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第1章 数制与码制1

1.1 概述1

1.2 几种常用的数制2

1.2.1 十进制2

1.2.2 二进制2

1.2.3 八进制3

1.2.4 十六进制3

1.3 不同进制间的转换4

1.3.1 二进制数转换十进制数4

1.3.2 十进制数转换二进制数4

1.3.3 八进制、十六进制与二进制相互转换5

1.4 二进制算数运算5

1.4.1 二进制算术运算的特点5

1.4.2 原码、反码、补码和补码运算7

1.5 几种常用的编码8

1.5.1 二—十进制编码8

1.5.2 可靠性编码9

1.5.3 字符代码11

本章小结13

习题13

第2章 逻辑代数基础15

2.1 逻辑代数中的三种基本运算15

2.1.1 逻辑代数中的问题15

2.1.2 基本逻辑运算15

2.1.3 几种常用的逻辑运算16

2.2 逻辑代数基本定律和常用公式18

2.2.1 基本定律18

2.2.2 常用公式19

2.3 逻辑代数中的基本规则20

2.3.1 代入规则20

2.3.2 反演规则20

2.3.3 对偶规则21

2.4 逻辑函数及其表示方法22

2.4.1 逻辑函数的概念22

2.4.2 逻辑函数的表示方法22

2.4.3 三种表示方法之间的转换24

2.4.4 逻辑函数的标准形式26

2.5 逻辑函数的表达式形式及其转化29

2.6 逻辑函数的化简31

2.6.1 公式化简法31

2.6.2 卡诺图化简法33

2.7 具有无关项的逻辑函数及其化简37

2.7.1 约束项、任意项和逻辑函数式中的无关项37

本章小结38

习题39

第3章 门电路43

3.1 概述43

3.2 半导体管的开关特性43

3.2.1 晶体二极管开关特性43

3.2.2 晶体三极管开关特性44

3.2.3 MOS管开关特性45

3.3 分立元件逻辑门电路47

3.3.1 与门电路47

3.3.2 或门电路47

33.3 非门电路48

3.3.4 与非门电路49

3.3.5 或非门电路49

3.4 TTL门电路50

3.4.1 TTL反相器电路结构及工作原理50

3.4.2 TTL的反相器电气特性51

3.4.3 其他类型的TTL门电路56

3.4.4 TTL电路的改进系列62

3.4.5 ECL和I2L63

3.5 CMOS门电路64

3.5.1 PMOS和NMOS电路64

3.5.2 CMOS反相器电路结构及工作原理64

3.5.3 CMOS的反相器电气特性66

3.5.4 其他类型的CMOS门电路69

3.5.5 BiCMOS电路73

3.5.6 CMOS逻辑门电路技术参数73

3.6 数字集成电路的正确使用74

3.6.1 TTL电路的正确使用74

3.6.2 CMOS电路的正确使用75

3.7 TTL电路与CMOS电路的接口75

3.8 门电路带负载时的接口电路77

3.8.1 用门电路直接驱动显示器件77

3.8.2 机电性负载接口77

本章小结78

习题78

第4章 组合逻辑电路85

4.1 概述85

4.2 组合逻辑电路的分析85

4.3 常用的组合逻辑器件87

4.3.1 编码器87

4.3.2 译码器91

4.3.3 数据选择器97

4.3.4 加法器99

4.3.5 数值比较器104

4.4 组合逻辑电路的设计方法106

4.4.1 组合逻辑电路的设计方法106

4.4.2 用SSI设计组合逻辑电路107

4.4.3 用MSI设计组合逻辑电路111

4.5 组合逻辑电路中的竞争冒险113

本章小结115

习题116

第5章 触发器121

5.1 概述121

5.2 基本触发器121

5.2.1 与非门组成的基本SR触发器121

5.2.2 或非门组成的基本SR触发器123

5.3 钟控电平触发器124

5.3.1 电平触发SR触发器124

5.3.2 电平触发D触发器126

5.3.3 电平触发JK触发器127

5.3.4 电平触发T触发器129

5.3.5 电平触发器的空翻现象130

5.4 主从触发器130

5.4.1 主从SR触发器130

5.4.2 主从JK触发器132

5.5 边沿触发器134

5.5.1 边沿D触发器134

5.5.2 对称型维持阻塞型SR触发器135

5.6 触发器的动态特性136

5.6.1 基本SR触发器（或称锁存器）136

5.6.2 同步电平触发SR触发器的动态特性137

