数字电路与逻辑设计

mywork226 · 发表于 2008-12-19 13:47:03

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第1章  数字逻辑电路基础知识…………………………………………………………………1
1.1  数字电路的特点…………………………………………………………………………1
1.2  数制………………………………………………………………………………………2
      1.2.1  十进制……………………………………………………………………………2
      1.2.2  二进制……………………………………………………………………………2
      1.2.3  十六进制…………………………………………………………………………3
      1.2.4  不同进制数的表示符号…………………………………………………………3
1.3  不同进制数之间的转换…………………………………………………………………4
      1.3.1  二、十六进制数转换成十进制数…………………………………………………4
      1.3.2  二进制与十六进制数之间的转换………………………………………………4
      1.3.3  十进制数转换成二、十六进制数………………………………………………5
1.4  二进制代码………………………………………………………………………………6
      1.4.1  自然二进制代码…………………………………………………………………6
      1.4.2  二-十进制代码(BCD码)…………………………………………………………6
      1.4.3  ASCII码…………………………………………………………………………7
1.5  基本逻辑运算……………………………………………………………………………8
      1.5.1  与逻辑运算………………………………………………………………………8
      1.5.2  或逻辑运算………………………………………………………………………9
      1.5.3  非逻辑运算………………………………………………………………………10
1.6  小结……………………………………………………………………………………10    习题……………………………………………………………………………………………11

第2章  逻辑门电路………………………………………………………………………………12
2.1  基本逻辑门电路………………………………………………………………………12
      2.1.1  与门电路…………………………………………………………………………12
      2.1.2  或门电路…………………………………………………………………………13
      2.1.3  非门电路…………………………………………………………………………14
      2.1.4  复合逻辑门………………………………………………………………………15
      2.1.5  正逻辑和负逻辑…………………………………………………………………15
2.2  TTL数字集成逻辑门电路……………………………………………………………16
      2.2.1  基本TTL与非门工作原理……………………………………………………16
      2.2.2  TTL与非门的技术参数…………………………………………………………17
      2.2.3  TTL集电极开路门………………………………………………………………21
      2.2.4  三态门……………………………………………………………………………23
2.3  ECL逻辑门电路………………………………………………………………………24
      2.3.1  电路的基本结构…………………………………………………………………24
      2.3.2  ECL门的工作特点……………………………………………………………26
2.4  其他双极型逻辑门……………………………………………………………………26
      2.4.1  高阈值逻辑电路…………………………………………………………………26
      2.4.2  集成注入逻辑电路………………………………………………………………26
2.5  MOS逻辑门电路………………………………………………………………………27
      2.5.1  MOS场效应管及其开关特性…………………………………………………27
      2.5.2  NMOS逻辑电路………………………………………………………………28
      2.5.3  CMOS逻辑电路………………………………………………………………29
2.6  数字集成电路使用中应注意的问题…………………………………………………31
      2.6.1  电源………………………………………………………………………………31
      2.6.2  输出端的连接……………………………………………………………………31
      2.6.3  不用输入端的处理………………………………………………………………31
      2.6.4  负载使用…………………………………………………………………………31
      2.6.5  CMOS电路的储电防护…………………………………………………………31
      2.6.6  CMOS电路与TTL电路的连接………………………………………………32
2.7  小结……………………………………………………………………………………32
习题……………………………………………………………………………………………33

第3章  逻辑代数与逻辑函数……………………………………………………………………36
3.1  基本逻辑运算…………………………………………………………………………36
      3.1.1  基本运算公式……………………………………………………………………36
      3.1.2  基本运算定律……………………………………………………………………36
      3.1.3  基本运算规则……………………………………………………………………37
3.2  逻辑函数的变换和化简………………………………………………………………38
      3.2.1  逻辑函数变换和化简的意义……………………………………………………38
      3.2.2  逻辑函数代数法化简……………………………………………………………39
3.3  逻辑函数的卡诺图化简法……………………………………………………………40
      3.3.1  最小项…………………………………………………………………………40
      3.3.2  逻辑函数的最小项表达式………………………………………………………41
      3.3.3  卡诺图……………………………………………………………………………42
      3.3.4  逻辑函数的卡诺图表示…………………………………………………………43
      3.3.5  逻辑函数的卡诺图化简…………………………………………………………44
3.4  逻辑函数门电路的实现………………………………………………………………47
3.5  小结……………………………………………………………………………………48
习题…………………………………………………………………………………………48

第4章  组合逻辑电路……………………………………………………………………………51
4.1  组合逻辑电路的分析与设计…………………………………………………………51
      4.1.1  组合逻辑电路的分析……………………………………………………………51
      4.1.2  组合逻辑电路的设计……………………………………………………………53
4.2  组合逻辑电路的竞争冒险……………………………………………………………55
      4.2.1  产生竞争冒险的原因……………………………………………………………55
      4.2.2  竞争冒险的消除…………………………………………………………………56
4.3  编码器…………………………………………………………………………………57
      4.3.1  编码器的工作原理………………………………………………………………57
      4.3.2  集成电路编码器…………………………………………………………………59
4.4  译码器…………………………………………………………………………………63
      4.4.1  惟一地址译码器…………………………………………………………………63
      4.4.2  数字显示器………………………………………………………………………67
4.5  数据分配器与数据选择器……………………………………………………………69
      4.5.1  数据分配器………………………………………………………………………69
      4.5.2  数据选择器………………………………………………………………………71
4.6  加法器与算术逻辑单元………………………………………………………………73
      4.6.1  半加器……………………………………………………………………………74
      4.6.2  全加器……………………………………………………………………………74
      4.6.3  多位加法器………………………………………………………………………75
      4.6.4  算术逻辑单元……………………………………………………………………78
4.7  数值比较器……………………………………………………………………………79
      4.7.1  比较器的构成原理………………………………………………………………79
      4.7.2  集成数值比较器…………………………………………………………………80
4.8  小结……………………………………………………………………………………83
习题……………………………………………………………………………………………84

