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第1章 数字电路基础知识1

1.1数字电路概述1

1.1.1模拟信号和数字信号1

1.1.2数字电路的特点2

1.1.3数字电路与脉冲电路的异同2

1.1.4数字电路的分类2

1.1.5数字电路的应用3

1.2数制3

1.2.1各种数制4

1.2.2数制转换5

1.2.3二进制正、负数的表示法8

1.3码制和常用代码9

1.3.1二十进制编码（BCD码）9

1.3.2可靠性编码10

1.3.3字符码12

1.4逻辑代数13

1.4.1逻辑变量与逻辑函数13

1.4.2基本逻辑运算13

1.4.3复合逻辑运算15

1.4.4几个概念16

1.5逻辑函数的表示方法及其相互转换17

1.5.1真值表17

1.5.2逻辑表达式17

1.5.3逻辑图20

1.5.4波形图20

1.5.5卡诺图21

1.6逻辑代数的基本公式、定律和规则22

1.6.1基本公式22

1.6.2基本定律22

1.6.3基本规则23

1.7逻辑函数的化简24

1.7.1“最简”的概念及最简表达式的几种形式24

1.7.2逻辑函数的公式化简法25

1.7.3逻辑函数的卡诺图化简法26

1.7.4具有无关项的逻辑函数的化简28

1.8 VHDL语言基础30

1.8.1 VHDL语言程序的基本结构31

1.8.2 VHDL语言中的数据32

本章小结36

习题137

本章实训 集成逻辑门电路的功能检测40

第2章 门电路44

2.1半导体器件的开关特性44

2.1.1半导体二极管的开关特性44

2.1.2半导体三极管的开关特性45

2.1.3 MOS管的开关特性47

2.2分立元件门电路48

2.2.1二极管与门48

2.2.2二极管或门49

2.2.3三极管非门（反相器）49

2.3集成TTL门电路50

2.3.1集成TTL与非门50

2.3.2集成TTL非门、或非门、集电极开路门和三态门54

2.3.3改进型TTL门电路——抗饱和TTL门电路59

2.3.4使用TTL门电路的注意事项60

2.3.5 ECL门电路61

2.4集成MOS门电路62

2.4.1 CMOS门电路62

2.4.2 CMOS集成门电路及其使用规则64

2.4.3 TTL与MOS门电路之间的接口技术66

本章小结67

习题267

本章实训 集成逻辑门参数测试70

第3章 组合逻辑电路75

3.1组合逻辑电路的特点及分析设计方法75

3.1.1组合电路的特点75

3.1.2组合电路的一般分析方法75

3.1.3组合电路的一般设计方法77

3.2常用组合逻辑电路介绍80

3.2.1编码器80

3.2.2译码器85

3.2.3加法器90

3.2.4数值比较器92

3.2.5数据选择器95

3.2.6数据分配器98

3.3组合电路中的竞争冒险99

3.3.1竞争冒险的概念及产生原因99

3.3.2竞争冒险的消除方法100

3.4常用组合逻辑功能器件的VHDL语言描述101

3.4.1 VHDL语言的主要描述语句101

3.4.2常用组合逻辑功能器件的VHDL描述103

本章小结106

习题3107

本章实训 组合逻辑电路的功能检测及设计实训109

第4章 触发器113

4.1触发器概述113

4.1.1触发器的功能特点113

4.1.2触发器的分类及逻辑功能描述方法113

4.2基本RS触发器114

4.2.1电路组成及逻辑符号114

4.2.2逻辑功能分析及描述114

4.2.3应用举例116

4.2.4集成基本触发器116

4.3同步触发器117

4.3.1同步RS触发器118

4.3.2同步D触发器120

4.4主从触发器123

4.4.1主从RS触发器123

4.4.2主从JK触发器124

4.4.3主从T触发器和主从T′触发器127

4.5边沿触发器128

4.5.1维持阻塞D触发器128

4.5.2边沿JK触发器130

4.6不同类型时钟触发器间的转换131

4.6.1转换原理131

4.6.2 JK→D、T、T′和RS132

4.6.3 D→JK、T、T′和RS133

4.7集成触发器应用电路举例134

