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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

1.2.1 数字电路与模拟电路1

1.2.2 数字集成芯片2

1.2.3 集成电路的封装3

1.3 电子设计自动化技术简介5

1.4 可编程逻辑器件开发环境及设计流程7

1.5 数字电子技术基础课程9

1.5.1 课程内容9

1.5.2 课程学习方法11

第2章 数制和码制12

2.1 引言12

2.2 几种常用的数制12

2.3 不同数制间的相互转换14

2.3.1 十进制与其他进制间的相互转换14

2.3.2 二进制与十六进制间的转换16

2.3.3 二进制与八进制间的转换16

2.4 二进制数的算术运算17

2.4.1 二进制数的基本运算17

2.4.2 二进制数的原码、补码和反码18

2.5 几种常用的编码19

本章小结22

自我检测22

习题23

第3章 逻辑代数基础25

3.1 引言25

3.2 逻辑运算25

3.2.1 基本逻辑运算25

3.2.2 组合逻辑运算27

3.2.3 逻辑运算定律29

3.3 逻辑代数的基本定理和基本规则29

3.3.1 基本定理29

3.3.2 基本规则31

3.4 逻辑函数的代数化简法32

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45

第4章 门电路47

4.1 引言47

4.2 半导体二极管门电路47

4.3 TTL门电路49

4.3.1 双极晶体管的开关特性49

4.3.2 标准TTL与非门50

4.3.3 其他系列TTL门59

4.3.4 TTL集电极开路门61

4.3.5 TTL三态门64

4.4 CMOS门电路66

4.4.1 MOS管的开关电路66

4.4.2 CMOS反相器66

4.4.3 CMOS与非门和或非门68

4.4.4 CMOS传输门71

4.4.5 多路模拟开关73

4.4.6 CMOS门电路的参数75

4.4.7 CMOS门电路与TTL门电路的比较77

4.5 ECL门电路78

4.6 门电路使用中的注意事项80

4.7 三态8位总线缓冲器80

本章小结82

自我检测83

习题84

第5章 组合逻辑电路89

5.1 引言89

5.2 组合逻辑电路的特点和功能描述89

5.3 组合逻辑电路的分析与设计90

5.3.1 组合逻辑电路的分析90

5.3.2 逻辑函数的变换94

5.3.3 组合逻辑电路的设计96

5.4 加法器100

5.4.1 1位二进制加法电路100

5.4.2 集成4位加法器103

5.5 编码器105

5.5.1 二进制编码器106

5.5.2 优先编码器108

5.5.3 集成优先编码器109

5.6 译码器111

5.6.1 二进制译码器112

5.6.2 代码转换译码器118

5.6.3 显示译码器120

5.7 数据选择器128

5.7.1 数据选择器的结构原理128

5.7.2 数据选择器的应用131

5.8 数码比较器134

5.8.1 比较单元电路135

5.8.2 4位二进制码比较器135

5.8.3 数码比较器的应用137

5.9 竞争与冒险138

5.9.1 基本概念138

5.9.2 竞争冒险的判别139

5.9.3 竞争冒险的消除140

5.10 组合逻辑电路的Verilog HDL实现140

5.10.1 逻辑电路的Verilog HDL描述方式140

5.10.2 2选1数据选择器的Verilog HDL实现141

5.10.3 4选1数据选择器的Verilog HDL实现147

5.10.4 4位加法器的Verilog HDL实现155

5.10.5 七段数码管显示译码器的Verilog HDL实现157

本章小结159

自我检测160

习题165

第6章 触发器171

6.1 引言171

6.2 基本RS触发器171

6.2.1 与非门构成的基本RS触发器171

6.2.2 或非门构成的基本RS触发器174

6.3 时钟触发器174

6.3.1 时钟RS触发器174

6.3.2 D触发器176

6.3.3 JK触发器178

6.3.4 T触发器180

6.3.5 T′触发器181

6.3.6 不同功能触发器的转换181

6.3.7 触发器的动态特性182

6.4 8位D锁存器和触发器184

6.5 D触发器的Verilog语言描述188

本章小结191

自我检测192

习题195

第7章 时序逻辑电路199

7.1 引言199

7.2 时序逻辑电路的特点和功能描述199

7.3 时序逻辑电路的分析200

