4.1 基本模式异步时序电路的分析237

6.4.2 基本模式异步时序电路的综合238

6.5 异步时序电路的竞争与冒险242

6.5.1 竞争242

6.5.2 本质冒险245

习题247

第7章 集成存储器250

7.1 存储器的基本概念250

7.1.1 二进制数据的单位250

7.1.2 基本的半导体存储器阵列250

7.1.3 存储器地址与容量251

7.1.4 存储器的基本操作与基本结构252

7.1.5 存储器的分类253

7.2 只读存储器（ROM）254

7.2.1 ROM的结构及工作原理254

7.2.2 固定ROM256

7.2.3 可编程ROM（PROM）256

7.2.4 可改写只读存储器（EPROM）256

7.2.5 （电）可擦除可编程ROM（EEPROM）257

7.2.6 快闪存储器（Flash Memory）258

7.2.7 ROM的应用259

7.3 随机存储器（RAM）260

7.3.1 静态RAM（SRAM）261

7.3.2 动态RAM（DRAM）266

7.3.3 RAM的应用268

7.4 顺序存储器（SAM）269

7.4.1 串行存储器（SAM）的结构和工作原理269

7.4.2 MOS动态移位寄存器271

7.4.3 电荷耦合器件（CCD）移位寄存器271

7.5 存储容量的扩展272

7.5.1 字长（位）扩展272

7.5.2 字数扩展273

习题275

第8章 可编程逻辑器件278

8.1 基于“乘积项”（Product-Term）的可编程逻辑器件278

8.1.1 乘积项和与-或阵列278

8.1.2 PROM280

8.1.3 PLA282

8.1.4 PAL282

8.1.5 GAL284

8.1.6 CPLD287

8.1.7 非易失性可编程元件的编程原理289

8.2 基于“查找表”（LooK-Up Table）的可编程逻辑器件292

8.2.1 SRAM292

8.2.2 FPGA293

8.2.3 FPGA与CPLD使用上的比较297

习题298

第9章 硬件描述语言VHDL299

9.1 概述299

9.2 VHDL程序基本结构300

9.2.1 实体（Entity）说明301

9.2.2 构造体（Architecture）302

9.2.3 库（Library）303

9.3 VHDL语言的基本数据类型和操作符304

9.3.1 数据对象及其分类304

9.3.2 数据类型304

9.3.3 运算操作符306

9.4 VHDL构造体的描述方式310

9.4.1 顺序描述语句310

9.4.2 并行描述语句318

9.5 基本逻辑电路设计324

9.5.1 组合逻辑电路设计325

9.5.2 时序逻辑电路设计327

9.6 MAX+plus II开发软件及其应用335

9.6.1 简易电子琴设计335

9.6.2 源文件的编辑336

9.6.3 系统的编译、综合、适配342

9.6.4 系统的有关仿真345

9.6.5 系统的编程下载348

习题348

第10章 数字系统350

10.1 数字系统概述350

10.1.1 数字系统的概念350

10.1.2 数字系统内部结构351

10.1.3 数字系统设计方法352

10.1.4 现代数字系统的基本设计原则354

10.2 寄存器传输语言355

10.2.1 寄存器传送微操作356

10.2.2 算术运算微操作356

10.2.3 逻辑运算微操作357

10.2.4 移位微操作357

10.2.5 条件控制语句358

10.3 数字系统设计的描述工具358

10.3.1 方框图358

10.3.2 算法流程图359

10.3.3 ASM图360

10.4 小型控制器的设计364

10.4.1 以触发器为核心的控制器设计364

10.4.2 以计数器为核心的控制器设计366

10.5 数字系统设计实例369

习题378

第11章 脉冲波形的产生与整形378

11.1 多谐振荡器379

11.1.1 门电路构成的多谐振荡器380

11.1.2 环形多谐振荡器383

11.1.3 晶体振荡器385

11.1.4 多谐振荡器的特点387

11.2 施密特触发器387

11.2.1 门电路组成的施密特触发器388

11.2.2 集成施密特触发器389

11.2.3 施密特触发器的应用390

11.3 单稳态触发器392

11.3.1 门电路组成的单稳态触发器392

11.3.2 集成单稳态触发器396

11.3.3 单稳态触发器的应用399

11.4 集成555定时器及其应用401

11.4.1 555定时器402

11.4.2 定时器应用举例404

习题408

第12章 数／模和模／数转换408

12.1 概述413

12.2 数／模转换器（DAC）414

12.2.1 数／模转换器的原理414

12.2.2 DAC的主要电路形式415

12.3 DAC的主要技术指标419

12.4 集成DAC芯片举例420

12.5 模／数转换器（ADC）423

12.5.1 模／数转换器的基本工作原理423

12.5.2 几种典型的A/D转换器425

12.6 A/D转换器的主要技术指标432

12.7 集成ADC芯片举例433

习题435

附录 国标图形符号简表436

参考文献439