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第1章 数字电路基础知识 1

1.1数字电路概述 1

1.1.1模拟信号和数字信号 1

1.1.2数字电路的特点 2

1.1.3数字电路与脉冲电路的异同 2

1.1.4数字电路的分类 2

1.1.5数字电路的应用 3

1.2数制 3

1.2.1各种数制 4

1.2.2数制转换 5

1.2.3二进制正、负数的表示法 8

1.3码制和常用代码 9

1.3.1二十进制编码（BCD码） 9

1.3.2可靠性编码 10

1.3.3字符码 12

1.4逻辑代数 13

1.4.1逻辑变量与逻辑函数 13

1.4.2基本逻辑运算 13

1.4.3复合逻辑运算 15

1.4.4几个概念 16

1.5逻辑函数的表示方法及其相互转换 17

1.5.1真值表 17

1.5.2逻辑表达式 17

1.5.3逻辑图 20

1.5.4波形图 20

1.5.5卡诺图 21

1.6逻辑代数的基本公式、定律和规则 22

1.6.1基本公式 22

1.6.2基本定律 22

1.6.3基本规则 23

1.7逻辑函数的化简 24

1.7.1“最简”的概念及最简表达式的几种形式 24

1.7.2逻辑函数的公式化简法 25

1.7.3逻辑函数的卡诺图化简法 26

1.7.4具有无关项的逻辑函数的化简 28

1.8 VHDL语言基础 30

1.8.1 VHDL语言程序的基本结构 31

1.8.2 VHDL语言中的数据 32

本章小结 36

习题1 37

本章实训 集成逻辑门电路的功能检测 40

第2章 门电路 44

2.1半导体器件的开关特性 44

2.1.1半导体二极管的开关特性 44

2.1.2半导体三极管的开关特性 45

2.1.3 MOS管的开关特性 47

2.2分立元件门电路 48

2.2.1二极管与门 48

2.2.2二极管或门 49

2.2.3三极管非门（反相器） 49

2.3集成TTL门电路 50

2.3.1集成TTL与非门 50

2.3.2集成TTL非门、或非门、集电极开路门和三态门 54

2.3.3改进型TTL门电路——抗饱和TTL门电路 59

2.3.4使用TTL门电路的注意事项 60

2.3.5 ECL门电路 61

2.4集成MOS门电路 62

2.4.1 CMOS门电路 62

2.4.2 CMOS集成门电路及其使用规则 64

2.4.3 TTL与MOS门电路之间的接口技术 66

本章小结 67

习题2 67

本章实训 集成逻辑门参数测试 70

第3章 组合逻辑电路 75

3.1组合逻辑电路的特点及分析设计方法 75

3.1.1组合电路的特点 75

3.1.2组合电路的一般分析方法 75

3.1.3组合电路的一般设计方法 77

3.2常用组合逻辑电路介绍 80

3.2.1编码器 80

3.2.2译码器 85

3.2.3加法器 90

3.2.4数值比较器 92

3.2.5数据选择器 95

3.2.6数据分配器 98

3.3组合电路中的竞争冒险 99

3.3.1竞争冒险的概念及产生原因 99

3.3.2竞争冒险的消除方法 100

3.4常用组合逻辑功能器件的VHDL语言描述 101

3.4.1 VHDL语言的主要描述语句 101

3.4.2常用组合逻辑功能器件的VHDL描述 103

本章小结 106

习题3 107

本章实训 组合逻辑电路的功能检测及设计实训 109

第4章 触发器 113

4.1触发器概述 113

4.1.1触发器的功能特点 113

4.1.2触发器的分类及逻辑功能描述方法 113

4.2基本RS触发器 114

4.2.1电路组成及逻辑符号 114

4.2.2逻辑功能分析及描述 114

4.2.3应用举例 116

4.2.4集成基本触发器 116

4.3同步触发器 117

4.3.1同步RS触发器 118

4.3.2同步D触发器 120

4.4主从触发器 123

4.4.1主从RS触发器 123

4.4.2主从JK触发器 124

4.4.3主从T触发器和主从T′触发器 127

4.5边沿触发器 128

4.5.1维持阻塞D触发器 128

4.5.2边沿JK触发器 130

4.6不同类型时钟触发器间的转换 131

4.6.1转换原理 131

4.6.2 JK→D、T、T′和RS 132

4.6.3 D→JK、T、T′和RS 133

4.7集成触发器应用电路举例 134