7.3.1 同步时序逻辑电路的分析200

7.3.2 异步时序逻辑电路的分析205

7.4 计数器207

7.4.1 同步加法计数器207

7.4.2 异步加法计数器216

7.4.3 集成加／减计数器222

7.5 同步时序逻辑电路的设计227

7.6 寄存器及移位寄存器型计数器234

7.6.1 数码寄存器234

7.6.2 移位寄存器235

7.6.3 移位寄存器型计数器240

7.6.4 最大长度移位寄存器型计数器245

7.7 顺序脉冲发生器247

7.8 序列脉冲发生器249

7.9 时序逻辑电路的Verilog HDL实现251

7.9.1 4位二进制加法计数器251

7.9.2 同步置数、同步清零加法计数器253

7.9.3 异步清零计数器255

7.9.4 扭环型计数器256

7.9.5 状态机258

本章小结266

自我检测267

习题270

第8章 半导体存储器及可编程逻辑器件276

8.1 引言276

8.2 只读存储器ROM277

8.2.1 ROM的结构与工作原理277

8.2.2 ROM的分类279

8.2.3 ROM芯片282

8.2.4 ROM的应用284

8.3 随机存储器RAM287

8.3.1 RAM的基本结构287

8.3.2 RAM的基本存储单元287

8.3.3 RAM芯片289

8.3.4 部分特殊RAM290

8.4 半导体存储器容量的扩展293

8.5 可编程逻辑器件294

8.5.1 可编程逻辑器件的发展294

8.5.2 可编程逻辑器件的结构296

8.5.3 传统的电子设计与可编程逻辑器件设计比较301

8.6 Altera公司可编程逻辑器件的编程和配置304

8.6.1 CPLD的在线编程305

8.6.2 FPGA的配置305

本章小结308

自我检测310

习题311

第9章 脉冲产生及变换电路313

9.1 引言313

9.2 矩形脉冲的主要参数313

9.3 施密特触发器314

9.3.1 用门电路构成的施密特触发器314

9.3.2 施密特触发器的应用316

9.3.3 集成施密特触发器316

9.4 集成单稳态触发器319

9.4.1 集成单稳态触发器的逻辑功能320

9.4.2 集成单稳态触发器的应用322

9.5 多谐振荡器323

9.5.1 用施密特触发器构成的多谐振荡器323

9.5.2 石英晶体振荡器324

9.6 555定时器及其应用327

9.6.1 555定时器327

9.6.2 用555定时器构成的单稳态触发器329

9.6.3 用555定时器构成的多谐振荡器332

9.6.4 用555定时器构成的施密特触发器335

9.6.5 用555定时器构成的压控振荡器336

本章小结337

自我检测337

习题339

第10章 数模与模数转换器342

10.1 引言342

10.2 数模与模数转换器的基本概念342

10.3 D/A转换器343

10.3.1 倒T型电阻解码网络的D/A转换器343

10.3.2 集成D/A转换器AD7524345

10.3.3 D/A转换器的转换精度与转换速率347

10.3.4 由计数器驱动D/A转换器的Multisim仿真348

10.4 A/D转换器349

10.4.1 A/D转换的基本原理349

10.4.2 并行比较型A/D转换器351

10.4.3 逐次逼近型A/D转换器353

10.4.4 双积分型A/D转换器356

10.4.5 流水线型A/D转换器359

10.4.6 A/D转换器的转换精度与转换速率363

10.4.7 A/D转换器的Multisim仿真364

10.5 多路数据采集系统简介366

本章小结367

自我检测367

习题368

第11章 实用电子电路设计372

11.1 引言372

11.2 电子电路设计流程372

11.3 印制电路板及电路的抗干扰设计373

11.3.1 印制电路板设计的一般原则374

11.3.2 多层印制电路板的抗干扰设计376

11.3.3 电源与接地系统的设计377

11.3.4 去耦电容的设计380

11.3.5 高速电路的抗干扰设计381

11.4 若干常用数字电路382

11.4.1 自动复位电路382

11.4.2 开关去抖电路383

11.4.3 光电耦合电路386

11.5 数字温度计386

11.6 数字频率计387

11.7 数字电容测试仪390

本章小结392

习题393

附录一 Quartus Ⅱ软件的使用方法394

附录二 DE2实验板主要引脚连线对应表407

附录三 Xilinx ISE软件的使用方法410

附录四 BASYS2开发板引脚分配表433

中英文名词对照表434

参考文献437