数字电路与逻辑设计

目录

第1章数字逻辑概论/1

1.1数字电路与数字信号1

1.1.1数字技术的发展及其应用1

1.1.2数字集成电路的分类及特点3

1.1.3模拟信号与数字信号6

1.1.4数字信号的描述方法7

1.2数制10

1.2.1十进制11

1.2.2二进制11

1.2.3十六进制和八进制13

1.2.4进制之间的相互转换15

1.3二进制数的算术运算18

1.3.1无符号二进制数的算术运算18

1.3.2带符号二进制数的算术运算19

1.4二进制代码22

1.4.1自然二进制码22

1.4.2二十进制编码22

1.4.3格雷码23

1.4.4ASCII码24

1.5二值逻辑变量与基本逻辑运算24

1.6逻辑函数及其表示方法28

本章小结30

课后习题30

第2章逻辑代数基础/33

2.1逻辑代数33

2.1.1逻辑代数的基本定律和恒等式33

2.1.2逻辑代数的基本规则35

2.1.3逻辑函数的变换及代数化简法37

2.2逻辑函数的卡诺图化简法40

2.2.1*小项的定义及其性质40

2.2.2逻辑函数的*小项表达式42

2.2.3用卡诺图表示逻辑函数42

2.2.4用卡诺图化简逻辑函数44

本章小结47

课后习题47

数字电路与逻辑设计目录第3章逻辑门电路/50

3.1MOS逻辑门电路50

3.1.1概述50

3.1.2MOS管的开关特性52

3.1.3CMOS反相器和传输门53

3.1.4CMOS与非门、或非门和异或门55

3.1.5CMOS漏极开路门电路和三态输出门电路56

3.1.6CMOS门电路的电气特性和参数61

3.2TTL逻辑门电路67

3.2.1三极管的开关特性67

3.2.2反相器的基本电路68

3.2.3TTL逻辑门电路71

3.2.4集电极开路门和三态门72

3.3逻辑描述中的几个问题74

3.3.1正负逻辑问题74

3.3.2基本逻辑门电路的等效符号及其应用75

3.4逻辑门电路使用中的几个实际问题78

3.4.1各种门电路之间的接口问题78

3.4.2抗干扰措施81

本章小结82

课后习题83

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86

4.3组合逻辑电路的设计88

4.4组合逻辑电路中的竞争冒险93

4.4.1产生竞争冒险的原因93

4.4.2竞争冒险现象的识别94

4.4.3竞争冒险的消去方法96

4.5常用组合逻辑集成电路98

4.5.1编码器99

4.5.2译码器/数据分配器104

4.5.3数据选择器117

4.5.4数值比较器123

4.5.5算术运算电路128

本章小结133

课后习题134

第5章锁存器与触发器/142

5.1概述142

5.1.1锁存器与触发器142

5.1.2锁存器和触发器逻辑功能描述方法143

5.1.3双稳态存储单元电路143

5.2锁存器144

5.2.1基本SR锁存器144

5.2.2锁存器和触发器逻辑功能描述145

5.2.3逻辑门控SR锁存器——同步触发器147

5.2.4D锁存器149

5.3触发器的电路结构和工作原理151

5.3.1主从触发器151

5.3.2维持阻塞触发器152

5.3.3利用传输延迟的触发器154

5.4触发器的逻辑功能155

5.4.1D触发器156

5.4.2JK触发器156

5.4.3T触发器158

5.4.4T′触发器158

5.4.5SR触发器159

5.4.6触发器功能转换159

本章小结160

课后习题161

第6章时序逻辑电路/165

6.1时序逻辑电路的基本概念165

6.1.1时序逻辑电路的特点165

6.1.2时序逻辑电路的分类166

6.1.3时序逻辑电路的功能描述168

6.2同步时序逻辑电路的分析170

6.2.1分析同步时序逻辑电路的一般步骤171

6.2.2同步时序逻辑电路分析举例171

6.3异步时序逻辑电路的分析176

6.4若干典型的时序逻辑电路178

6.4.1寄存器和移位寄存器179

6.4.2计数器186

6.5同步时序逻辑电路的设计202

6.5.1设计同步时序逻辑电路的一般步骤203

6.5.2同步时序逻辑电路设计举例204

本章小结212

课后习题213

