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第1章 数字逻辑基础1

1.1 数字信号与数字电路2

1.1.1 数字信号2

1.1.2 数字电路3

1.2 数制和码制4

1.2.1 几种常用的数制4

1.2.2 不同数制间的转换7

1.2.3 几种常用的码制8

1.3 逻辑代数10

1.3.1 逻辑代数中3种基本运算10

1.3.2 复合逻辑运算12

1.3.3 逻辑代数的基本公式14

1.3.4 逻辑代数的常用公式16

1.3.5 逻辑代数的基本定理17

1.4 逻辑函数及其表示方法18

1.4.1 逻辑函数的定义18

1.4.2 逻辑函数的表示方法18

1.4.3 各种表示方法间的相互转换19

1.5 逻辑函数的化简21

1.5.1 逻辑函数的最简形式21

1.5.2 公式化简法21

1.5.3 卡诺图化简法23

1.6 EDA技术概述32

1.6.1 EDA发展回顾33

1.6.2 EDA系统构成34

1.6.3 EDA工具发展趋势34

1.6.4 EDA工具软件MAX+plus Ⅱ简介36

本章小结37

习题与思考题38

第2章 逻辑门电路42

2.1 半导体二极管门电路43

2.1.1 二极管的开关特性43

2.1.2 二极管门电路45

2.2 半导体三极管门电路46

2.2.1 三极管的开关特性46

2.2.2 三极管反相器49

2.3 TTL集成门电路50

2.3.1 TTL反相器电路结构及原理50

2.3.2 TTL反相器的电压传输特性和抗干扰能力53

2.3.3 TTL反相器的静态输入特性、输出特性和负载能力55

2.3.4 TTL反相器的动态特性60

2.3.5 TTL门电路的其他类型62

2.3.6 TTL集成门系列简介71

2.4 CMOS集成门电路73

2.4.1 MOS管的开关特性74

2.4.2 CMOS反相器的电路结构和工作原理79

2.4.3 CMOS反相器的特性及参数80

2.4.4 CMOS门电路的其他类型82

2.4.5 CMOS集成门系列简介86

2.5 集成门电路的实际应用问题88

2.5.1 集成门电路使用应注意的问题88

2.5.2 TTL电路与CMOS电路之间的接口问题90

本章小结92

习题与思考题92

第3章 组合逻辑电路98

3.1 概述99

3.2 组合逻辑电路的分析与设计100

3.2.1 组合逻辑电路的分析100

3.2.2 组合逻辑电路的设计102

3.3 常用组合逻辑电路105

3.3.1 编码器106

3.3.2 译码器113

3.3.3 数据选择器123

3.3.4 加法器126

3.3.5 数值比较器130

3.4 用中规模集成电路设计组合逻辑电路135

3.4.1 用译码器设计组合逻辑电路135

3.4.2 用数据选择器设计组合逻辑电路138

3.4.3 用加法器设计组合逻辑电路140

3.4.4 综合设计143

3.5 组合逻辑电路的竞争-冒险现象146

3.5.1 竞争-冒险的概念及其产生原因146

3.5.2 消除竞争-冒险的方法147

3.6 用MAX+plusⅡ设计组合逻辑电路150

本章小结153

习题与思考题153

第4章 触发器156

4.1 概述157

4.2 基本SR触发器（SR锁存器）157

4.2.1 由与非门构成的基本SR触发器157

4.2.2 由或非门构成的基本SR触发器160

4.3 同步触发器（电平触发）162

4.3.1 同步SR触发器162

4.3.2 同步D触发器（D锁存器）165

4.4 主从触发器（脉冲触发）166

4.4.1 主从SR触发器166

4.4.2 主从JK触发器169

4.5 边沿触发器（边沿触发）171

4.5.1 维持阻塞结构的边沿触发器171

4.5.2 基于门电路传输延迟的边沿JK触发器174

4.5.3 边沿D触发器（利用两个同步D触发器构成）176

4.6 触发器的逻辑功能及描述方法178

4.7 集成触发器180

