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绪论1

第1章 逻辑代数基础3

1.1 导论3

1.1.1 模拟信号与数字信号4

1.1.2 二进制的算术运算4

1.1.3 数制和码制4

1.2 逻辑运算8

1.2.1 基本逻辑运算8

1.2.2 组合逻辑运算10

1.3 公式和定理11

1.3.1 常量与常量之间的关系11

1.3.2 变量与常量之间的关系11

1.3.3 特殊定理12

1.3.4 与普通代数相似的定理12

1.3.5 几个常用公式12

1.4 基本规则13

1.4.1 代入规则13

1.4.2 对偶规则13

1.4.3 反演规则13

1.5 用代数法化简逻辑式14

1.5.1 同一逻辑关系逻辑式形式的多样性15

1.5.2 与或型逻辑式的化简步骤15

1.6 最小项和最大项17

1.6.1 最小项和最大项的定义17

1.6.2 最小项和最大项的性质18

1.6.3 与或标准型和或与标准型19

1.7 卡诺图化简法19

1.7.1 卡诺图19

1.7.2 与项的读取和填写21

1.7.3 卡诺图化简的原则24

1.7.4 卡诺图化简的步骤24

1.7.5 具有约束条件的逻辑函数化简26

1.8 逻辑函数的变换27

1.8.1 5种类型的逻辑函数27

1.8.2 与或型转换为与非与非型28

1.8.3 与或型转换为或与型28

1.8.4 与或型转换为或非或非型28

1.8.5 与或型转换为与或非型29

1.9 逻辑式的最佳化29

1.9.1 逻辑式最佳化的概念29

1.9.2 异或门实现最佳化30

1.9.3 实现最佳化的一般方法30

习题31

第2章 门电路35

2.1 导论35

2.1.1 半导体二极管的开关特性36

2.1.2 半导体三极管的开关特性37

2.2 分立元件门电路40

2.2.1 与门40

2.2.2 或门41

2.2.3 非门（反相器）42

2.3 集成门电路（TTL）42

2.3.1 TTL与非门电路结构42

2.3.2 电路的逻辑功能43

2.3.3 特性曲线44

2.3.4 参数与指标50

2.4 其他类型TTL门51

2.4.1 集电极开路门（OC门）51

2.4.2 三态门54

2.4.3 与或非门、或非门和异或门55

2.4.4 TTL系列门标准参数57

2.5 CMOS逻辑门58

2.5.1 CMOS反相器59

2.5.2 CMOS与非门电路61

2.5.3 CMOS传输门62

2.5.4 CMOS门的参数指标63

2.6 数字电路的VHDL描述65

2.6.1 与非门65

2.6.2 或非门66

2.6.3 异或门66

习题67

第3章 组合数字电路71

3.1 导论71

3.2 组合数字电路的分析72

3.2.1 组合电路的分析方法72

3.2.2 分析异或门73

3.3 组合数字电路的设计74

3.3.1 半加法器设计74

3.3.2 全加器设计75

3.3.3 全加器的VHDL描述77

3.4 常用组合集成逻辑电路79

3.4.1 集成4位超前进位全加器79

3.4.2 译码器82

第4章 触发器和定时器93

4.1 导论94

4.1.1 时序数字电路的定义94

4.1.2 触发器的分类和逻辑功能94

4.2 基本RS触发器95

4.2.1 基本RS触发器的工作原理95

4.2.2 2个稳态95

4.2.3 触发翻转95

4.2.4 真值表和特征方程96

4.2.5 状态转换图96

4.2.6 集成基本RS触发器97

4.3 同步时钟RS触发器98

4.3.1 同步时钟触发器引出98

4.3.2 同步RS时钟触发器的结构和原理98

4.3.3 同步RS时钟触发器的特征方程99

4.3.4 波形及空翻现象99

4.3.5 状态转换图100

4.4 主从触发器100

4.4.1 主从RS触发器100

4.4.2 主从JK触发器102

4.5 边沿触发器105

4.5.1 维持阻塞D触发器的电路结构105

4.5.2 维持阻塞D触发器的工作原理106

4.5.3 特征表和特征方程107

4.5.4 状态转换图和时序图107

4.5.5 边沿集成D触发器108

4.6 边沿JK触发器108

4.6.1 边沿JK触发器的结构与原理108

4.6.2 特征表和特征方程109

4.6.3 状态转换图和时序图109

4.6.4 逻辑符号109

4.6.5 集成边沿JK触发器110

4.7 触发器VHDL描述111

4.7.1 程序设计111

4.7.2 仿真验证112

4.8 555定时器112

4.8.1 概述112

4.8.2 单稳态触发器114

4.8.3 多谐振荡器114

4.8.4 密特触发器115

4.8.5 压控振荡器116

习题117

第5章 时序数字电路125

5.1 导论125

5.2 时序电路分析126

5.2.1 同步电路分析126

5.2.2 异步电路分析129

5.3 同步时序数字电路的设计130

5.3.1 同步计数器设计130

5.3.2 时序逻辑问题设计134

5.4 常用时序逻辑器件141

5.4.1 寄存器和移位寄存器141

5.4.2 计数器146

5.4.3 用集成计数器实现任意进制计数器156

5.4.4 用VHDL语言描述时序电路166

习题168

第6章 存储器及大规模集成电路175

6.1 导论175

6.2 只读存储器ROM176

6.2.1 ROM的结构和工作原理176

6.2.2 ROM的分类178

6.2.3 ROM的应用180

6.3 随机存储器181

6.3.1 RAM的结构和原理181

6.3.2 RAM的存储单元181

6.3.3 集成RAM182

6.4 可编程逻辑器件概述183

6.4.1 PLD的发展183

6.4.2 PLD的分类和特点183

6.4.3 实现可编程的基本方法184

6.5 通用阵列逻辑GAL188

6.5.1 概述188

6.5.2 GAL的结构188

6.5.3 通用阵列逻辑GAL的编程192

6.5.4 ispLSI器件的编程语言简介192

6.5.5 数字小系统的设计及实现196

6.6 现场可编程门阵列FPGA202

6.6.1 FPGA的基本结构202

6.6.2 FPGA的编程203

习题208

第7章 数模与模数转换器210

7.1 导论210

7.2 DA转换器211

7.2.1 倒T型电阻解码网络DA转换器211

7.2.2 集成DA转换器AD7524212

7.2.3 DA转换器的转换精度与转换时间212

7.3 AD转换器213

7.3.1 AD转换的基本概念213

7.3.2 并行比较型AD转换器217

7.3.3 逐次逼近型AD转换器218

7.3.4 双积分型AD转换器221

7.3.5 AD转换器的转换精度与转换时间223

7.4 多路模拟开关224

7.4.1 模拟开关的功能及电路组成224

7.4.2 模拟开关的各种工作模式224

7.5 数据采集系统简介225

7.5.1 系统的技术要求225

7.5.2 系统方框图226

7.5.3 电路设计226

习题229

附录 VHDL的基本结构与语法规则232

参考文献239