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第1章 数制与代码 1

1.1 概述 1

1.1.1 模拟信号和数字信号 1

1.1.2 数字电路的发展 1

1.2 常用数制 2

1.2.1 常用数制 2

1.2.2 数制的转换 3

1.2.3 无符号二进制数运算 5

1.3 有符号数表示法 7

1.3.1 原码表示法 7

1.3.2 反码表示法 7

1.3.3 补码表示法 7

1.3.4 有符号数的补码运算 8

1.4 常用编码 9

1.4.1 BCD码 9

1.4.2 ASCII码 11

1.4.3 奇偶校验码 12

1.4.4 格雷码 13

本章小结 14

习题 14

第2章 逻辑代数基础 16

2.1 逻辑代数的基本运算 16

2.1.1 逻辑变量及基本逻辑运算 16

2.1.2 复合逻辑运算 18

2.1.3 逻辑函数及逻辑函数相等 20

2.2 逻辑代数的基本定律和运算规则 21

2.2.1 逻辑代数基本定律 21

2.2.2 逻辑代数运算规则 23

2.2.3 逻辑代数运算优先级别 24

2.3 逻辑函数的描述方法 25

2.3.1 真值表描述法 25

2.3.2 代数式描述法 26

2.3.3 逻辑图描述法 29

2.3.4 卡诺图描述法 29

2.3.5 波形图描述法 31

2.3.6 描述方法之间的转换 32

2.4 逻辑函数的化简方法 35

2.4.1 逻辑函数的化简依据和最简标准 35

2.4.2 代数化简法 37

2.4.3 卡诺图化简法 38

2.4.4 含有任意项的逻辑函数化简 43

本章小结 46

习题 47

第3章 小规模组合逻辑电路 51

3.1 集成逻辑门 51

3.1.1 集成逻辑门的主要参数 51

3.1.2 三极管反相器 53

3.1.3 TTL逻辑门 54

3.1.4 CMOS逻辑门 57

3.1.5 集成逻辑门系列简介 62

3.2 小规模组合逻辑电路的分析与设计 63

3.2.1 小规模组合逻辑电路分析 64

3.2.2 小规模组合逻辑电路设计 68

3.3 组合逻辑电路中的竞争与冒险 71

3.3.1 竞争与冒险的分析 71

3.3.2 冒险的消除 73

3.4 小规模组合逻辑电路实验 74

3.4.1 实验目的和意义 74

3.4.2 实验预习要求 74

3.4.3 实验仪器和设备 74

3.4.4 实验注意事项 75

3.4.5 实验内容 75

3.4.6 实验思考题 78

本章小结 79

习题 79

第4章 模块级组合逻辑电路 85

4.1 加法器 85

4.1.1 串行进位加法器 85

4.1.2 超前进位加法器 85

4.2 编码器 88

4.2.1 普通编码器 88

4.2.2 优先编码器 89

4.3 译码器 92

4.3.1 变量译码器 92

4.3.2 显示译码器 97

4.4 数值比较器 102

4.4.1 1位数值比较器 102

4.4.2 4位数值比较器7485 102

4.5 数据选择器 104

4.5.1 数据选择器的逻辑功能 104

4.5.2 集成数据选择器 105

4.5.3 数据选择器的应用 106

4.6 模块级组合逻辑电路的分析与设计 109

4.6.1 模块级组合逻辑电路的分析 109

4.6.2 模块级组合逻辑电路的设计 111

4.7 模块级组合逻辑电路实验 113

4.7.1 实验目的和意义 113

4.7.2 实验仪器与器件 114

4.7.3 实验预习要求 114

4.7.4 实验注意事项 114

4.7.5 实验原理 114

4.7.6 实验内容 114

4.7.7 实验思考题 115

本章小结 116

习题 116

第5章 触发器级时序逻辑电路 119

5.1 时序逻辑电路概述 119

5.1.1 时序逻辑电路的组成 119

5.1.2 时序逻辑电路的分类 119

5.1.3 时序逻辑电路的描述方法 120

5.2 触发器 122

5.2.1 基本RS触发器 122

5.2.2 时钟同步RS触发器 125

5.2.3 JK触发器 128

5.2.4 D触发器 132

5.2.5 T触发器与T′触发器 134

5.2.6 触发器类型转换 135

5.2.7 触发器的应用 137

5.3 触发器级时序逻辑电路的分析 138

5.3.1 同步时序电路分析 138

5.3.2 异步时序电路分析 145

5.4 触发器级同步时序逻辑电路的设计 147

5.4.1 设计步骤 147

5.4.2 设计举例 158

