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第1章数字电路基础1

1.1 概述1

1.2数制和码制2

1.2.1常用计数制及其相互转换2

1．十进位计数制2

2．二进位计数制3

3．十六进位计数制4

1.2.2 码制4

1.3逻辑代数基础5

1.3.1逻辑代数的三种基本运算5

1．与运算6

2．或运算6

3．非运算7

4．复合逻辑运算7

1.3.2逻辑代数的基本公式和常用公式8

1．基本公式8

2．常用公式9

1.3.3逻辑代数的基本规则11

1．代入规则11

2．反演规则11

3．对偶规则11

1.4 逻辑函数的建立及其表示方法12

1.5逻辑函数的化简13

1.5.1 逻辑函数的最简形式13

1.5.2逻辑函数的公式化简法14

1．并项法14

2．吸收法14

3．消去法14

4．配项法15

1.5.3用卡诺图化简逻辑函数15

1．逻辑函数的最小项及其性质15

2．用卡诺图表示逻辑函数17

3．用卡诺图化简逻辑函数19

1.6 具有任意项逻辑函数的化简21

习题22

第2章集成逻辑门电路25

2.1分立元件门电路25

2.1.1半导体二极管和三极管的开关特性25

1．半导体二极管的开关特性25

2．半导体三极管的开关特性26

2.1.2分立元件门电路28

1．二极管门电路28

2．二极管-三极管门电路29

2.1.3二进制逻辑图形符号30

1．二进制逻辑单元的组成30

2．逻辑状态与逻辑电平30

3．逻辑约定及其图形符号31

2.2TTL集成门电路33

2.2.1 概述33

2.2.2TTL与非门的工作原理33

1．电路结构及工作原理33

2．电压传输特性34

3．TTL与非门的噪声容限35

4．输入特性和输出特性36

5．TTL与非门的动态特性39

6．门电路多余输入端的处理40

2.2.3集电极开路门和三态门41

1．集电极开路门（OC）41

2．三态输出门（TSL）44

2.2.4 TTL与非门电路的改进46

2.3MOS门电路48

2.3.1 NMOS反相器48

2.3.2CMOS反相器49

1．电路结构及工作原理49

2．CMOS反相器的传输特性49

3．CMOS反相器的功率损耗51

2.3.3MOS与非门及或非门54

1．NMOS与非门及或非门54

2．CMOS与非门及或非门55

2.3.4 CMOS传输门和双向模拟开关55

2.3.5 CMOS三态门57

习题58

第3章组合逻辑电路65

3.1 概述65

3.2组合逻辑电路的分析65

3.2.1 分析组合逻辑电路的一般步骤66

3.2.2几种常用组合逻辑电路的分析66

1．加法器的分析66

2．数据选择器的分析68

3．多路分配器的分析70

4．数码比较器的分析71

3.3组合逻辑电路的设计75

3.3.1 组合逻辑电路设计的几种方法75

3.3.2 组合逻辑电路设计的一般步骤76

3.4用逻辑门实现组合逻辑电路的设计77

3.4.1一般组合逻辑电路的设计77

1．单输出组合逻辑电路的设计77

2．多输出组合逻辑电路的设计78

3.4.2编码器的设计81

1．概述81

2．3位二进制编码器的设计81

3．二-十进制优先权编码器的设计82

3.4.3译码器的设计84

1．概述84

2．二进制译码器的设计84

3．二-十进制译码器的设计86

4．七段字形译码器的设计88

3.4.4组合逻辑电路中的竞争与冒险97

1．竞争、冒险产生的原因97

2．逻辑冒险及其消除方法98

3．功能冒险及其抑制措施99

3.5用MSI实现组合逻辑电路设计100

3.5.1用数据选择器实现多种组合逻辑功能100

1．用数据选择器实现逻辑函数100

2．用双4选1数据选择器构成1位全减器103

3．等值数码比较器104

3.5.2用译码器实现多种组合逻辑功能105

1．用译码器实现逻辑函数105

2．用二进制译码器作各种BCD码译码器106

3．用译码器作多路分配器107

3.5.3用全加器实现多种组合逻辑功能108

1．用全加器实现编码转换108

2．8421BCD码加法器110

习题112

第4章集成触发器116

4.1 概述116

4.2基本RS触发器116

4.2.1用与非门构成的基本RS触发器116

1．电路组成116

2．工作原理117

4.2.2 集成基本RS触发器119

4.3时钟触发器121

4.3.1同步RS触发器121

1．电路组成121

2．工作原理121

