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第1章 数字逻辑基础1

1.1 模拟信号1

1.2 数字信号2

1.3 模拟电路与数字电路2

1.4 数制4

1.5 数制间的转换6

1.5.1 任意进制转换成十进制6

1.5.2 十进制转换成任意进制6

1.5.3 二进制与八进制间的转换7

1.5.4 二进制与十六进制间的转换8

1.6 代码8

1.6.1 二-十进制代码8

1.6.2 格雷码9

1.6.3 字符代码9

1.7 二进制代码的表示法10

1.8 带符号二进制数的表示法10

1.8.1 二进制正数表示法10

1.8.2 二进制负数表示法10

1.8.3 带符号二进制数的运算11

1.9 偏移码12

习题12

第2章 逻辑门电路14

2.1 概述14

2.2 逻辑门电路介绍14

2.2.1 基本逻辑门电路14

2.2.2 复合逻辑门电路15

2.3 TTL集成门电路17

2.3.1 TTL集成电路概述17

2.3.2 TTL与非门18

2.3.3 TTL与非门的电气特性20

2.3.4 其他类型TTL门电路22

2.3.5 TTL电路的改进系列27

2.4 MOS门电路28

2.4.1 NMOS门电路28

2.4.2 CMOS电路30

2.4.3 CMOS电路特点32

2.4.4 集成电路使用注意事项32

2.5 TTL与CMOS电路的连接33

2.6 TTL、CMOS常用芯片介绍34

习题35

第3章 逻辑代数基础41

3.1 逻辑代数运算法则41

3.1.1 基本逻辑运算41

3.1.2 逻辑代数的基本定律42

3.1.3 逻辑代数的基本规则42

3.1.4 逻辑代数常用公式43

3.2 逻辑函数的标准形式43

3.2.1 最小项和标准与或式43

3.2.2 最大项和标准或与式45

3.2.3 最大项与最小项的关系46

3.3 逻辑函数的公式化简法47

3.4 逻辑函数的卡诺图化简法48

3.4.1 卡诺图48

3.4.2 用卡诺图表示逻辑函数49

3.4.3 用卡诺图化简逻辑函数49

3.4.4 具有随意项的逻辑函数化简51

3.4.5 引入变量卡诺图52

习题53

第4章 组合逻辑电路59

4.1 组合逻辑电路分析59

4.2 组合逻辑电路设计60

4.3 编码器63

4.3.1 普通编码器63

4.3.2 优先编码器64

4.4 译码器67

4.4.1 二进制译码器67

4.4.2 码制变换译码器70

4.4.3 显示译码器71

4.5 数据选择器75

4.5.1 数据选择器75

4.5.2 数据选择器实现逻辑函数76

4.6 数值比较器78

4.6.1 一位数值比较器79

4.6.2 四位数值比较器748579

4.6.3 数值比较器的位数扩展80

4.7 加法电路80

4.7.1 半加器81

4.7.2 全加器81

4.7.3 超前进位加法器7428382

4.8 组合逻辑电路的竞争冒险84

4.8.1 竞争冒险的分类与判别84

4.8.2 竞争冒险消除方法85

习题86

第5章 触发器92

5.1 电平触发的触发器92

5.1.1 由与非门构成的基本RS触发器92

5.1.2 时钟触发器96

5.2 脉冲触发的触发器100

5.2.1 主从RS触发器100

5.2.2 主从JK触发器101

5.3 边沿触发的触发器105

5.3.1 TTL边沿触发器105

5.3.2 CMOS边沿触发器107

5.4 触发器的分类和区别110

5.5 触发器之间的转换112

5.6 触发器的典型应用112

习题114

第6章 时序逻辑电路119

6.1 时序逻辑电路的基本概念119

6.1.1 时序逻辑电路的结构及特点119

6.1.2 时序逻辑电路的分类120

6.1.3 时序逻辑电路的表示方法120

6.2 同步时序逻辑电路的一般分析方法121

6.3 同步时序逻辑电路的设计124

6.4 计数器131

6.4.1 4位二进制同步集成计数器74161131

6.4.2 8421BCD码同步加法计数器74160133

6.4.3 同步二进制加法计数器74163134

6.4.4 二-五-十进制异步加法计数器74290134

6.4.5集成计数器的应用135

6.5 寄存器140

6.5.1 寄存器74175140

6.5.2 移位寄存器141

