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第1章 数制与码制1

1.1 模拟信号与数字信号1

1.1.1 模拟信号1

1.1.2 数字信号2

1.2 进位计数制2

1.2.1 数制的概念2

1.2.2 十进制数3

1.2.3 二进制数3

1.2.4 八进制数4

1.2.5 十六进制数4

1.3 数制的转换5

1.3.1 非十进制数转换成十进制数5

1.3.2 十进制数转换成非十进制数5

1.3.3 非十进制数之间的转换6

1.4 原码、反码和补码8

1.4.1 机器数和真值8

1.4.2 原码8

1.4.3 反码8

1.4.4 补码9

1.4.5 有符号数的加减运算9

1.5 码制10

1.5.1 BCD码10

1.5.2 可靠性编码11

1.5.3 字符代码13

1.6 实践案例——ASCII码的应用14

第2章 逻辑代数16

2.1 逻辑代数基础知识16

2.1.1 逻辑代数的运算16

2.1.2 逻辑代数的基本公式和定律20

2.1.3 逻辑代数的3个基本定理21

2.2 逻辑函数及其表示方法22

2.2.1 逻辑函数22

2.2.2 逻辑函数的表示方法22

2.2.3 逻辑函数的两种标准形式23

2.3 逻辑函数的公式化简法26

2.3.1 逻辑函数的最简形式26

2.3.2 逻辑函数的公式化简法26

2.4 逻辑函数的卡诺图化简法28

2.4.1 逻辑函数的卡诺图表示法28

2.4.2 用卡诺图化简逻辑函数29

2.4.3 具有无关项的逻辑函数化简31

2.5 实践案例——原料传输系统32

第3章 逻辑门电路36

3.1 半导体器件的开关特性36

3.1.1 二极管的开关特性37

3.1.2 晶体管的开关特性37

3.1.3 MOS管的开关特性39

3.2 分立元件门电路40

3.2.1 二极管与门41

3.2.2 二极管或门41

3.2.3 晶体管非门41

3.3 TTL集成逻辑门42

3.3.1 TTL与非门的结构和工作原理42

3.3.2 TTL与非门的电气特性与主要参数43

3.3.3 其他逻辑功能的TTL门电路47

3.3.4 TTL集电极开路门和三态逻辑门48

3.3.5 TTL门电路的使用规则51

3.4 CMOS集成逻辑门52

3.4.1 CMOS逻辑电路特点53

3.4.2 CMOS传输门55

3.4.3 CMOS漏极开路门与CMOS三态逻辑门55

3.4.4 CMOS门电路的使用规则56

3.5 实践案例——水位告警器57

第4章 组合逻辑电路60

4.1 组合逻辑电路概述60

4.2 组合逻辑电路的分析61

4.3 组合逻辑电路的设计63

4.4 常用中规模组合逻辑电路66

4.4.1 编码器66

4.4.2 译码器70

4.4.3 数据选择器75

4.4.4 数据分配器79

4.4.5 加法器80

4.4.6 数值比较器86

4.4.7 74系列、CD系列芯片性能比较88

4.5 竞争与冒险89

4.5.1 基本概念89

4.5.2 冒险的判别方法90

4.5.3 竞争冒险的消除方法91

4.6 实践案例——血型匹配功能电路93

第5章 触发器99

5.1 触发器概述99

5.2 基本SR触发器100

5.3 电平触发的触发器101

5.3.1 电平触发的SR触发器101

5.3.2 电平触发的D触发器102

5.4 脉冲触发的触发器104

5.4.1 主从SR触发器104

5.4.2 主从JK触发器105

5.5 边沿触发的触发器107

5.5.1 边沿D触发器107

5.5.2 维持阻塞触发器108

5.6 触发器的逻辑功能109

5.6.1 SR触发器的逻辑功能109

5.6.2 JK触发器的逻辑功能110

5.6.3 D触发器的逻辑功能110

5.6.4 T触发器的逻辑功能111

5.6.5 T＇触发器的逻辑功能111

5.7 触发器逻辑功能的转换112

5.8 触发器的电气特性114

5.8.1 静态特性114

5.8.2 动态特性114

5.9 实践案例——并行数据存储电路115

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 时序电路的分类119

6.1.2 时序电路的基本结构和描述方法120

6.2 时序逻辑电路的分析方法121

6.2.1 同步时序逻辑电路的分析方法121

6.2.2 异步时序逻辑电路的分析方法125

6.3 寄存器128

6.3.1 寄存器和移位寄存器结构组成及原理128

6.3.2 集成（移位）寄存器及其应用130

6.4 计数器135

6.4.1 计数器概述135

6.4.2 同步计数器结构组成及原理135

6.4.3 异步计数器结构组成及原理142

6.4.4 集成计数器及其应用143

6.5 同步时序逻辑电路的设计方法152

6.5.1 时序电路设计的基本任务152

6.5.2 时序电路的设计步骤152

6.6 用中规模集成电路设计时序电路157

6.6.1 用移位寄存器设计157

6.6.2 用计数器设计158

6.7 实践案例——病房呼叫系统160

第7章 脉冲产生和整形电路166

7.1 多谐振荡器166

7.1.1 门电路构成的多谐振荡器166

7.1.2 石英晶体多谐振荡器167

7.2 单稳态电路169

7.2.1 门电路构成的微分型单稳态电路169

7.2.2 集成单稳态触发器170

7.2.3 单稳态电路的应用171

7.3 施密特电路171

7.3.1 门电路构成的施密特电路172

7.3.2 施密特电路的应用172

7.4 555定时器及其应用173

7.4.1 电路组成及工作原理174

7.4.2 555定时器构成多谐振荡器175

7.4.3 555定时器构成单稳态电路176

7.4.4 555定时器构成施密特电路177

7.5 实践案例——简易电子琴178

第8章 半导体存储器181

8.1 半导体存储器概述181

8.2 只读存储器182

8.2.1 掩模ROM182

8.2.2 可编程ROM183

8.3 随机存储器RAM185

8.3.1 SRAM185

8.3.2 DRAM186

8.4 存储器容量的扩展187

8.5 实践案例——存储器在计算机系统中的应用189

第9章 可编程逻辑器件192

9.1 可编程逻辑器件概述192

9.1.1 PLD分类192

9.1.2 PLD基本结构193

9.1.3 PLD基本原理194

9.2 高密度可编程逻辑器件195

9.2.1 复杂可编程逻辑器件CPLD195

9.2.2 现场可编程门阵列FPGA197

9.2.3 基于芯片的设计方法198

9.3 硬件描述语言简介200

9.4 实践案例——采用VHDL设计的触发器201

第10章 A/D与D/A转换203

10.1 ADC203

10.1.1 ADC的组成203

10.1.2 常见的ADC电路204

10.1.3 ADC的主要技术参数209

10.2 DAC209

10.2.1 DAC的转换特性209

10.2.2 常见的DAC电路210

10.2.3 DAC的主要技术参数213

10.3 实践案例——数控直流稳压电源213

第11章 数字电路综合案例216

11.1 数字电路系统概述216

11.2 设计任务和要求217

11.3 系统总体方案217

11.4 设计可选元器件217

11.5 设计方案分析218

附录A 逻辑符号对照表224

附录B 常见数字电路芯片引脚226

一、TTL系列226

二、CMOS系列229

参考答案233

参考文献241