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第1章 数制与码制1

1.1 概述1

1.2 几种常用的数制2

1.2.1 十进制2

1.2.2 二进制3

1.2.3 八进制3

1.2.4 十六进制3

1.3 不同进制间的转换4

1.3.1 二进制数转换十进制数4

1.3.2 十进制数转换二进制数4

1.3.3 八进制、十六进制与二进制相互转换6

1.4 二进制算数运算6

1.4.1 二进制算术运算的特点6

1.4.2 原码、反码、补码和补码运算7

1.5 几种常用的编码9

1.5.1 二-十进制编码9

1.5.2 可靠性编码10

1.5.3 字符代码12

本章小结14

习题14

第2章 逻辑代数基础16

2.1 逻辑代数中的三种基本运算16

2.1.1 逻辑代数中的变量和常量16

2.1.2 基本逻辑运算16

2.1.3 几种常用的逻辑运算18

2.2 逻辑代数基本定律和常用公式21

2.2.1 基本定律21

2.2.2 常用公式22

2.3 逻辑代数中的基本规则22

2.3.1 代入规则22

2.3.2 反演规则23

2.3.3 对偶规则23

2.4 逻辑函数的表示方法24

2.5 逻辑函数的公式化简法27

2.6 逻辑函数的卡诺图化简法29

2.6.1 最小项与最小项表达式29

2.6.2 用卡诺图表示逻辑函数31

2.6.3 卡诺图化简逻辑函数34

2.6.4 具有无关项的逻辑函数式及其化简方法35

2.7 逻辑函数的表达式形式及其转化37

本章小结39

习题39

第3章 门电路44

3.1 概述44

3.2 半导体管的开关特性45

3.2.1 晶体二极管开关特性45

3.2.2 晶体三极管开关特性46

3.2.3 MOS管开关特性47

3.3 分立元件逻辑门电路48

3.3.1 与门电路49

3.3.2 或门电路49

3.3.3 非门电路50

3.3.4 与非门电路50

3.3.5 或非门电路51

3.4 TTL门电路52

3.4.1 TTL反相器电路结构及工作原理52

3.4.2 TTL的反相器电气特性53

3.4.3 其他类型的TTL门电路58

3.4.4 TTL电路的改进系列64

3.4.5 ECL和I2L65

3.5 CMOS门电路66

3.5.1 CMOS反相器电路结构及工作原理66

3.5.2 CMOS的反相器电气特性67

3.5.3 其他类型的CMOS门电路70

3.5.4 BiCMOS电路75

3.5.5 CMOS逻辑门电路技术参数75

3.6 数字集成电路的正确使用76

3.6.1 TTL电路的正确使用76

3.6.2 CMOS电路的正确使用76

3.7 TTL电路与CMOS电路的接口77

3.8 门电路带负载时的接口电路78

3.8.1 用门电路直接驱动显示器件78

3.8.2 机电性负载接口79

本章小结79

习题80

第4章 组合逻辑电路86

4.1 概述86

4.2 组合逻辑电路的分析86

4.3 常用的组合逻辑器件88

4.3.1 编码器88

4.3.2 译码器91

4.3.3 数据选择器97

4.3.4 加法器99

4.3.5 数值比较器102

4.4 组合逻辑电路的设计方法105

4.4.1 组合逻辑电路的设计方法105

4.4.2 用SSI设计组合逻辑电路106

4.4.3 用中规模集成组件设计组合逻辑电路110

4.5 组合逻辑电路中的竞争冒险113

本章小结115

习题116

第5章 触发器122

5.1 基本触发器122

5.1.1 与非门组成的基本SR触发器122

5.1.2 或非门组成的基本SR触发器125

5.2 电平触发器125

5.2.1 电平触发SR触发器126

5.2.2 电平触发D触发器127

5.2.3 电平触发器的空翻现象128

5.3 边沿触发器128

5.3.1 边沿D触发器128

5.3.2 边沿JK触发器130

5.3.3 维持-阻塞型D触发器132

5.4 触发器的逻辑功能和功能转换133

5.5 触发器的动态特性134

5.5.1 基本SR触发器135

5.5.2 同步电平触发SR触发器的动态特性136

5.5.3 维持阻塞触发器的动态特性137