5.5 触发器级异步时序逻辑电路的设计 164

5.6 触发器级时序逻辑电路实验 169

5.6.1 实验目的和意义 169

5.6.2 实验预习要求 170

5.6.3 实验仪器与器件 170

5.6.4 实验内容 170

5.6.5 实验报告要求 170

本章小结 171

习题 171

第6章 模块级时序逻辑电路 177

6.1 集成计数器 177

6.1.1 4位二进制同步加法计数器74161 177

6.1.2 十进制可逆计数器74192 187

6.1.3 计数器的应用 194

6.2 寄存器与移位寄存器 195

6.2.1 寄存器 195

6.2.2 移位寄存器 196

6.3 数据锁存器 201

6.4 模块级时序逻辑电路的分析 202

6.5 模块级时序逻辑电路的设计 208

6.6 计数器及其应用实验 212

6.6.1 实验目的和意义 212

6.6.2 实验预习要求 212

6.6.3 实验仪器与器件 212

6.6.4 实验内容 212

6.6.5 实验思考题 212

6.6.6 实验报告要求 213

6.7 移位寄存器及其应用实验 213

6.7.1 实验目的和意义 213

6.7.2 实验预习要求 213

6.7.3 实验仪器与器件 213

6.7.4 实验内容 213

6.7.5 实验思考题 213

6.7.6 实验报告要求 213

本章小结 214

习题 214

第7章 脉冲信号的产生与变换电路 218

7.1 多谐振荡器 218

7.1.1 环形振荡器 218

7.1.2 石英晶体振荡器 220

7.1.3 多谐振荡器的应用 221

7.2 单稳态触发器 222

7.2.1 门电路组成的单稳态触发器 222

7.2.2 集成单稳态触发器 226

7.2.3 单稳态触发器的应用 228

7.3 施密特触发器 230

7.3.1 集成施密特触发器 230

7.3.2 施密特触发器的应用 231

7.4 555定时器 232

7.4.1 555定时器的芯片结构及功能 232

7.4.2 555定时器构成多谐振荡器 233

7.4.3 555定时器构成单稳态触发器 234

7.4.4 555定时器构成施密特触发器 235

7.5 555定时器实验 236

7.5.1 实验目的和意义 236

7.5.2 实验预习要求 236

7.5.3 实验仪器与器件 236

7.5.4 实验原理 237

7.5.5 实验内容 237

7.5.6 实验思考题 238

7.5.7 实验报告要求 238

本章小结 238

习题 239

第8章 D/A和A/D转换 241

8.1 D/A转换 241

8.1.1 D/A转换的基本概念 241

8.1.2 常用D/A转换技术 242

8.1.3 集成DAC的主要技术指标 247

8.1.4 集成DAC芯片0832 249

8.2 A/D转换 252

8.2.1 量化和编码 252

8.2.2 ADC的主要性能指标 253

8.2.3 常用A/D转换技术 254

8.2.4 集成ADC芯片0809 259

8.2.5 数据采集与控制系统 261

本章小结 262

习题 263

第9章 数字系统设计实例 265

9.1 数字电子时钟的设计 265

9.1.1 功能要求 265

9.1.2 电路组成 265

9.1.3 电路实现 266

9.2 循环彩灯控制电路设计 268

9.2.1 功能要求 268

9.2.2 电路组成 268

9.2.3 电路实现 268

9.3 点名器电路设计 270

9.3.1 功能要求 270

9.3.2 电路组成 270

9.3.3 电路实现 270

9.4 抢答器的设计 272

9.4.1 功能要求 272

9.4.2 电路组成 272

9.4.3 电路实现 273

9.5 交通灯控制电路设计 275

9.5.1 功能要求 275

9.5.2 电路组成 275

9.5.3 电路实现 275

9.5.4 交通灯控制电路状态表及输出方程 276

9.6 汽车尾灯控制电路设计 278

9.6.1 功能要求 278

9.6.2 电路组成 278

9.6.3 电路实现 278

9.7 电子密码锁控制电路设计 280

9.7.1 功能要求 280

9.7.2 电路组成 280

9.7.3 电路实现 281

9.8 信号的A/D和D/A转换 283

9.8.1 功能要求 283

9.8.2 电路组成 283

9.8.3 电路实现 283

9.8.4 转换结果理论分析 285

附录 常用元器件一览表 286

参考文献 291