数字逻辑电路基础

目录



第1章　数字逻辑基础　1

1.1　数字电路概述　2

1.1.1　数字信号和数字电路　2

1.1.2　数字电路的特点　3

1.1.3　数字电路的分类　3

1.1.4　脉冲与脉冲参数　3

思考题　4

1.2　数制与码制　4

1.2.1　数字电路所用的数制　4

1.2.2　各种计数制之间的转换　6

1.2.3　数字电路中常用的码制与编码　8

思考题　13

1.3　逻辑函数的基本概念和表示方法　13

1.3.1　逻辑函数的基本概念　13

1.3.2　三种基本的逻辑关系　14

1.3.3　复合逻辑运算　16

1.3.4　逻辑函数的表示方法　17

思考题　18

1.4　逻辑代数的基本公式、定律和规则　18

1.4.1　逻辑代数的基本公式　18

1.4.2　逻辑代数的基本定律　19

1.4.3　逻辑代数的重要规则　20

思考题　21

1.5　逻辑函数及其化简　21

1.5.1　逻辑函数的常用形式　21

1.5.2　逻辑函数的代数化简法　22

1.5.3　用卡诺图表示逻辑函数　23

1.5.4　逻辑函数的卡诺图化简法　25

思考题　27

1.6　应用能力训练环节　28

习题　36

第2章　门电路和集成逻辑门　39

2.1　半导体二极管和三极管的开关特性　39

2.1.1　理想开关的开关特性　39

2.1.2　半导体二极管的开关特性　40

2.1.3　双极型晶体管的开关特性　42

2.1.4　MOS管的开关特性　43

思考题　45

2.2　分立元件的门电路　45

2.2.1　二极管与门　45

2.2.2　二极管或门　46

2.2.3　三极管非门　47

2.2.4　分立元件的复合门　47

思考题　49

2.3　TTL集成逻辑门　49

2.3.1　TTL集成逻辑门的结构组成　49

2.3.2　典型TTL与非门　51

2.3.3　集电极开路的TTL与非门　54

2.3.4　三态门　55

2.3.5　ECL门电路　57

2.3.6　TTL集成电路的改进系列　58

2.3.7　TTL集成逻辑门的使用注意事项　59

思考题　60

2.4　MOS集成逻辑门　60

2.4.1　CMOS逻辑门的基本单元　61

2.4.2　CMOS与非门　62

2.4.3　CMOS或非门　63

2.4.4　其他CMOS集成逻辑门　63

2.4.5　CMOS逻辑门的特点及使用注意事项　64

思考题　65

2.5　集成逻辑门使用中的实际问题　65

2.5.1　各种逻辑门之间的接口问题　65

2.5.2　门电路带负载时的接口电路　67

2.5.3　抗干扰措施　68

思考题　69

2.6　应用能力训练环节　69

2.6.1　集成逻辑门电路的功能测试　69

2.6.2　学习Multisim 8.0电路仿真（一）　72

习题　76

第3章　组合逻辑电路　80

3.1　组合逻辑电路的分析　81

3.1.1　组合逻辑电路的特点　81

3.1.2　组合逻辑电路功能的描述　81

3.1.3　组合逻辑电路的分析　82

思考题　85

3.2　组合逻辑电路的设计　85

3.2.1　组合逻辑电路的设计步骤　85

3.2.2　组合逻辑电路的设计举例　85

思考题　88

3.3　常用中规模集成器件　88

3.3.1　编码器　88

3.3.2　译码器　93

3.3.3　数据选择器和数据分配器　98

3.3.4　数据分配器　99

3.3.5　数值比较器　100

3.3.6　加法器　102

思考题　103

3.4　组合逻辑电路的竞争与冒险　103

3.4.1　竞争冒险及其产生原因　103

3.4.2　冒险现象的判别　104

3.4.3　消除冒险现象的方法　104

思考题　105

3.5　应用能力训练环节　105

3.5.1　编码、译码及数码显示电路的研究　105

3.5.2　学习Multisim 8.0电路仿真（二）　108

习题　114

第4章　触发器　117

4.1　基本RS触发器　118

4.1.1　基本RS触发器的结构组成　118

4.1.2　基本RS触发器的工作原理　118

4.1.3　基本RS触发器的动作特点　119

4.1.4　基本RS触发器逻辑功能的描述　119

思考题　121

4.2　钟控RS触发器　122

4.2.1　钟控RS触发器的结构组成　122

4.2.2　钟控RS触发器的工作原理　122

4.2.3　钟控RS触发器的功能描述　123

思考题　124

4.3　主从型JK触发器　125

4.3.1　JK触发器的结构组成　125

4.3.2　JK触发器的工作原理　125