本章小结138

习题139

第6章 时序逻辑电路143

6.1 概述143

6.1.1 时序逻辑电路的结构143

6.1.2 描述时序电路逻辑功能的函数143

6.1.3 时序电路的分类144

6.2 时序电路的分析方法144

6.2.1 同步时序逻辑电路的分析方法144

6.2.2 异步时序逻辑电路的分析举例149

6.3 常用时序逻辑电路及应用150

6.3.1 寄存器与移位寄存器150

6.3.2 计数器155

6.3.3 常用时序逻辑电路的应用168

6.4 时序逻辑电路的设计方法178

6.4.1 同步时序逻辑电路的设计方法178

6.4.2 时序逻辑电路的自启动设计186

6.5 异步时序逻辑电路的设计方法188

本章小结190

习题191

第7章 大规模集成电路198

7.1 概述198

7.2 只读存储器ROM199

7.2.1 ROM的结构和工作原理199

7.2.2 ROM的分类200

7.2.3 ROM的应用202

7.3 随机存储器RAM203

7.3.1 RAM的结构和原理203

7.3.2 RAM的存储单元203

7.3.3 存储容量的扩展204

7.4 可编程逻辑器件概述205

7.5 简单的可编程逻辑器件206

7.5.1 简单可编程逻辑器件的阵列结构特点206

7.5.2 与阵列和或阵列编程方法209

7.5.3 通用阵列逻辑器件GAL结构212

7.6 复杂的可编程逻辑器件CPLD214

7.7 现场可编程门阵列FPGA218

7.7.1 FPGA性能及基本结构218

7.7.2 嵌入式阵列和逻辑阵列块220

7.7.3 逻辑单元、快速通道互连及I/O单元222

7.8 CPLD和FPGA的编程与配置225

7.9 数字小系统的设计及实现227

7.9.1 数字系统的6个设计层次228

7.9.2 应用FPGA/CPLD的EDA开发流程228

本章小结230

习题231

第8章 硬件描述语言简介233

8.1 概述233

8.2 Verilog HDL硬件描述语言程序基本结构233

8.2.1 Verilog语言程序的模块234

8.2.2 逻辑功能的几种基本描述方法235

8.3 Verilog HDL语言要素237

8.3.1 标识符237

8.3.2 关键字237

8.3.3 格式238

8.3.4 注释238

8.3.5 数字与字符串238

8.3.6 数据类型239

8.3.7 参数240

8.3.8 运算符及表达式240

8.4 Verilog HDL语句243

8.4.1 赋值语句243

8.4.2 条件语句244

8.4.3 循环语句244

8.4.4 过程语句245

8.5 系统任务和系统函数246

8.5.1 任务246

8.5.2 函数246

8.6 用Verilog HDL描述逻辑电路的实例246

本章小结251

习题251

第9章 数模与模数转换器252

9.1 概述252

9.2 D/A转换器252

9.2.1 权电阻网络D/A转换器253

9.2.2 倒T型电阻网络D/A转换器254

9.2.3 权电流型D/A转换器256

9.2.4 D/A转换器的转换精度与转换速度259

9.3 A/D转换器260

9.3.1 A/D转换的基本概念260

9.3.2 并行比较型A/D转换器263

9.3.3 逐次逼近型A/D转换器265

9.3.4 双积分型A/D转换器268

9.3.5 A/D转换器的转换精度与转换时间272

本章小结272

习题273

第10章 脉冲波形的产生与变换277

10.1 概述277

10.2 555定时器的电路结构及工作原理277

10.2.1 电路结构278

10.2.2 555定时器工作原理279

10.3 用555定时器构成脉冲电路279

10.3.1 用555定时器构成施密特触发器279

10.3.2 用555定时器构成单稳态触发器282

10.3.3 用555定时器构成自激多谐振荡器285

10.4 常用脉冲发生和整形电路288

10.4.1 施密特触发器288

10.4.2 单稳态触发器292

10.4.3 多谐振荡器296

本章小结300

习题301

参考文献308