4.7.1分频器电路134

4.7.2单脉冲产生电路135

4.7.3三相脉冲信号源135

4.7.4串行数值比较器135

4.7.5时间判别电路135

4.8触发器的VHDL语言描述136

4.8.1时钟信号的VHDL描述136

4.8.2 RS触发器的VHDL描述137

4.8.3 D触发器的VHDL描述138

4.8.4 JK触发器的VHDL描述139

4.8.5 T触发器的VHDL描述140

本章小结141

习题4141

本章实训1触发器基本参数和逻辑功能的检测144

本章实训2触发器的应用实训148

第5章 时序逻辑电路151

5.1时序逻辑电路概述151

5.1.1时序电路的特点151

5.1.2时序电路逻辑功能的描述方法151

5.1.3时序电路的一般分析方法152

5.2计数器153

5.2.1计数器的分类153

5.2.2同步计数器153

5.2.3异步计数器163

5.2.4集成计数器构成N进制计数器的方法166

5.2.5计数器应用电路举例169

5.3寄存器170

5.3.1数码寄存器170

5.3.2移位寄存器171

5.3.3寄存器的应用174

5.4顺序脉冲发生器177

5.5时序逻辑电路的设计178

5.5.1设计方法及步骤178

5.5.2设计举例179

5.6时序逻辑电路的VHDL描述183

5.6.1计数器的VHDL描述183

5.6.2寄存器的VHDL描述185

本章小结189

习题5189

本章实训 时序逻辑电路的设计192

第6章 脉冲波形的产生与整形196

6.1概述196

6.2 555定时器197

6.2.1电路结构197

6.2.2基本功能198

6.3单稳态触发器198

6.3.1 555定时器构成的单稳态触发器199

6.3.2集成单稳态触发器199

6.3.3应用举例201

6.4多谐振荡器202

6.4.1 555定时器构成的多谐振荡器202

6.4.2应用举例203

6.5施密特触发器204

6.5.1 555定时器构成的施密特触发器205

6.5.2应用举例206

6.6 555定时器的典型应用207

6.6.1 555触摸定时开关207

6.6.2直流电机调速控制电路208

6.6.3电热温控器208

6.6.4简易电子琴电路209

6.6.5速率检测电路209

本章小结210

习题6211

本章实训1 555定时器及其应用电路的设计与检测213

本章实训2施密特触发器的应用实训216

本章实训3多谐振荡器和单稳态电路的设计及调试实训218

第7章 数模、模数转换电路221

7.1 D/A转换器221

7.1.1 D/A转换原理221

7.1.2倒T型电阻网络D/A转换器221

7.1.3 D/A转换器的主要技术指标224

7.1.4 8位集成DAC0832225

7.2 A/D转换器227

7.2.1 A/D转换的一般步骤227

7.2.2取样保持电路228

7.2.3逐次渐近型A/D转换器229

7.2.4双积分型A/D转换器231

7.2.5 A/D转换器的主要技术指标232

7.2.6 8位集成ADC0809233

本章小结234

习题7235

本章实训1 D/A、A/D转换器的测试236

本章实训2 D/A转换器应用实训239

第8章 存储器和可编程逻辑器件243

8.1概述243

8.1.1存储器243

8.1.2可编程逻辑器件244

8.2存储器及其应用244

8.2.1随机存取存储器RAM244

8.2.2只读存储器ROM248

8.3可编程逻辑器件PLD253

8.3.1 PLD的基本结构254

8.3.2 PLD的分类254

8.3.3 PLD的应用255

8.4存储器的VHDL描述258

8.4.1只读存储器（ROM）的VHDL描述258

8.4.2随机存储器（RAM）的VHDL描述259

本章小结260

习题8260

本章实训 存储器RAM和ROM的测试262

附录A综合实训266

实训1感应式防盗报警电路266

实训2医院住院患者“呼喊”器267

实训3用VHDL设计密码锁268

实训4用VHDL设计4位微处理器的算术逻辑单元（ALU）271

参考文献274