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绪论 1

第一章 数制和码制 4

1.1 概述 4

1.2 几种常用的数制 4

1.3 不同数制间的转换 6

1.4 二进制算术运算 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 10

1.5 几种常用的编码 13

本章小结 18

习题 18

第二章 逻辑代数基础 20

2.1 概述 20

2.2 逻辑代数中的三种基本运算 20

2.3 逻辑代数的基本公式和常用公式 24

2.3.1 基本公式 24

2.3.2 若干常用公式 25

2.4 逻辑代数的基本定理 27

2.4.1 代入定理 27

2.4.2 反演定理 27

2.4.3 对偶定理 28

2.5 逻辑函数及其描述方法 29

2.5.1 逻辑函数 29

2.5.2 逻辑函数的描述方法 29

2.5.3 逻辑函数的两种标准形式 34

2.6 逻辑函数的化简方法 37

2.6.1 公式化简法 37

2.6.2 卡诺图化简法 40

2.6.3 奎恩-麦克拉斯基化简法（Q-M法） 44

2.7 具有无关项的逻辑函数及其化简 47

2.7.1 约束项、任意项和逻辑函数式中的无关项 47

2.7.2 无关项在化简逻辑函数中的应用 49

2.8 多输出逻辑函数的化简 50

2.9 逻辑函数形式的变换 52

本章小结 54

习题 55

第三章 门电路 62

3.1 概述 62

3.2 半导体二极管门电路 64

3.2.1 半导体二极管的开关特性 64

3.2.2 二极管与门 66

3.2.3 二极管或门 67

3.3 CMOS门电路 68

3.3.1 MOS管的开关特性 68

3.3.2 CMOS反相器的电路结构和工作原理 73

3.3.3 CMOS反相器的静态输入特性和输出特性 77

3.3.4 CMOS反相器的动态特性 80

3.3.5 其他类型的CMOS门电路 85

3.3.6 CMOS集成电路的正确使用 92

3.3.7 CMOS数字集成电路的各种系列 96

3.4 TTL门电路 99

3.4.1 双极型三极管的开关特性 99

3.4.2 TTL反相器的电路结构和工作原理 105

3.4.3 TTL反相器的静态输入特性和输出特性 107

3.4.4 TTL反相器的动态特性 111

3.4.5 其他类型的TTL门电路 115

3.4.6 TTL数字集成电路的各种系列 122

3.5 ECL集成电路 126

3.5.1 ECL电路的基本结构和工作原理 126

3.5.2 ECL集成电路的各种系列 128

3.6 Bi-CMOS电路 129

3.6.1 Bi-CMOS电路的基本结构和工作原理 129

3.6.2 Bi-CMOS集成电路的各种系列 130

3.7 不同类型数字集成电路间的接口 132

3.7.1 CMOS电路和TTL电路的接口 132

3.7.2 不同逻辑电平电路间的接口 134

本章小结 136

习题 139

第四章 组合逻辑电路 146

4.1 概述 146

4.2 组合逻辑电路的分析方法 147

4.3 组合逻辑电路的基本设计方法 149

4.4 若干常用的组合逻辑电路模块 152

4.4.1 编码器 153

4.4.2 译码器 157

4.4.3 数据选择器 170

4.4.4 加法器 172

4.4.5 数值比较器 177

4.5 层次化和模块化的设计方法 179

4.6 可编程逻辑器件 184

4.7 硬件描述语言 186

4.8 用可编程通用模块设计组合逻辑电路 190

4.9 组合逻辑电路中的竞争-冒险 194

4.9.1 竞争-冒险现象及其成因 194

4.9.2 检查竞争-冒险现象的方法 196

4.9.3 消除竞争-冒险现象的方法 197

本章小结 199

习题 200

第五章 半导体存储电路 207

5.1 概述 207

5.2 SR锁存器 208

5.3 触发器 210

5.3.1 电平触发的触发器 211

5.3.2 边沿触发的触发器 215

5.3.3 脉冲触发的触发器 218

