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绪论 1

上篇 理论篇 5

第1章 逻辑代数基础 5

1.1 数制与编码 5

1.1.1 数制 5

1.1.2 数制转换 6

1.1.3 编码 8

1.2 基本概念、公式和定理 12

1.2.1 三种基本逻辑关系 12

1.2.2 基本公式、定理和常用规则 17

1.3 逻辑函数的化简 20

1.3.1 逻辑函数的标准与或式和最简式 20

1.3.2 逻辑函数的公式化简法 23

1.3.3 逻辑函数的图形化简法 24

1.3.4 具有无关项的逻辑函数的化简 29

1.4 逻辑函数的表示方法及相互转换 31

1.4.1 几种逻辑函数的表示方法 31

1.4.2 逻辑函数几种表示方法之间的转换 33

本章小结 36

思考题与习题 37

第2章 集成逻辑门电路 41

2.1 半导体器件的开关特性 41

2.1.1 半导体二极管的开关特性 41

2.1.2 双极型三极管的开关特性 43

2.1.3 场效应管的开关特性 45

2.2 分立元器件门电路 46

2.2.1 与门电路 47

2.2.2 或门电路 48

2.2.3 非门电路 48

2.2.4 正逻辑和负逻辑 50

2.3 TTL集成门电路 51

2.3.1 TTL与非门 51

2.3.2 其他类型的TTL门电路 54

2.3.3 TTL集成逻辑门的使用 59

2.4 CMOS集成门电路 60

2.4.1 CMOS反相器 60

2.4.2 其他类型的CMOS逻辑门电路 61

2.4.3 CMOS电路的特点和使用 64

本章小结 66

思考题与习题 66

第3章 组合逻辑电路 71

3.1 概述 71

3.1.1 组合逻辑电路的分析 72

3.1.2 组合逻辑电路的设计 73

3.1.3 组合逻辑电路设计举例 75

3.2 编码器和译码器 78

3.2.1 编码器 78

3.2.2 编码器的用法 83

3.2.3 译码器 84

3.2.4 译码器的用法 91

3.3 加法器和数值比较器 94

3.3.1 加法器 94

3.3.2 加法器的用法 95

3.3.3 数值比较器 97

3.3.4 数值比较器的用法 99

3.4 数据选择器和数据分配器 99

3.4.1 数据选择器 99

3.4.2 数据选择器的用法 100

3.4.3 数据分配器 103

3.4.4 数据分配器的用法 104

3.5 组合逻辑电路中的竞争冒险 105

3.5.1 竞争冒险的概念及产生的原因 105

3.5.2 竞争冒险的识别与消除方法 105

本章小结 106

思考题与习题 107

第4章 集成触发器 110

4.1 基本RS触发器 110

4.1.1 概述 110

4.1.2 基本RS触发器 110

4.1.3 集成基本触发器 114

4.2 时钟触发器 116

4.2.1 同步RS触发器 116

4.2.2 主从CMOS边沿D触发器CC4013 119

4.2.3 维持阻塞D触发器（74LS74） 120

4.2.4 负边沿JK触发器 121

4.2.5 T触发器和T′触发器 124

4.3 触发器逻辑功能分类及相互转换 125

4.3.1 触发器逻辑功能分类 125

4.3.2 不同类型时钟触发器间的转换 126

4.4 触发器的选用 127

4.4.1 触发器的合理选用 127

4.4.2 触发器的参数和指标 128

4.4.3 触发器使用的注意事项 128

本章小结 129

思考题与习题 130

第5章 时序逻辑电路 134

5.1 概述 134

5.1.1 时序逻辑电路的特点 134

5.1.2 时序电路逻辑功能表示方法 135

5.2 时序逻辑电路的分析方法 136

5.2.1 分析步骤 136

5.2.2 分析举例 137

5.3 计数器 140

5.3.1 异步计数器 140

5.3.2 同步计数器 149

5.3.3 N进制计数器 155

5.3.4 计数器的应用 158

5.4 寄存器 159

5.4.1 基本寄存器 160

5.4.2 移位寄存器 161

5.4.3 寄存器的应用 163

5.5 顺序脉冲发生器 169

5.5.1 计数器型顺序脉冲发生器 169

5.5.2 移位型顺序脉冲发生器 170

5.6 时序逻辑电路的设计方法 172

5.6.1 基本设计步骤 172

5.6.2 设计举例 173

