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第1章 数字逻辑基础1

1.1 数字技术1

1.1.1 数字技术的发展概况1

1.1.2 数字信号与数字电路2

1.2 数制与码制2

1.2.1 数制3

1.2.2 码制6

1.2.3 算术运算和逻辑运算7

1.3 逻辑代数及其基本逻辑运算9

1.3.1 基本逻辑运算10

1.3.2 其他常用复合逻辑运算12

1.4 逻辑函数及其表示方法14

1.4.1 逻辑函数的建立14

1.4.2 逻辑函数的表示方法及其相互转换15

1.5 逻辑代数的基本公式和常用公式16

1.5.1 逻辑代数的基本公式16

1.5.2 逻辑代数的常用公式17

1.6 逻辑代数的基本定理18

1.6.1 代入定理18

1.6.2 对偶定理18

1.6.3 反演定理18

1.7 逻辑函数的变换与公式化简法19

1.7.1 逻辑函数表达式的变换19

1.7.2 逻辑函数的公式化简法19

1.8 逻辑函数的卡诺图21

1.8.1 逻辑函数的标准形式——最小项21

1.8.2 逻辑函数的卡诺图表示法22

1.8.3 逻辑函数的卡诺图化简法24

1.9 含无关项的逻辑函数及其卡诺图化简27

小结28

思考与练习28

第2章 门电路32

2.1 门电路概述32

2.2 半导体二极管和晶体管的开关特性33

2.2.1 二极管的开关特性33

2.2.2 晶体管的开关特性34

2.3 最简单的与、或、非门电路37

2.3.1 二极管与门和或门电路37

2.3.2 晶体管非门电路39

2.3.3 DTL与非门电路39

2.4 TTL门电路40

2.4.1 TTL与非门的电路结构和工作原理41

2.4.2 TTL与非门的电压传输特性及抗干扰能力43

2.4.3 TTL与非门的带负载能力45

2.4.4 TTL与非门举例——740047

2.5 其他类型的双极型数字集成电路48

2.6 TTL集成逻辑门电路系列简介52

2.7 CMOS门电路54

2.7.1 NMOS门电路54

2.7.2 CMOS非门55

2.8 其他类型的CMOS门电路56

2.9 CMOS逻辑门电路的系列及主要参数62

2.10 TTL电路与CMOS电路的接口63

小结65

思考与练习65

第3章 组合逻辑电路72

3.1 组合逻辑电路概述72

3.2 组合逻辑电路的分析方法和设计方法73

3.2.1 组合逻辑电路的分析方法73

3.2.2 组合逻辑电路的设计方法74

3.3 常用组合逻辑功能器件76

3.3.1 编码器76

3.3.2 译码器80

3.3.3 数据选择器88

3.3.4 数值比较器91

3.3.5 加法器94

3.4 组合逻辑电路中的竞争冒险98

3.4.1 竞争冒险现象及产生的原因98

3.4.2 冒险现象的识别99

3.4.3 竞争冒险现象消除的方法101

小结102

思考与练习102

第4章 触发器106

4.1 触发器概述106

4.1.1 触发器的分类106

4.1.2 触发器逻辑功能的描述107

4.2 RS触发器107

4.2.1 基本RS触发器107

4.2.2 同步RS触发器109

4.3 TTL时钟触发器111

4.3.1 主从RS触发器111

4.3.2 主从JK触发器113

4.4 边沿触发器115

4.4.1 维持-阻塞结构边沿触发器116

4.4.2 利用传输延迟时间的边沿触发器118

4.4.3 CMOS主从结构的边沿触发器119

4.5 触发器的主要参数120

4.5.1 同步RS触发器的动态参数120

4.5.2 主从触发器的动态参数121

4.5.3 边沿触发器的动态参数122

4.6 不同类型触发器之间的转换123

小结124

思考与练习125

第5章 时序逻辑电路128

5.1 时序逻辑电路及其分类128

5.1.1 时序逻辑电路概述128

5.1.2 时序逻辑电路的分类129

5.2 时序逻辑电路的分析方法129

5.2.1 时序逻辑电路的状态转换表、状态转换图和时序图129

5.2.2 同步时序逻辑电路的分析方法130

5.2.3 异步时序逻辑电路的分析举例135

5.3 时序逻辑电路的设计方法136

5.3.1 同步时序逻辑电路的设计方法136

5.3.2 异步时序逻辑电路的设计方法140

5.4 常用时序逻辑功能器件141

5.4.1 寄存器和移位寄存器141

5.4.2 计数器144

小结156

思考与练习156

第6章 半导体存储器160