5.3.4 触发器按逻辑功能的分类 224

5.3.5 触发器的动态特性 227

5.4 寄存器 229

5.5 存储器 230

5.5.1 静态随机存储器（SRAM） 231

5.5.2 动态随机存储器（DRAM） 234

5.5.3 只读存储器（ROM） 236

5.5.4 存储器容量的扩展 242

5.5.5 用存储器实现组合逻辑函数 244

本章小结 249

习题 250

第六章 时序逻辑电路 261

6.1 概述 261

6.2 时序逻辑电路的分析方法 263

6.2.1 同步时序逻辑电路的分析方法 263

6.2.2 时序逻辑电路的状态转换表、状态转换图、状态机流程图和时序图 264

6.2.3 异步时序逻辑电路的分析方法 270

6.3 若干常用的时序逻辑电路 271

6.3.1 移位寄存器 271

6.3.2 计数器 275

6.3.3 顺序脉冲发生器 304

6.3.4 序列信号发生器 308

6.4 时序逻辑电路的设计方法 310

6.4.1 同步时序逻辑电路的设计方法 310

6.4.2 时序逻辑电路的自启动设计 320

6.4.3 异步时序逻辑电路的设计方法 324

6.4.4 复杂时序逻辑电路的设计 328

6.5 用可编程逻辑器件实现同步时序逻辑电路 330

6.5.1 可以实现时序逻辑电路的可编程逻辑器件 330

6.5.2 用硬件描述语言Verilog HDL描述时序逻辑电路 331

6.6 时序逻辑电路中的竞争-冒险现象 336

本章小结 340

习题 341

第七章 脉冲波形的产生和整形电路 349

7.1 概述 349

7.2 施密特触发电路 350

7.2.1 施密特触发电路的结构和工作原理 350

7.2.2 用门电路组成的施密特触发电路 353

7.2.3 施密特触发电路的应用 355

7.3 单稳态电路 357

7.3.1 用门电路组成的单稳态电路 357

7.3.2 集成单稳态电路 361

7.4 多谐振荡电路 364

7.4.1 对称式多谐振荡电路 364

7.4.2 非对称式多谐振荡电路 367

7.4.3 环形振荡电路 370

7.4.4 用施密特触发电路构成的多谐振荡电路 372

7.4.5 石英晶体多谐振荡电路 374

7.5 555定时器及其应用 375

7.5.1 555定时器的电路结构和功能 375

7.5.2 用555定时器接成的施密特触发电路 377

7.5.3 用555定时器接成的单稳态电路 378

7.5.4 用555定时器接成的多谐振荡电路 379

本章小结 382

习题 383

第八章 数-模和模-数转换 388

8.1 概述 388

8.2 D/A转换器的电路结构和工作原理 389

8.2.1 权电阻网络D/A转换器 389

8.2.2 倒T形电阻网络D/A转换器 391

8.2.3 权电流型D/A转换器 393

8.2.4 开关树型D/A转换器 396

8.2.5 权电容网络D/A转换器 397

8.2.6 具有双极性输出的D/A转换器 398

8.3 D/A转换器的转换精度与转换速度 400

8.3.1 D/A转换器的转换精度 400

8.3.2 D/A转换器的转换速度 404

8.4 A/D转换的基本原理 404

8.5 取样-保持电路 407

8.6 A/D转换器的电路结构和工作原理 408

8.6.1 并联比较型A/D转换器 408

8.6.2 流水线型A/D转换器 411

8.6.3 逐次逼近型A/D转换器 413

8.6.4 双积分型A/D转换器 415

8.6.5 ∑-△型A/D转换器 418

8.6.6 V-F变换型A/D转换器 421

8.7 A/D转换器的转换精度与转换速度 426

8.7.1 A/D转换器的转换精度 426

8.7.2 A/D转换器的转换速度 427

本章小结 428

习题 429

附录一 可编程逻辑器件（PLD）分类 435

附录二 《电气简图用图形符号——二进制逻辑单元》（GB/T 4728.1 2—2005）简介 453

附录三 基本逻辑单元图形符号对照表 462

部分习题答案 464

参考文献 478

名词索引 479