4.7.1分频器电路 134

4.7.2单脉冲产生电路 135

4.7.3三相脉冲信号源 135

4.7.4串行数值比较器 135

4.7.5时间判别电路 135

4.8触发器的VHDL语言描述 136

4.8.1时钟信号的VHDL描述 136

4.8.2 RS触发器的VHDL描述 137

4.8.3 D触发器的VHDL描述 138

4.8.4 JK触发器的VHDL描述 139

4.8.5 T触发器的VHDL描述 140

本章小结 141

习题4 141

本章实训1触发器基本参数和逻辑功能的检测 144

本章实训2触发器的应用实训 148

第5章 时序逻辑电路 151

5.1时序逻辑电路概述 151

5.1.1时序电路的特点 151

5.1.2时序电路逻辑功能的描述方法 151

5.1.3时序电路的一般分析方法 152

5.2计数器 153

5.2.1计数器的分类 153

5.2.2同步计数器 153

5.2.3异步计数器 163

5.2.4集成计数器构成N进制计数器的方法 166

5.2.5计数器应用电路举例 169

5.3寄存器 170

5.3.1数码寄存器 170

5.3.2移位寄存器 171

5.3.3寄存器的应用 174

5.4顺序脉冲发生器 177

5.5时序逻辑电路的设计 178

5.5.1设计方法及步骤 178

5.5.2设计举例 179

5.6时序逻辑电路的VHDL描述 183

5.6.1计数器的VHDL描述 183

5.6.2寄存器的VHDL描述 185

本章小结 189

习题5 189

本章实训 时序逻辑电路的设计 192

第6章 脉冲波形的产生与整形 196

6.1概述 196

6.2 555定时器 197

6.2.1电路结构 197

6.2.2基本功能 198

6.3单稳态触发器 198

6.3.1 555定时器构成的单稳态触发器 199

6.3.2集成单稳态触发器 199

6.3.3应用举例 201

6.4多谐振荡器 202

6.4.1 555定时器构成的多谐振荡器 202

6.4.2应用举例 203

6.5施密特触发器 204

6.5.1 555定时器构成的施密特触发器 205

6.5.2应用举例 206

6.6 555定时器的典型应用 207

6.6.1 555触摸定时开关 207

6.6.2直流电机调速控制电路 208

6.6.3电热温控器 208

6.6.4简易电子琴电路 209

6.6.5速率检测电路 209

本章小结 210

习题6 211

本章实训1 555定时器及其应用电路的设计与检测 213

本章实训2施密特触发器的应用实训 216

本章实训3多谐振荡器和单稳态电路的设计及调试实训 218

第7章 数模、模数转换电路 221

7.1 D/A转换器 221

7.1.1 D/A转换原理 221

7.1.2倒T型电阻网络D/A转换器 221

7.1.3 D/A转换器的主要技术指标 224

7.1.4 8位集成DAC0832 225

7.2 A/D转换器 227

7.2.1 A/D转换的一般步骤 227

7.2.2取样保持电路 228

7.2.3逐次渐近型A/D转换器 229

7.2.4双积分型A/D转换器 231

7.2.5 A/D转换器的主要技术指标 232

7.2.6 8位集成ADC0809 233

本章小结 234

习题7 235

本章实训1 D/A、A/D转换器的测试 236

本章实训2 D/A转换器应用实训 239

第8章 存储器和可编程逻辑器件 243

8.1概述 243

8.1.1存储器 243

8.1.2可编程逻辑器件 244

8.2存储器及其应用 244

8.2.1随机存取存储器RAM 244

8.2.2只读存储器ROM 248

8.3可编程逻辑器件PLD 253

8.3.1 PLD的基本结构 254

8.3.2 PLD的分类 254

8.3.3 PLD的应用 255

8.4存储器的VHDL描述 258

8.4.1只读存储器（ROM）的VHDL描述 258

8.4.2随机存储器（RAM）的VHDL描述 259

本章小结 260

习题8 260

本章实训 存储器RAM和ROM的测试 262

附录A综合实训 266

实训1感应式防盗报警电路 266

实训2医院住院患者“呼喊”器 267

实训3用VHDL设计密码锁 268

实训4用VHDL设计4位微处理器的算术逻辑单元（ALU） 271

参考文献 274