4.3.3　JK触发器的动作特点　126

4.3.4　JK触发器的功能描述　126

4.3.5　集成JK触发器　127

思考题　128

4.4　维持阻塞型D触发器　128

4.4.1　D触发器的结构组成　129

4.4.2　D触发器的工作原理　129

4.4.3　D触发器的动作特点　130

4.4.4　D触发器的功能描述　130

4.4.5　集成D触发器　130

思考题　131

4.5　T触发器和T'触发器　131

4.5.1　T触发器　131

4.5.2　T '触发器　131

思考题　132

4.6　应用能力训练环节　132

4.6.1　集成触发器的功能测试　132

4.6.2　学习Multisim 8.0电路仿真（三）　134

习题　137

第5章　时序逻辑电路　140

5.1　时序逻辑电路的分析和设计思路　141

5.1.1　时序逻辑电路概述　141

5.1.2　时序逻辑电路的功能描述　142

5.1.3　时序逻辑电路的基本分析方法　142

5.1.4　时序逻辑电路的设计思路　146

思考题　147

5.2　集成计数器　147

5.2.1　二进制计数器　148

5.2.2　十进制计数器　150

5.2.3　集成计数器及其应用　152

思考题　157

5.3　寄存器　157

5.3.1　数码寄存器　157

5.3.2　移位寄存器　158

5.3.3　集成双向移位寄存器　159

5.3.4　移位寄存器的应用　160

思考题　162

5.4　应用能力训练环节　163

5.4.1　计数器及其应用　163

5.4.2　移位寄存器及其应用　166

5.4.3　学习Multisim 8.0电路仿真（四）　172

习题　172

第6章　脉冲信号的产生与波形变换　176

6.1　555定时电路及其应用　177

6.1.1　集成555定时电路的组成　177

6.1.2　555定时器的原理与功能　178

6.1.3　CMOS型555定时器简介　179

思考题　181

6.2　单稳态触发器　181

6.2.1　单稳态触发器的特点　181

6.2.2　用555定时器组成的单稳态触发器　181

6.2.3　单稳态触发器的应用　184

思考题　185

6.3　施密特触发器　185

6.3.1　施密特触发器的电路组成　185

6.3.2　传输特性和主要参数　186

6.3.3　施密特触发器的工作原理　186

思考题　187

6.4　多谐振荡器　188

6.4.1　多谐振荡器的电路组成　188

6.4.2　多谐振荡器的工作原理　188

6.4.3　多谐振荡器的主要参数　189

思考题　189

6.5　应用能力训练环节　189

习题　191

第7章　存储器和可编程逻辑器件　194

7.1　存储器的基本知识　194

7.1.1　存储器概述　195

7.1.2　存储器的分类　195

7.1.3　存储器的主要技术指标　197

思考题　198

7.2　只读存储器ROM　198

7.2.1　ROM的结构组成和功能　198

7.2.2　ROM的工作原理　199

7.2.3　ROM的分类　202

7.2.4　ROM的应用　204

思考题　206

7.3　随机存取存储器RAM　207

7.3.1　RAM的结构组成和功能　207

7.3.2　RAM的存储单元　208

7.3.3　集成RAM芯片简介　209

7.3.4　RAM的容量扩展　210

思考题　211

7.4　可编程逻辑器件　212

7.4.1　可编程逻辑阵列　212

7.4.2　可编程阵列逻辑　213

7.4.3　通用阵列逻辑　214

思考题　215

7.5　应用能力训练环节　215

7.5.1　随机存取存储器2114A及其应用　216

7.5.2　学习Multisim 8.0电路仿真（五）　223

习题　224

第8章　数/模和模/数转换器　227

8.1　数/模转换器　228

8.1.1　DAC的基本概念　228

8.1.2　DAC的基本原理　229

8.1.3　集成DAC典型芯片　232

8.1.4　DAC的主要技术指标　234

思考题　235

8.2　模/数转换器　236

8.2.1　ADC的基本概念和转换原理　236

8.2.2　逐次比较型ADC　239

8.2.3　双积分型ADC　239

8.2.4　集成ADC0809简介　241

思考题　242

8.3　应用能力训练环节　242

8.3.1　A/D与D/A转换电路的研究　242

8.3.2　学习Multisim 8.0电路仿真（六）　245

习题　245

参考文献　249