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第1章 数字逻辑基础1

1.1　数字电路概述1

1.1.1　数字信号与数字电路1

1.1.2　数字电路的特点与分类1

1.1.3　脉冲波形的主要参数2

1.2　数制与编码2

1.2.1　数制2

1.2.2　数制转换4

1.2.3　编码6

1.3　逻辑代数基础7

1.3.1　三种基本逻辑关系及运算7

1.3.2　几种常见的复合逻辑关系9

1.3.3　逻辑函数及其表示法10

1.3.4　逻辑代数的基本定律和规则12

1.3.5　逻辑函数的公式化简法14

1.3.6　逻辑函数的卡诺图化简法15

1.4　习题20

第2章　逻辑电路基本单元23

2.1 门电路的功能及应用23

2.1.1　半导体器件的开关特性23

2.1.2　分立元件门电路25

2.1.3　TTL集成门电路27

2.1.4　CMOS集成门电路32

2.2　实验一　门电路的认识与测试33

2.3　触发器功能及应用34

2.3.1　基本RS触发器35

2.3.2　同步触发器36

2.3.3　边沿触发器38

2.3.4　触发器的转换39

2.4　实验二　触发器功能测试40

2.5　习题42

第3章　组合逻辑电路46

3.1　组合逻辑电路的分析方法和设计方法46

3.1.1　组合逻辑电路的分析方法46

3.1.2　组合逻辑电路的设计方法47

3.1.3　组合逻辑电路的竞争与冒险49

3.2　加法器的功能及应用51

3.2.1　半加器和全加器51

3.2.2　加法器53

3.2.3　加法器的应用54

3.3　实验三　加法器功能测试和级联56

3.4　数值比较器的功能及应用57

3.4.1　一位数值比较器57

3.4.2　四位数值比较器57

3.4.3　数值比较器的扩展58

3.5　编码器功能及应用58

3.5.1　二进制编码器59

3.5.2　二-十进制编码器60

3.5.3　优先编码器60

3.6　译码器功能及应用62

3.6.1　二进制译码器62

3.6.2　二-十进制译码器64

3.6.3　显示译码器65

3.6.4　用译码器实现组合逻辑函数67

3.7　实验四　编码、译码及显示电路的构成68

3.8　数据选择器和数据分配器的功能及应用70

3.8.1　数据选择器71

3.8.2　数据分配器73

3.8.3　数据选择器的应用74

3.9　只读存储器75

3.9.1　ROM的结构及工作原理75

3.9.2　ROM的应用77

3.10　可编程逻辑器件79

3.10.1　PLD的基本结构80

3.10.2　PLD的分类81

3.10.3　PLD器件应用82

3.11　习题83

第4章　时序逻辑电路85

4.1 时序逻辑电路的分析和设计方法85

4.1.1　时序逻辑电路概述85

4.1.2　同步时序逻辑电路分析方法85

4.1.3　异步时序逻辑电路分析方法88

4.1.4　同步时序逻辑电路设计方法89

4.2　计数器的功能及应用92

4.2.1　二进制计数器92

4.2.2　十进制计数器95

4.2.3　N进制计数器97

4.3　实验五计数、显示电路的构成99

4.4　寄存器的功能及应用100

4.4.1　基本寄存器100

4.4.2　移位寄存器100

4.4.3　寄存器的应用102

4.5　实验六寄存器构成彩灯控制器103

4.6　随机存取存储器104

4.6.1　RAM的结构104

4.6.2　RAM的扩展106

4.7　习题107

第5章　脉冲信号的产生与整形110

5.1　概述110

5.2　多谐振荡器110

5.2.1　由门电路构成的多谐振荡器110

5.2.2　555定时器的结构和工作原理112

5.2.3　由555定时器构成的多谐振荡器114

5.2.4　多谐振荡器的应用116

5.3　实验七用555定时器构成多谐振荡器117

5.4　单稳态触发器118

5.4.1 由门电路构成的单稳态触发器118

5.4.2 由555定时器构成的单稳态触发器120

5.4.3　单稳态触发器的应用121

5.5　施密特触发器122

5.5.1 由门电路构成的施密特触发器122

5.5.2　由555定时器构成的施密特触发器124

5.5.3　施密特触发器的应用125

5.6　习题125

第6章　模／数和数／模转换电路128

6.1　概述128

6.2　模／数转换器128

6.2.1　A/D转换器的基本原理128

6.2.2　常用A/D转换电路131

6.2.3　A/D转换器的主要参数134

6.2.4　集成A/D转换器及应用134

6.3　数／模转换器135

6.3.1　D/A转换器的基本原理135

6.3.2　常用D/A转换器136

6.3.3　D/A转换器的主要参数139

6.3.4　集成D/A转换器及应用139

6.4　实验八A/D-D/A转换实验142

6.5　习题143

第7章　CPLD/FPGA系统设计初步145

7.1 CPLD/FPGA系统设计概述145

7.1.1 CPLD/FPGA的基本结构和特点145

7.1.2　CPLD/FPGA的设计方法148

7.1.3　CPLD/FPGA的编程语言和开发工具148

7.2　QuartusⅡ软件平台简介149

7.2.1　QuartusⅡ软件简介149

7.2.2　QuartusⅡ软件设计流程150

7.3 VHDL语言编程基础151

7.3.1　VHDL程序设计基本结构151

7.3.2　VHDL语言要素156

7.3.3　VHDL基本描述语句162

7.4　基本逻辑电路的VHDL设计172

7.4.1　组合逻辑电路设计举例172

7.4.2　时序逻辑电路设计举例174

7.5　实验九基本逻辑电路的VHDL设计177

7.6　习题178

第8章　项目设计180

8.1 数字电子钟的设计与制作180

8.1.1　项目任务书180

8.1.2　项目指导书181

8.2　智力竞赛抢答器的设计与制作185

8.2.1　项目任务书185

8.2.2　项目指导书186

8.3　数字温度计的设计与制作190

8.3.1　项目任务书190

8.3.2　项目指导书191

8.4　基于FPGA的简易信号发生器的设计与实现193

8.4.1　项目任务书193

8.4.2　项目指导书195

参考文献199