第5章  触发器……………………………………………………………………………………88
5.1  RS触发器………………………………………………………………………………88
      5.1.1  基本RS触发器…………………………………………………………………88
      5.1.2  同步RS触发器…………………………………………………………………90
      5.1.3  主从RS触发器…………………………………………………………………93
      5.1.4  集成RS触发器…………………………………………………………………94
5.2  JK触发器………………………………………………………………………………95
      5.2.1  主从JK触发器…………………………………………………………………95
      5.2.2  边沿JK触发器…………………………………………………………………97
      5.2.3  集成JK触发器…………………………………………………………………98
5.3  D触发器与T触发器…………………………………………………………………99
      5.3.1  D触发器………………………………………………………………………99
      5.3.2  T触发器………………………………………………………………………101
5.4  触发器的建立时间和保持时间………………………………………………………102
5.5  小结……………………………………………………………………………………102
习题…………………………………………………………………………………………104

第6章  时序逻辑电路…………………………………………………………………………109
6.1  时序逻辑电路的基本概念……………………………………………………………109
      6.1.1  时序逻辑电路的基本结构及特点……………………………………………109
      6.1.2  时序逻辑电路的分类…………………………………………………………110
      6.1.3  时序逻辑电路功能的描述方法………………………………………………110
6.2  时序逻辑电路的分析…………………………………………………………………111
      6.2.1  分析时序逻辑电路的一般步骤………………………………………………111
      6.2.2  同步时序逻辑电路的分析举例………………………………………………112
      6.2.3  异步时序逻辑电路的分析举例………………………………………………117
6.3  同步时序电路的设计方法……………………………………………………………120
      6.3.1  同步时序逻辑电路设计的一般步骤…………………………………………120
      6.3.2  同步时序逻辑电路设计举例…………………………………………………121
6.4  计数器…………………………………………………………………………………127
      6.4.1  二进制计数器…………………………………………………………………127
      6.4.2  集成计数器……………………………………………………………………132
6.5  寄存器…………………………………………………………………………………140
      6.5.1  并入-并出寄存器………………………………………………………………140
      6.5.2  串入-串出寄存器………………………………………………………………141
      6.5.3  多功能寄存器…………………………………………………………………142
6.6  算法状态机……………………………………………………………………………144
      6.6.1  ASM图…………………………………………………………………………145
      6.6.2  设计举例………………………………………………………………………147
6.7  小结……………………………………………………………………………………153
习题…………………………………………………………………………………………154

第7章  半导体存储器和可编程逻辑器件……………………………………………………163
7.1  半导体存储器概述……………………………………………………………………163
      7.1.1  半导体存储器的分类…………………………………………………………163
      7.1.2  半导体存储器的基本结构……………………………………………………163
      7.1.3  半导体存储器的技术指标……………………………………………………165
7.2  随机存取存储器RAM………………………………………………………………165
      7.2.1  RAM存储单元…………………………………………………………………165
      7.2.2  集成RAM简介………………………………………………………………168
      7.2.3  RAM存储容量的扩展………………………………………………………170
7.3  只读存储器ROM……………………………………………………………………173
7.4  可编程逻辑器件（PLD）……………………………………………………………175
      7.4.1  PLD电路表示法………………………………………………………………175
      7.4.2  可编程阵列逻辑器件…………………………………………………………179
      7.4.3  可编程通用阵列逻辑器件……………………………………………………180
7.5  小结……………………………………………………………………………………188
习题…………………………………………………………………………………………189

第8章  脉冲波形的产生与变换………………………………………………………………193
8.1  概述……………………………………………………………………………………193
      8.1.1  脉冲波形产生与变换电路的组成……………………………………………193
      8.1.2  555定时器……………………………………………………………………193
8.2  多谐振荡器……………………………………………………………………………195
      8.2.1  由与非门组成的多谐振荡器…………………………………………………195
      8.2.2  石英晶体时钟脉冲发生器……………………………………………………197
      8.2.3  由555定时器组成的多谐振荡器……………………………………………199
8.3  单稳态触发器…………………………………………………………………………201
      8.3.1  由与非门组成的单稳态触发器………………………………………………201
      8.3.2  由555定时器组成的单稳态触发器…………………………………………203
8.4  施密特触发器…………………………………………………………………………205
8.5  小结……………………………………………………………………………………207
习题…………………………………………………………………………………………208

第9章  数模和模数转换器……………………………………………………………………210
9.1  D/A转换器……………………………………………………………………………210
      9.1.1  权电阻型D/A转换器…………………………………………………………210
      9.1.2  倒T形电阻网络D/A转换器…………………………………………………212
      9.1.3  D/A转换器的主要技术参数…………………………………………………214
      9.1.4  集成D/A转换器………………………………………………………………214
9.2  A/D转换器……………………………………………………………………………216
      9.2.1  采样-保持电路…………………………………………………………………216
      9.2.2  并行A/D转换器………………………………………………………………217
      9.2.3  逐次逼近式A/D转换器………………………………………………………219
      9.2.4  双积分式A/D转换器…………………………………………………………222
9.3  小结……………………………………………………………………………………224
习题…………………………………………………………………………………………225

附录A  国家标准GB4728.12-85………………………………………………………………227
附录B  常用逻辑符号对照表…………………………………………………………………234
附录C  TTL和CMOS逻辑门电路的技术参数………………………………………………236
附录D  国家标准GB3430-82《国产半导体集成电路型号命名法》…………………………237
部分习题答案……………………………………………………………………………………239
参考文献…………………………………………………………………………………………251

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