数字逻辑与计算机硬件基础

第1章数字系统基础1
1.1数字系统概述2
1.1.1数字信号2
1.1.2数字电路3
1.1.3逻辑代数4
1.1.4数字系统5
1.2数制6
1.2.1十进制数与2n进制数之间的转换7
1.2.22n进制数之间的转换8
1.3码制8
1.3.1数值的编码9
1.3.2符号的编码10
1.3.3校验码12
小结13
习题14
第2章逻辑门与逻辑代数16
2.1逻辑运算与逻辑门17
2.2逻辑门的电路结构18
2.2.1半导体二极管的开关特性18
2.2.2晶体管的开关特性20
2.2.3MOS管的开关特性21
2.2.4TTL与非门电路结构示例22
2.3逻辑门的性能指标24
2.4特殊门电路26
2.4.1集电极开路门26
2.4.2三态门26
2.5集成电路制程概述27
2.6常用集成逻辑门29
2.6.1常用门电路的性能差异29
2.6.2数字集成电路的分类与集成电路的摩尔定律30
2.7逻辑函数与代数化简法31
2.7.1逻辑函数常用形式32
2.7.2逻辑函数化简常用定律与公式33
2.7.3逻辑函数代数化简法34
2.8逻辑函数卡诺图化简法36
2.8.1*小项性质36
2.8.2真值表37
2.8.3逻辑相邻的概念与卡诺图的构成37
2.8.4卡诺图化简法40
2.8.5含无关项的逻辑函数的化简42
小结43
习题43
第3章组合逻辑电路49
3.1SSI组合逻辑电路的分析 50
3.2SSI组合逻辑电路的设计52
3.3常用MSI组合逻辑电路55
3.3.1编码器55
3.3.2译码器 58
3.3.3数据选择器66
3.3.4数据分配器70
3.3.5数值比较器70
3.3.6加法器71
3.3.7算术逻辑运算单元73
3.4组合逻辑电路的竞争与冒险76
3.4.1竞争与冒险及其产生的原因 76
3.4.2逻辑电路中的“0”冒险和“1”冒险76
3.4.3判断逻辑电路中冒险的方法76
小结77
习题78
第4章时序逻辑电路82
4.1SSI时序逻辑器件——触发器83
4.1.1触发器的结构83
4.1.2D触发器88
4.1.3JK触发器89
4.1.4T触发器90
4.2SSI时序逻辑电路分析91
4.2.1时序逻辑电路概述91
4.2.2SSI时序逻辑电路分析92
4.3SSI时序逻辑电路设计95
4.3.1SSI同步时序逻辑电路设计入门示例95
4.3.2SSI同步时序逻辑电路设计方法100
4.3.3SSI同步时序逻辑电路设计应用109
4.4MSI时序逻辑电路及其应用115
4.4.1寄存器115
4.4.2计数器118
4.5异步时序逻辑电路123
小结123
习题124
第5章数字信号的生成与变换及模数之间的转换132
5.1555多谐振荡器133
5.1.1时基电路555的功能133
5.1.2用555电路构成多谐振荡器134
5.2施密特触发器136
5.3单稳态触发器139
5.4A/D与D/A转换概述141
5.5A/D转换141
5.5.1A/D转换的步骤141
5.5.2A/D转换器的类型142
5.5.3A/D转换的主要性能指标145
5.5.4集成A/D转换器146
5.6D/A转换147
5.6.1权电阻网络型D/A转换器148
5.6.2T形电阻网络型D/A转换器148
5.6.3数模转换器的主要性能指标与集成D/A转换器149
小结151
习题152
第6章存储器155
6.1半导体存储器概述156
6.1.1存储器的性能指标156
6.1.2存储器的分类158
6.2随机存储器160
6.2.1RAM的电路结构及功能160
6.2.2静态随机存储器162
6.2.3动态随机存储器162
6.3只读存储器164
6.3.1ROM的分类164
6.3.2ROM的基本结构及工作原理165
6.3.3用ROM实现逻辑函数169
6.4存储器的扩展技术170
6.4.1位扩展法170
6.4.2字扩展法170
小结172
习题173
第7章计算机硬件电路基础176
7.1计算机系统基础177
7.1.1计算机的分类与性能指标177
7.1.2计算机的结构177
7.2计算机常用硬件电路基础178
7.2.1原码与补码的转换178
7.2.2加法运算溢出判断182
7.2.3算术逻辑运算单元182
7.2.4数据缓冲器与数据锁存器182
7.2.5计算机时序信号的生成184
7.2.6程序计数器186
小结187
习题188
第8章实验项目与实验指导190
8.1实验项目191
8.1.1实验1Proteus软件的使用与SSI组合逻辑电路的分析191
8.1.2实验2SSI组合逻辑电路设计——设计四变量多数判决器192
8.1.3实验3MSI组合逻辑电路分析与设计——编码器、译码器和数
码管的应用195
8.1.4实验4组合逻辑电路综合设计——血型匹配指示器的设计198
8.1.5实验5MSI时序逻辑器件的应用——寄存器和计数器的应用200
8.1.6实验6存储器与A/D转换器的应用204
8.1.7实验7算术逻辑运算单元、节拍发生器与数据缓冲/锁存器的
应用209
8.1.8实验8数字系统综合设计——六路抢答器的设计212
8.2Proteus简明使用指南214
8.2.1SCH原理图和印刷电路板图概述215
8.2.2原理图设计基础216
8.2.3电路设计与仿真步骤218
8.3Proteus常用元件名称219
8.4常用数字芯片引脚220
8.5数字电路实验基础226
8.5.1实验基础电路226
8.5.2元器件的辨识227
8.5.3面包板的使用方法229
8.5.4数字万用表的使用方法231
8.5.5实物电路制作的注意事项233
参考文献234