本章小结 175

思考题与习题 176

第6章 脉冲波形的产生和整形 180

6.1 概述 180

6.1.1 矩形脉冲的基本特性 180

6.1.2 555定时器 181

6.2 多谐振荡器 182

6.2.1 555定时器构成的多谐振荡器 182

6.2.2 其他多谐振荡器 184

6.2.3 多谐振荡器的应用 186

6.3 施密特触发器 188

6.3.1 555定时器构成的施密特触发器 189

6.3.2 集成施密特触发器 189

6.3.3 施密特触发器的应用 190

6.4 单稳态触发器 191

6.4.1 555定时器构成的单稳态触发器 192

6.4.2 集成单稳态触发器 192

6.4.3 单稳态触发器的应用 194

本章小结 195

思考题与习题 195

第7章 数模及模数转换器 199

7.1 概述 199

7.2 D/A转换器 200

7.2.1 权电阻网络型D/A转换器 200

7.2.2 T形电阻网络型D/A转换器 201

7.2.3 D/A转换器的主要技术指标 203

7.3 A/D转换器 205

7.3.1 采样、保持与量化、编码 205

7.3.2 计数器式A/D转换器 207

7.3.3 逐次逼近式A/D转换器 208

7.3.4 双积分式A/D转换器 209

7.3.5 并行比较式A/D转换器 210

7.3.6 A/D转换器的主要技术指标 211

7.4 D/A和A/D转换器应用举例 212

7.4.1 DAC0832的应用 212

7.4.2 ADC0809的应用 216

本章小结 219

思考题与习题 219

第8章 大规模集成数字电路 220

8.1 概述 220

8.1.1 大规模集成电路的发展 220

8.1.2 大规模集成电路的分类 220

8.2 存储器及其应用 221

8.2.1 固定只读存储器ROM 221

8.2.2 ROM的应用 225

8.2.3 随机存取存储器RAM 230

8.2.4 RAM的应用 231

8.3 可编程逻辑器件PLD 233

8.3.1 PLD的基本结构 233

8.3.2 PLD的分类 234

8.3.3 PLA应用 235

8.3.4 PLD设计过程简介 236

本章小结 237

思考题与习题 237

下篇 实践篇 241

第9章 常用仪器与设备的使用方法 241

9.1 数字实验仪 241

9.2 数字万用表 242

9.3 逻辑笔 243

9.4 示波器 243

第10章 数字电路设计的基础知识 248

10.1 数字电路一般设计方法 248

10.2 数字电路的调试 252

10.3 电路故障的检测与排除 256

10.4 数字电路设计举例 259

第11章 EWB应用简介 265

11.1 EWB简介 265

11.2 EWB应用举例 274

第12章 CPLD/FPGA开发环境Quartus Ⅱ应用简介 278

12.1 Quartus Ⅱ安装 279

12.2 Quartus Ⅱ编程、下载设备的安装 283

12.3 Quartus Ⅱ基本功能 285

12.4 HDL设计特点 299

12.5 基于CPLD/FPGA的频率计的实现 300

第13章 数字电路单元实验 306

13.1 仪器使用和门电路测试 306

13.2 组合逻辑电路的设计与调试 308

13.3 加法器应用电路的设计与调试 309

13.4 编码器和译码器应用电路的设计与调试 311

13.5 数据选择器和数据分配器应用电路的设计与调试 312

13.6 触发器逻辑功能测试及其简单应用 314

13.7 时序逻辑电路的测试 316

13.8 时序逻辑电路的设计与测试 318

13.9 N进制计数器的设计与测试 320

13.10 计数器应用电路的设计与测试 321

13.11 移位寄存器电路的测试 324

13.12 555定时器应用电路的设计与测试 326

13.13 电子秒表的设计与测试 328

13.14 模数和数模转换的实现 331

13.15 CPLD/FPGA的应用 334

第14章 数字系统综合设计 340

14.1 数字电子钟 340

14.2 交通信号灯 344

14.3 数字频率计 347

14.4 智力竞赛抢答器 352

14.5 数控直流稳压电源 356

14.6 基于CPLD/FPGA的出租车计费器 360

部分思考题与习题参考答案 365

参考文献 371