6.5.3 集成移位寄存器74194143

6.5.4 移位寄存器构成的移位型计数器144

6.6 序列信号发生器147

6.6.1 计数型序列信号发生器147

6.6.2 移位型序列信号发生器147

习题150

第7章 脉冲波形的产生与变换155

7.1 555定时器155

7.2 施密特触发器156

7.2.1 555定时器构成的施密特触发器156

7.2.2 门电路构成的施密特触发器157

7.2.3 集成施密特触发器159

7.2.4 施密特触发器的应用159

7.3 单稳态触发器161

7.3.1 TTL与非门组成的微分型单稳态触发器161

7.3.2 555定时器构成的单稳态触发器163

7.3.3 集成单稳态触发器164

7.3.4 单稳态触发器的应用166

7.4 多谐振荡器169

7.4.1 555定时器构成的多谐振荡器169

7.4.2 TTL与非门构成的多谐振荡器171

7.4.3 石英晶体振荡器173

7.4.4 施密特触发器构成的多谐振荡器173

7.4.5 多谐振荡器的应用175

习题176

第8章 数字系统设计基础180

8.1 数字系统概述180

8.1.1 数字系统结构180

8.1.2 数字系统的定时180

8.1.3 数字系统设计的一般过程181

8.2 算法状态机——ASM图表181

8.2.1 ASM图表符号181

8.2.2 ASM图表的含义183

8.2.3 ASM图表的建立184

8.3 数字系统设计185

习题193

第9章 数模与模数转换196

9.1 数模转换电路196

9.1.1 数模转换关系196

9.1.2 权电阻网络DAC197

9.1.3 R-2R梯形电阻网络DAC198

9.1.4 R-2R倒梯形电阻网络DAC199

9.1.5 电流激励DAC200

9.1.6 集成数模转换电路200

9.1.7 数模转换的主要技术指标205

9.2 模数转换电路207

9.2.1 ADC的工作过程207

9.2.2 并行比较ADC209

9.2.3 并／串型ADC211

9.2.4 逐次逼近型ADC212

9.2.5 双积分ADC214

9.2.6 集成模数转换电路216

9.2.7 模数转换的主要技术指标218

习题219

第10章 半导体存储器及可编程逻辑器件223

10.1 半导体存储器概述223

10.1.1 半导体存储器的分类223

10.1.2 存储器的技术指标224

10.2 随机存储器RAM224

10.2.1 RAM的基本结构225

10.2.2 RAM芯片简介228

10.2.3 RAM的容量扩展229

10.3 只读存储器ROM231

10.3.1 ROM的分类231

10.3.2 ROM的结构与基本原理232

10.3.3 ROM应用233

10.4 可编程逻辑器件PLD236

10.4.1 可编程逻辑器件概述236

10.4.2 可编程逻辑器件的基本结构和电路表示方法237

10.4.3 复杂可编程逻辑器件CPLD239

10.4.4 现场可编程门阵列FPGA243

10.4.5 CPLD/FPGA设计方法与编程技术247

习题250

第11章 硬件描述语言Verilog HDL256

11.1 Verilog HDL的基本知识256

11.1.1 什么是Verilog HDL256

11.1.2 Verilog HDL的发展历史256

11.1.3 Verilog HDL程序的基本结构257

11.2 Verilog HDL的基本元素259

11.2.1 注释符259

11.2.2 标识符260

11.2.3 关键字260

11.2.4 间隔符260

11.2.5 操作符260

11.2.6 数据类型264

11.3 Verilog HDL的基本语句269

11.3.1 过程结构语句269

11.3.2 语句块271

11.3.3 时序控制272

11.3.4 赋值语句273

11.3.5 分支语句274

11.3.6 循环语句275

11.4 Verilog HDL程序设计实例277

11.4.1 基本逻辑门电路设计277

11.4.2 组合逻辑电路设计280

11.4.3 时序逻辑电路设计286

11.4.4 数字系统设计实例291

11.5 Verilog HDL的模拟仿真294

11.5.1 Quartus Ⅱ开发软件294

11.5.2 仿真实例296

习题303

参考文献304