4.7.1 常用集成触发器180

4.7.2 触发器的功能转换182

4.8 触发器应用举例184

4.9 用MAX+plusⅡ验证触发器逻辑功能185

本章小结186

习题与思考题186

第5章 时序逻辑电路191

5.1 时序电路的基本概念192

5.1.1 时序电路的分类192

5.1.2 时序电路的基本结构和描述方法192

5.2 同步时序电路的分析方法194

5.2.1 同步时序电路的分析任务194

5.2.2 同步时序电路的分析步骤194

5.3 寄存器199

5.3.1 寄存器和移位寄存器结构组成及工作原理199

5.3.2 集成（移位）寄存器及其应用201

5.4 计数器205

5.4.1 同步计数器结构组成及原理206

5.4.2 异步计数器结构组成及原理212

5.4.3 集成计数器及其应用214

5.5 同步时序电路的设计方法223

5.5.1 时序电路设计的基本任务223

5.5.2 时序电路的设计步骤223

5.6 用中规模集成电路设计时序电路230

5.6.1 用移位寄存器设计230

5.6.2 用计数器设计231

5.6.3 综合设计233

5.7 用MAX+plusⅡ设计时序逻辑电路236

本章小结239

习题与思考题239

第6章 半导体存储器与可编程逻辑器件242

6.1 概述243

6.2 随机存储器RAM245

6.2.1 RAM存储单元245

6.2.2 RAM的结构246

6.2.3 RAM的扩展249

6.3 只读存储器ROM251

6.3.1 固定ROM251

6.3.2 可编程只读存储器PROM252

6.3.3 现代常用ROM256

6.4 可编程逻辑器件PLD259

6.4.1 PLD基本原理259

6.4.2 PLD分类261

6.5 高密度可编程逻辑器件263

6.5.1 复杂可编程逻辑器件CPLD263

6.5.2 现场可编程门阵列FPGA265

6.5.3 基于芯片的设计方法267

6.6 硬件描述语言简介268

6.6.1 VHDL简介269

6.6.2 VHDL描述逻辑电路举例271

本章小结278

习题与思考题278

第7章 脉冲波形的产生与整形280

7.1 概述281

7.1.1 矩形脉冲及其基本特性281

7.1.2 矩形脉冲的产生和整形方法282

7.2 555定时器及其脉冲电路282

7.2.1 555定时器及其工作原理282

7.2.2 由555定时器构成的单稳态触发器285

7.2.3 由555定时器构成的施密特触发器289

7.2.4 由555定时器构成的多谐振荡器295

7.3 集成和其他单稳态触发器298

7.3.1 由门电路构成的单稳态触发器298

7.3.2 集成单稳态触发器299

7.4 集成和其他施密特触发器301

7.4.1 由门电路构成的施密特触发器301

7.4.2 集成施密特触发器302

7.5 其他多谐振荡器304

7.5.1 由门电路构成的多谐振荡器304

7.5.2 石英晶体多谐振荡器306

本章小结308

习题与思考题308

第8章 数模和模数转换311

8.1 概述312

8.2 数模转换器（DAC）312

8.2.1 DAC的基本原理312

8.2.2 倒T形电阻网络DAC313

8.2.3 权电流型DAC314

8.2.4 数模转换输出极性的扩展317

8.2.5 DAC的主要技术参数319

8.2.6 集成DAC321

8.3 模数转换器（ADC）323

8.3.1 ADC的基本原理323

8.3.2 并联比较型ADC325

8.3.3 逐次渐近型ADC326

8.3.4 双积分型ADC328

8.3.5 ADC的主要技术参数331

8.3.6 集成ADC332

8.4 取样-保持电路333

本章小结335

习题与思考题335

附录A 常用的数字逻辑集成电路338

附录B 逻辑符号对照表343

附录C EDA软件元件库345

附录D 部分习题与思考题解答347

参考文献358