基于PROTEUS的数字电路分析与设计(第二版)

第1章 数字系统的概念 1 1.0 概述 1 1.1 数字量和模拟量 1 1.1.1 模拟量和模拟电信号 1 1.1.2 数字量和数字电信号 2 1.2 二进制数、逻辑电平和数字波形 2 1.2.1 二进制数 2 1.2.2 逻辑电平 2 1.2.3 数字波形 3 1.3 数据传输 4 1.4 基本逻辑运算 5 1.5 基本逻辑功能 8 1.5.1 比较功能 8 1.5.2 算术功能 8 1.6 数字集成电路 12 1.6.1 集成芯片封装 12 1.6.2 管脚序号 13 1.6.3 集成电路分类 14 1.6.4 集成电路技术 14 习题 14 第2章 数制与码制 15 2.0 概述 15 2.1 十进制数 15 2.2 二进制数 16 2.2.1 二进制数的表示方式 16 2.2.2 二进制的优点 16 2.2.3 二进制数的波形图 17 2.3 十进制-二进制转换 17 2.3.1 整数部分的转换 17 2.3.2 小数部分的转换 18 2.4 二进制算术运算 19 2.4.1 二进制加法运算 19 2.4.2 二进制减法运算 20 2.4.3 二进制乘法和除法运算 20 2.5 二进制数的反码和补码 21 2.5.1 有符号数 21 2.5.2 反码和补码 21 2.5.3 补码的运算 23 2.5.4 溢出 24 2.6 八进制数 24 2.6.1 八进制数的表示方法 24 2.6.2 八进制数与二进制数、十进制数之间的转换 25 2.7 十六进制数 25 2.7.1 十六进制数的表示方法 25 2.7.2 十六进制数与二进制数、十进制数之间的转换 26 2.8 BCD码 26 2.9 格雷码和ASCII码 28 2.9.1 格雷码 28 2.9.2 ASCII码 29 习题 30 第3章 门电路 32 3.0 概述 32 3.1 三极管的基本开关电路 32 3.1.1 双极型三极管的基本开关电路 32 3.1.2 MOSFET基本开关电路 34 3.1.3 TTL和CMOS的逻辑电平标准 35 3.2 TTL门电路工作原理 35 3.2.1 TTL反相器 36 3.2.2 TTL与非门 37 3.2.3 其他TTL门电路 39 3.3 CMOS门电路 41 3.3.1 CMOS基本逻辑门电路 41 3.3.2 带缓冲器的CMOS门电路 43 3.4 其他功能门电路 44 3.4.1 CMOS传输门 44 3.4.2 三态门 45 3.4.3 集电极开路门 46 3.5 数字集成芯片实用常识 47 3.5.1 数字集成芯片分类及命名 47 3.5.2 数字集成芯片管脚的处理 48 习题 50 第4章 组合逻辑代数 54 4.0 概述 54 4.1 布尔算术的定律和法则 54 4.1.1 基本公式 54 4.1.2 常用公式 56 4.1.3 逻辑代数的基本定理 57 4.2 逻辑函数及其表示方法 58 4.2.1 逻辑函数 58 4.2.2 逻辑函数的表示方法 59 4.2.3 逻辑函数形式的转换 60 4.2.4 标准与或式和标准或与式 63 4.2.5 逻辑函数形式的变换 66 4.3 逻辑函数的化简方法 67 4.3.1 公式法化简 67 4.3.2 卡诺图法化简 70 4.4 具有约束的逻辑函数的化简 76 4.4.1 约束项和约束条件 76 4.4.2 具有约束的逻辑函数的公式法化简 78 4.4.3 具有约束的逻辑函数的卡诺图法化简 78 习题 79 第5章 组合逻辑电路分析与设计 85 5.0 概述 85 5.1 组合逻辑电路的分析和设计方法 85 5.1.1 组合逻辑电路的分析方法 86 5.1.2 组合逻辑电路的设计方法 88 5.2 常用组合逻辑集成芯片 91 5.2.1 编码器 91 5.2.2 译码器 100 5.2.3 数据分配器 113 5.2.4 数据选择器 115 5.2.5 加法器 124 5.2.6 全减器 132 5.2.7 数值比较器 133 5.3 组合逻辑电路中的竞争和冒险 136 5.3.1 产生竞争和冒险的原因 136 5.3.2 消除竞争和冒险的方法 138 习题 139 第6章 锁存器和触发器 144 6.0 概述144 6.1 SR锁存器 144 6.1.1 低电平输入有效的SR锁存器 144 6.1.2 高电平输入有效的SR锁存器 147 6.1.3 SR锁存器的应用 148 6.2 触发器 149 6.2.1 电平触发的触发器 149 6.2.2 脉冲触发的触发器 153 6.2.3 边沿触发的触发器 156 6.2.4 触发器功能汇总 159 习题 165 第7章 时序逻辑电路的分析与设计 168 7.0 概述 168 7.1 时序逻辑电路的分析方法 170 7.1.1 同步时序逻辑电路的分析方法 170 7.1.2 异步时序逻辑电路的分析方法 174 7.2 计数器 177 7.2.1 异步计数器 177 7.2.2 同步计数器 182 7.2.3 加/减计数器 193 7.2.4 任意进制计数器的集成芯片连接 196 7.3 寄存器和移位寄存器 206 7.3.1 寄存器 207 7.3.2 移位寄存器 208 7.4 环形计数器和扭环形计数器 215 7.4.1 环形计数器 215 7.4.2 扭环形计数器 218 7.5 时序逻辑电路的设计方法 220 7.5.1 顺序脉冲发生器的设计 220 7.5.2 序列信号发生器的设计 223 7.5.3 同步时序逻辑电路的设计方法 226 7.5.4 异步时序逻辑电路的设计方法 229 习题 233 第8章 脉冲波形发生器 242 8.0 概述 242 8.1 施密特触发器 242 8.1.1 门电路组成的施密特触发器 243 8.1.2 CMOS集成施密特触发器 245 8.1.3 施密特触发器的应用 246 8.2 555定时器 250 8.2.1 555定时器的工作原理 251 8.2.2 用555定时器构成的多谐振荡器 252 8.2.3 用555定时器构成的单稳态触发器 254 8.2.4 用555定时器构成的施密特触发器 256 8.3 集成单稳态触发器 258 8.3.1 用CMOS门电路组成的微分型单稳态触发器 258 8.3.2 集成单稳态触发器 260 习题 266 第9章 模-数和数-模转换器 271 9.0 概述 271 9.1 A/D转换器 271 9.1.1 A/D转换器的基本原理 271 9.1.2 A/D转换器的转换精度与速度 275 9.2 A/D转换器的应用与仿真 276 9.2.1 八位单极性输入并行输出ADC0808 276 9.2.2 双通道输入串行输出ADC0832 279 9.2.3 双极性A/D转换器 281 9.3 D/A转换器 282 9.3.1 权电阻网络D/A转换器 282 9.3.2 倒T形电阻网络D/A转换器 283 9.3.3 权电流型D/A转换器 284 9.3.4 D/A转换器的转换精度 286 9.4 D/A转换器的应用与仿真 286 9.4.1 DAC0832转换器 286 9.4.2 DAC0808转换器 288 习题 289 参考文献 295