5.6.3 主从触发器的动态特性137

5.6.4 维持阻塞触发器的动态特性139

本章小结141

习题141

第6章 时序逻辑电路148

6.1 概述148

6.1.1 时序逻辑电路的结构148

6.1.2 描述时序电路逻辑功能的函数148

6.1.3 时序电路的分类149

6.2 时序电路的分析方法149

6.2.1 同步时序逻辑电路的分析方法149

6.2.2 异步时序逻辑电路的分析举例152

6.3 常用时序逻辑电路及应用153

6.3.1 寄存器与移位寄存器153

6.3.2 计数器157

6.3.3 常用时序逻辑电路的应用173

6.4 时序逻辑电路的设计方法183

6.4.1 同步时序逻辑电路的设计方法183

6.4.2 时序逻辑电路的自启动设计190

6.5 异步时序逻辑电路的设计方法192

本章小结195

习题195

第7章 大规模集成电路202

7.1 概述202

7.2 只读存储器ROM202

7.2.1 ROM的结构和工作原理203

7.2.2 ROM的分类204

7.2.3 ROM的应用206

7.3 随机存储器RAM207

7.3.1 RAM的结构和原理207

7.3.2 RAM的存储单元207

7.3.3 集成RAM208

7.4 可编程逻辑器件概述209

7.4.1 可编程逻辑器件的发展209

7.4.2 可编程逻辑器件的分类210

7.4.3 实现可编程的基本方法210

7.5 简单的可编程逻辑器件214

7.5.1 简单可编程逻辑器件的阵列结构特点214

7.5.2 通用阵列逻辑器件GAL结构216

7.6 复杂的可编程逻辑器件CPLD218

7.7 现场可编程门阵列FPGA221

7.7.1 FPGA性能及基本结构221

7.7.2 嵌入式阵列（EAB）和逻辑阵列块（LAB）223

7.7.3 逻辑单元（LE）、快速通道互连及I/O单元（IOE）225

7.8 CPLD和FPGA的编程与配置228

7.9 数字小系统的设计及实现230

7.9.1 数字系统的6个设计层次230

7.9.2 应用FPGA/CPLD的EDA开发流程231

本章小结233

习题233

第8章 硬件描述语言简介236

8.1 硬件描述语言（HDL）概述236

8.2 Verilog HDL硬件描述语言程序基本结构236

8.2.1 Verilog语言程序的模块237

8.2.2 逻辑功能的几种基本描述方法238

8.3 Verilog HDL语言要素239

8.3.1 标识符240

8.3.2 关键字240

8.3.3 格式240

8.3.4 注释240

8.3.5 数字与字符串240

8.3.6 数据类型241

8.3.7 参数242

8.3.8 运算符及表达式243

8.4 Verilog HDL语句245

8.4.1 赋值语句245

8.4.2 条件语句246

8.4.3 循环语句247

8.4.4 过程语句247

8.5 系统任务和系统函数248

8.5.1 任务（task）248

8.5.2 函数（function）248

8.6 用Verilog HDL描述逻辑电路的实例249

本章小结253

习题253

第9章 数模与模数转换器255

9.1 概述255

9.2 D/A转换器255

9.2.1 权电阻网络D/A转换器256

9.2.2 倒T型电阻网络D/A转换器257

9.2.3 权电流型D/A转换器259

9.2.4 集成D/A转换器A/D7524261

9.2.5 D/A转换器的转换精度与转换速度263

9.3 A/D转换器264

9.3.1 A/D转换的基本概念264

9.3.2 并行比较型A/D转换器267

9.3.3 逐次逼近型A/D转换器269

9.3.4 双积分型A/D转换器272

9.3.5 A/D转换器的转换精度与转换时间275

本章小结276

习题276

第10章 脉冲波形的产生与变换281

10.1 概述281

10.2 555定时器的电路结构及工作原理282

10.2.1 电路结构282

10.2.2 555定时器工作原理283

10.3 用555定时器构成脉冲电路283

10.3.1 用555定时器构成施密特触发器283

10.3.2 用555定时器构成单稳态触发器286

10.3.3 用555定时器构成自激多谐振荡器289

10.4 常用脉冲发生和整形电路292

10.4.1 施密特触发器292

10.4.2 单稳态触发器296

10.4.3 多谐振荡器300

本章小结304

习题305