3．触发方式123

4．关于空翻现象124

4.3.2主从结构触发器124

1．主从RS触发器124

2．主从JK触发器127

3．主从T和T′触发器131

4.3.3边沿触发器132

1．TTL边沿触发器132

2．CMOS边沿触发器137

4.4触发器逻辑功能的转换140

4.4.1由D触发器转换为其它逻辑功能的触发器141

1．从D触发器到JK触发器的转换141

2．从D触发器到T、T′触发器的转换141

4.4.2由JK触发器转换为其它逻辑功能的触发器142

1．从JK触发器到D触发器的转换142

2．从JK触发器到T、T′触发器的转换142

习题143

第5章时序逻辑电路150

5.1 概述150

5.2时序逻辑电路的分析151

5.2.1 分析时序逻辑电路的一般步骤151

5.2.2寄存器和移位寄存器的分析152

1．概述152

2．寄存器的分析（CT74LS175）152

3．移位寄存器的分析154

5.2.3计数器的分析162

1．概述162

2．同步计数器的分析162

3．异步计数器的分析168

4．移位计数器的分析173

5.2.4顺序脉冲发生器177

1．计数器型顺序脉冲发生器177

2．移位寄存器型顺序脉冲发生器178

5.3时序逻辑电路的设计179

5.3.1 时序逻辑电路设计的几种方法179

5.3.2 时序逻辑电路设计的一般步骤180

5.3.3用SSI实现同步时序逻辑电路设计的几个实例181

1．111数据检测器的设计181

2．同步计数器的设计184

3．报纸零售机的设计186

5.3.4用MSI实现时序逻辑190

1．用MSI计数器实现任意进制计数器190

2．计数器作乘、除法运算200

3．寄存器的应用203

4．综合应用205

习题209

第6章大规模集成电路218

6.1 概述218

6.2存储器219

6.2.1读写存储器RAM219

1．RAM的结构220

2．静态存储单元223

3．动态存储单元225

6.2.2只读存储器ROM227

1．ROM的结构227

2．PROM230

3．EPROM232

6.3可编程逻辑器件PLD233

6.3.1 概述233

6.3.2 可编程只读存储器PROM235

6.3.3可编程逻辑阵列PLA238

1．用PLA实现组合逻辑电路的设计238

2．用PLA实现时序逻辑电路的设计239

6.3.4可编程阵列逻辑PAL240

1．与或输出型242

2．带反馈型结构243

3．具有反馈的寄存器输出243

4．具有异或功能及反馈的寄存器输出243

6.3.5通用阵列逻辑GAL245

1．基本组成248

2．输出逻辑宏单元OLMC的结构248

3．输出逻辑宏单元OLMC的功能配置252

4．GAL器件的编程256

习题256

第7章A/D与D/A转换器258

7.1 概述258

7.2D/A转换器259

7.2.1 倒T型电阻网络D/A转换器259

7.2.2集成D/A转换器及主要技术参数261

1．集成D/A转换器261

2．主要技术参数262

7.3 A/D转换器263

7.3.1A/D转换的一般步骤及分类263

1．A/D转换的一般步骤263

2．A/D转换器的分类266

7.3.2 逐次渐近型A/D转换器266

7.3.3 双积分型A/D转换器269

习题273

第8章脉冲波形的产生与整形275

8.1 概述275

8.2集成555定时器276

8.2.1电路结构及工作原理276

1．电路结构276

2．工作原理278

8.2.2应用电略实例279

1．用555定时器构成施密特触发器279

2．用555定时器构成单稳态触发器281

3．用555定时器构成多谐振荡器283

8.3多谐振荡器287

8.3.1环形振荡器287

1．最简单的环形振荡器287

2．带RC延迟电路的环形振荡器288

3．调频范围更宽的环形振荡电路291

8.3.2晶体振荡器292

1．石英晶体的基本特性292

2．CMOS石英晶体多谐振荡器292

3．TTL石英晶体多谐振荡器293

8.4脉冲整形电路294

8.4.1用门电路构成施密特触发器294

1．TTL与非门组成的施密特触发器295

2．TTL集成施密特触发门电路296

3．集成施密特触发器应用举例296

8.4.2用门电路构成单稳态触发器297

1．TTL与非门组成的单稳态触发器297

2．CMOS集成单稳态触发器300

3．集成单稳态触发器应用举例301

习题302

参考文献305