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第1篇 原理、功能和设计应用3

第1章 数字电路基础3

1.1 概述3

1.2 几种常用的数制5

1.3 不同数制间的转换6

1.4 二进制的算术运算9

1.4.1 二进制算术运算的特点9

1.4.2 反码、补码和补码运算9

1.5 逻辑代数基础12

1.5.1 二值逻辑和逻辑运算12

1.5.2 逻辑代数中的三种基本运算12

1.5.3 复合逻辑运算13

1.6 逻辑函数及其描述方法15

1.6.1 逻辑函数15

1.6.2 逻辑函数的描述方法15

1.6.3 逻辑函数的标准形式17

1.6.4 逻辑函数公式、规则和常用表达式形式19

1.6.5 逻辑代数的三个规则20

1.7 逻辑函数化简21

1.7.1 公式法化简21

1.7.2 卡诺图化简法22

本章小结27

本章习题27

第2章 逻辑门电路29

2.1 半导体器件的开关特性29

2.1.1 二极管的开关特性29

2.1.2 三极管的开关特性30

2.1.3 MOS管的开关特性32

2.2 分立元件门电路33

2.2.1 二极管与门电路33

2.2.2 二极管或门电路35

2.2.3 三极管反相器（非门）36

2.2.4 复合门电路37

2.3 TTL逻辑门电路38

2.3.1 TTL与非门内部结构和工作原理38

2.3.2 TTL反相器的特性和主要参数39

2.3.3 其他功能和类型的TTL路门电路43

2.4 CMOS门电路49

2.4.1 CMOS反相器49

2.4.2 其他CMOS门电路53

本章小结56

本章习题57

第3章 组合逻辑电路61

3.1 概述61

3.1.1 组合逻辑电路的方框图及特点61

3.1.2 组合逻辑电路的分析方法61

3.1.3 组合逻辑电路的一般设计方法63

3.2 常用组合逻辑电路65

3.2.1 加法器65

3.2.2 乘法器69

3.2.3 数字比较器71

3.2.4 编码器74

3.2.5 译码器80

3.2.6 数据选择器87

3.2.7 数据分配器90

3.3 用集成电路实现组合逻辑函数91

3.3.1 用集成数据选择器实现组合逻辑函数91

3.3.2 用译码器实现组合逻辑函数93

3.3.3 用加法器实现组合逻辑函数94

3.4 组合电路中的竞争冒险96

3.4.1 组合电路中的竞争冒险现象96

3.4.2 组合电路中的竞争冒险判别方法97

3.4.3 组合电路中的竞争冒险消除方法98

本章小结100

本章习题100

第4章 触发器104

4.1 概述104

4.2 触发器的电路结构与动作特点104

4.2.1 基本RS触发器的电路结构与动作特点104

4.2.2 同步RS触发器的电路结构与动作特点106

4.2.3 主从触发器的电路结构和动作特点107

4.2.4 边沿触发器的电路结构和动作特点109

4.3 触发器的逻辑功能及其描述方法111

4.3.1 触发器按逻辑功能的分类111

4.3.2 触发器的电路结构与逻辑功能的关系114

4.4 触发器逻辑功能的转换114

4.4.1 集成触发器114

4.4.2 触发器的相互转换115

本章小结116

本章习题117

本章习题解答119

第5章 时序逻辑电路122

5.1 概述122

5.1.1 时序电路的分析方法122

5.1.2 时序电路分析举例122

5.2 同步计数器124

5.3 异步计数器127

5.4 集成计数器129

5.4.1 集成计数器129

5.4.2 用集成计数器构成任意进制计数器131

5.5 寄存器134

5.5.1 数据寄存器134

5.5.2 移位寄存器135

本章小结138

本章习题138

本章习题解答140

第6章 脉冲波形的产生与整形144

6.1 脉冲信号的基本参数144

6.2 施密特触发器145

6.2.1 施密特触发器的基本概念145

6.2.2 由CMOS门构成的施密特触发器146

6.2.3 施密特触发器的应用148

6.3 单稳态触发器150

6.3.1 单稳态触发器的基本概念150

6.3.2 由CMOS门构成的微分型单稳态触发器150

6.3.3 集成单稳态触发器154

6.3.4 单稳态触发器的应用155

6.4 多谐振荡器156

6.4.1 由CMOS非门构成的多谐振荡器157

6.4.2 CMOS石英晶体振荡器159

6.5 555定时器及应用160

6.5.1 CMOS集成定时器7555的电路结构和工作原理160

6.5.2 555定时器构成的施密特触发器162

6.5.3 555定时器构成的多谐振荡器163

6.5.4 555定时器构成的单稳态触发器165

本章小结168

本章习题168

第7章 数模与模数转换电路173

7.1 D/A转换器173

7.2 A/D转换器179

本章小结190

本章习题191

第8章 存储器192

8.1 概述192

8.2 只读存储器193

8.2.1 可编程只读存储器195

8.2.3 可擦除的可编程只读存储器196

8.3 随机存储器198

8.3.1 静态随机存储器198

8.3.2 动态随机存储器202

第2篇 实验209

实验一 门电路逻辑功能及测试209

一、实验目的209

二、实验仪器及材料209

三、预习要求209

四、实验内容及步骤209

五、实验报告214

实验二 组合逻辑电路Ⅰ（半加器、全加器）215

一、实验目的215

二、实验仪器及材料215

三、预习要求215

四、实验内容及步骤216

五、实验报告219

实验三 组合逻辑电路Ⅱ（译码器和数据选择器）220

一、实验目的220

二、实验仪器及材料220

三、实验内容及步骤221

四、实验报告222

实验四 触发器223

一、实验目的223

二、实验仪器及材料223

三、实验内容及步骤223

四、实验报告226

实验五 时序电路（计数器、移位寄存器）227

一、实验目的227

二、实验仪器及材料227

三、实验内容及步骤228

四、实验报告229

实验六 组合逻辑电路的设计和逻辑功能验证230

一、实验目的230

二、实验仪器及材料230

三、注意事项及说明230

四、实验内容、原理及步骤231

五、实验报告和要求234

实验七 D/A和A/D转换器235

一、实验目的235

二、实验仪器及材料235

三、实验原理235

四、实验内容及步骤237

五、实验报告239

六、预习要求239

实验八 555时基电路的应用240

一、实验目的240

二、实验仪器及材料240

三、实验原理240

四、实验内容及步骤242

五、实验报告244

实验九 集成电路多种计数器综合应用245

一、实验目的245

二、实验仪器及材料245

三、实验内容及步骤245

四、实验报告247

实验十 触发器及其应用248

一、实验目的248

二、实验原理248

三、实验仪器及设备251

四、实验内容251

五、预习要求253

六、实验报告254

实验十一 移位寄存器及其应用255

一、实验目的255

二、实验原理255

三、实验仪器及设备256

四、实验内容257

五、预习要求258

六、实验报告258

实验十二 中规模集成计数器的应用259

一、实验目的259

二、实验原理259

三、实验仪器及设备261

四、实验内容261

五、预习要求262

六、实验报告262