6.1 存储器概述160

6.2 只读存储器160

6.2.1 掩膜只读存储器161

6.2.2 可编程只读存储器162

6.2.3 可擦除可编程只读存储器162

6.3 随机存取存储器163

6.3.1 RAM基本结构163

6.3.2 静态RAM164

6.3.3 动态随机存储器165

6.4 存储器容量的扩展167

6.4.1 位扩展167

6.4.2 字扩展167

小结168

思考与练习168

第7章 数／模转换器与模／数转换器170

7.1 D/A转换器170

7.1.1 倒T形电阻网络D/A转换器170

7.1.2 权电流型D/A转换器172

7.1.3 D/A转换器的主要技术指标175

7.1.4 集成D/A转换器及其应用176

7.2 A/D转换器177

7.2.1 A/D转换器的一般工作过程178

7.2.2 并联比较型A/D转换器181

7.2.3 逐次渐近型A/D转换器183

7.2.4 双积分型A/D转换器185

7.2.5 A/D转换器的主要技术指标188

7.2.6 集成A/D转换器及其应用188

小结193

思考与练习193

第8章 脉冲波形的产生与变换196

8.1 施密特触发器196

8.1.1 由门电路组成的施密特触发器196

8.1.2 集成施密特触发器198

8.1.3 施密特触发器的应用200

8.2 单稳态触发器201

8.2.1 由集成门电路组成的微分型单稳态触发器201

8.2.2 集成单稳态触发器204

8.3 多谐振荡器208

8.3.1 由门电路组成的多谐振荡器208

8.3.2 石英晶体多谐振荡器213

8.4 555定时器213

8.4.1 555定时器概述213

8.4.2 用555定时器组成的施密特触发器214

8.4.3 用555定时器组成的单稳态触发器215

8.4.4 用555定时器组成的多谐振荡器216

小结217

思考与练习218

第9章 可编程逻辑器件222

9.1 可编程逻辑器件的基本结构222

9.2 现场可编程逻辑阵列223

9.3 可编程阵列逻辑226

9.3.1 PAL的基本电路结构226

9.3.2 PAL的输出电路结构和反馈形式227

9.3.3 PAL的应用举例229

9.4 通用阵列逻辑235

9.4.1 GAL的电路结构235

9.4.2 输出逻辑宏单元237

9.4.3 GAL的输入特性和输出特性240

9.5 可擦除的可编程逻辑器件242

9.5.1 EPLD的基本结构和特点242

9.5.2 EPLD的与-或逻辑阵列242

9.5.3 EPLD的输出逻辑宏单元244

9.6 现场可编程门阵列246

9.6.1 FPGA的基本结构246

9.6.2 FPGA的IOB和CLB247

9.6.3 FPGA的互连资源250

9.6.4 编程数据的装载252

9.7 PLD的编程254

9.8 在系统可编程逻辑器件255

9.8.1 低密度ISP-PLD255

9.8.2 高密度ISP-PLD257

9.8.3 在系统可编程通用数字开关261

小结262

思考与练习263

第10章 VHDL语言基础266

10.1 VHDL语言概述266

10.1.1 硬件描述语言的诞生267

10.1.2 硬件描述语言的种类267

10.1.3 VHDL语言上机操作条件268

10.2 VHDL程序的实体268

10.2.1 实体的组成270

10.2.2 类型说明（可选）271

10.2.3 端口说明271

10.2.4 实体说明部分273

10.3 VHDL的程序结构273

10.4 VHDL的语言元素277

10.4.1 VHDL的基本语句282

10.4.2 属性的描述与定义287

10.4.3 VHDL的子程序290

小结291

第11章 EWB软件教程292

11.1 EWB软件简介292

11.2 EWB的主窗口293

11.2.1 工具栏294

11.2.2 元器件库和仪器库295

11.2.3 电路描述窗口297

11.2.4 电路运行控制开关297

11.3 EWB的基本操作297

11.3.1 调整元器件位置298

11.3.2 连线操作298

11.4 虚拟仪器的使用300

11.4.1 数字万用表300

11.4.2 函数信号发生器301

11.4.3 示波器301

11.4.4 频率特性（扫描仪）303

11.4.5 字信号发生器304

11.4.6 逻辑分析仪306

11.4.7 逻辑转换器306

小结310

参考文献311