第7章脉冲波形的产生与变换/220

7.1概述220

7.2单稳态触发器221

7.2.1用门电路组成的单稳态触发器221

7.2.2集成单稳态触发器225

7.2.3单稳态触发器的应用228

7.3施密特触发器230

7.3.1用门电路组成的施密特触发器230

7.3.2施密特触发器的应用232

7.4多谐振荡器234

7.4.1用门电路组成的多谐振荡器234

7.4.2用施密特触发器构成的多谐振荡器237

7.4.3石英晶体振荡器238

7.5555定时器及其应用239

7.5.1555定时器239

7.5.2用555定时器组成的单稳态触发器241

7.5.3用555定时器组成的施密特触发器242

7.5.4用555定时器组成的多谐振荡器243

本章小结244

课后习题245

第8章数模和模数转换/254

8.1概述254

8.2D/A转换器255

8.2.1D/A转换的基本原理255

8.2.2权电阻网络型D/A转换器256

8.2.3倒T型电阻网络D/A转换器257

8.2.4权电流型D/A转换器258

8.2.5双极性D/A转换器260

8.2.6D/A转换器的技术指标262

8.2.7集成D/A转换器及其应用264

8.3A/D转换器267

8.3.1A/D转换的基本原理267

8.3.2并行比较型A/D转换器269

8.3.3逐次逼近型A/D转换器271

8.3.4双积分型A/D转换器272

8.3.5A/D转换器的主要技术指标275

8.3.6集成A/D转换器简介276

本章小结277

课后习题278

第9章半导体存储器/282

9.1概述282

9.1.1半导体存储器的分类282

9.1.2半导体存储器的主要技术指标283

9.1.3常用概念283

9.2只读存储器283

9.2.1ROM的定义与基本结构283

9.2.2二维译码285

9.2.3可编程ROM286

9.2.4集成电路ROM290

9.2.5ROM的读操作与时序图291

9.3随机存储器292

9.3.1静态存储器292

9.3.2动态存储器293

9.4存储器容量的扩展295

9.4.1位扩展方式295

9.4.2字扩展方式296

9.4.3字位同时扩展297

本章小结297

课后习题297

第10章可编程逻辑器件/299

10.1概述299

10.1.1数字集成电路的分类299

10.1.2PLD开发系统299

10.2可编程逻辑器件的基本特点300

10.3可编程逻辑阵列300

10.4可编程阵列逻辑301

10.5复杂的可编程逻辑器件301

10.5.1CPLD的结构301

10.5.2CPLD编程简介310

本章小结311

课后习题312

第11章数字电路的Multisim仿真研究/313

11.1逻辑函数化简与变换的Multisim仿真研究313

11.1.1仿真电路313

11.1.2仿真内容313

11.1.3仿真结果314

11.1.4结论315

11.2组合逻辑电路的Multisim仿真研究315

11.2.1仿真电路315

11.2.2仿真内容316

11.2.3仿真结果316

11.2.4结论317

11.3时序逻辑电路的Multisim仿真研究318

11.3.1仿真电路318

11.3.2仿真内容319

11.3.3仿真结果319

11.3.4结论321

11.4微分型单稳态触发器的Multisim仿真研究321

11.4.1仿真电路321

11.4.2仿真内容321

11.4.3仿真结果321

11.4.4结论322

11.5555定时器构成的多谐振荡器的Multisim仿真研究324

11.5.1仿真电路324

11.5.2仿真内容324

11.5.3仿真结果324

11.5.4结论324

第12章数字电路应用实例/326

12.1遮挡式红外声光报警装置326

12.1.1目的326

12.1.2电路原理326

12.1.3元器件清单327

12.1.4安装与调试327

12.1.5思考题328

12.230秒倒计时器328

12.2.1目的328

12.2.2电路原理328

12.2.3元器件清单330

12.2.4安装与调试330

12.2.5思考题330

12.3汽车尾灯控制电路331

12.3.1目的331

12.3.2设计要求331

12.3.3设计步骤331

12.3.4元器件清单336

12.3.5安装与调试336

12.3.6思考题336

第13章实验部分/337

13.1常用电子仪器的使用338

13.1.1实验目的338

13.1.2实验原理339

13.1.3实验设备340

13.1.4实验内容340

13.1.5实验报告要求342

13.2TTL与非门的参数及电压传输特性的测试342

13.2.1实验目的343

13.2.2实验原理343

13.2.3实验设备345

13.2.4实验内容345

13.2.5实验报告要求347

13.3SSI组合逻辑电路的设计347

13.3.1实验目的347

13.3.2实验原理347

13.3.3实验设备348

13.3.4实验内容348

13.3.5实验报告要求348

13.4译码器及其应用349

13.4.1实验目的349

13.4.2实验原理349

13.4.3实验设备350

13.4.4实验内容350

13.4.5实验报告要求351

13.5数据选择器及其应用351

13.5.1实验目的351

13.5.2实验原理351

13.5.3实验设备352

13.5.4实验内容352

13.5.5实验报告要求353

13.6锁存器和触发器逻辑功能测试353

13.6.1实验目的354

13.6.2实验原理354

13.6.3实验设备357

13.6.4实验内容357

13.6.5实验报告要求359

13.7寄存器逻辑功能测试359

13.7.1实验目的359

13.7.2实验原理360

13.7.3实验设备360

13.7.4实验内容361

13.7.5实验报告要求363

13.8计数器的设计363

13.8.1实验目的363

13.8.2实验原理364

13.8.3实验设备367

13.8.4实验内容368

13.8.5实验报告要求371

13.9RC环形多谐振荡器和单稳态触发器371

13.9.1实验目的371

13.9.2实验原理372

13.9.3实验设备375

13.9.4实验内容376

13.9.5实验报告要求377

13.10555定时器的应用378

13.10.1实验目的378

13.10.2实验原理378

13.10.3实验设备383

13.10.4实验内容383

13.10.5实验报告要求385

13.11脉冲发生器以及计数、译码驱动和显示综合实验385

13.11.1实验目的385

13.11.2实验原理385

13.11.3实验设备388

13.11.4实验内容389

13.11.5实验报告要求389

13.12抢答器389

13.12.1实验目的389

13.12.2实验原理389

13.12.3实验设备390

13.12.4实验内容390

13.12.5实验报告要求390

附录A常用逻辑符号对照表/391

附录BCMOS和TTL门电路的技术参数表/393

附录C本书常用符号表/394

附录D实验设备/395

D.1UT39A+型数字式万用表395

D.1.1概述395

D.1.2特点395

D.1.3外表结构及功能按键396

D.1.4使用方法397

D.2YB2172B型数字交流毫伏表398

D.2.1技术指标398

D.2.2面板图及操作键作用说明398

D.2.3基本操作方法399

D.3YB1700系列直流稳压电源399

D.3.1概述399

D.3.2技术指标400

D.3.3面板图400

D.3.4按键或旋钮的名称和功能400

D.3.5基本操作方法401

D.4TFG6000系列DDS函数信号发生器401

D.4.1概述401

D.4.2技术指标402

D.4.3面板图402

D.4.4屏幕显示说明402

D.4.5键盘说明403

D.4.6基本操作404

D.5GOS6021型双通道示波器405

D.5.1概述405

D.5.2技术指标405

D.5.3前面板各按键和旋钮的名称和功能406

D.5.4后面板各按键和旋钮的名称和功能412

D.6THD1型数字电路实验箱412

D.6.1面板图及组成412

D.6.2使用注意事项414

D.7色环电阻与电容415

参考文献/417