前言
本書基于編者多年教學經(jīng)驗編寫而成。
雖然現(xiàn)代集成電路技術(shù)的發(fā)展迅速，數(shù)字集成電路的功能越來越強大，但其應用基礎(chǔ)還是傳統(tǒng)的數(shù)字電路的內(nèi)容。本著加強基礎(chǔ)的原則，本書在重點講述數(shù)字電路的分析與設計方法之外，還簡要介紹了電子信息類專業(yè)學生應該具備的數(shù)制與編碼、邏輯門電路基礎(chǔ)、波形的產(chǎn)生與整形、數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換及現(xiàn)代廣泛應用的可編程器件方面的知識。只有打牢基礎(chǔ)，才能在實踐中學習、掌握新器件的使用方法，從而在求職、開發(fā)新產(chǎn)品等領(lǐng)域的競爭中立于不敗之地。
絕大多數(shù)半導體生產(chǎn)廠商發(fā)布的數(shù)據(jù)手冊、可編程器件的開發(fā)工具、數(shù)字系統(tǒng)的軟件仿真工具等都采用了傳統(tǒng)的符號系統(tǒng)。本著教學與實際相結(jié)合的原則，本書采用了傳統(tǒng)的符號系統(tǒng)，以方便讀者與半導體生產(chǎn)廠商的數(shù)據(jù)手冊對接。
為方便雙語教學，書中給出了部分所涉及專業(yè)術(shù)語的英文名稱。對于摘自英文資料的部分插圖，未進行翻譯和規(guī)范化處理。
本書給出了豐富的例題，每一章后的習題都比較豐富，以便于讀者自學。
本書第1章、第5章、第6章、第9章、第10章和第11章由丁志杰編寫，第2章、第4章、第7章由趙宏圖編寫，第3章、第8章由張延軍編寫。丁志杰負責全書的組織、策劃、統(tǒng)稿和定稿工作。
由于編者水平有限，加上時間倉促，書中難免會有欠妥之處，敬請讀者批評指正。
編者2020年10月于北京
第1章數(shù)制與編碼
1．1數(shù)制
1．2數(shù)制轉(zhuǎn)換
1．2．1二進制、八進制、十六進制到十進制的轉(zhuǎn)換
1．2．2二進制、八進制、十六進制之間的轉(zhuǎn)換
1．2．3十進制到二進制、八進制、十六進制的轉(zhuǎn)換
1．3二進制符號數(shù)的表示方法
1．3．1原碼表示法
1．3．2反碼表示法
1．3．3補碼表示法
1．3．4符號數(shù)小結(jié)
1．4二十進制編碼(BCD碼)
1．5格雷碼
1．6ASCII符
1．7奇偶檢錯碼和奇偶糾錯碼
1．7．1奇偶檢錯碼
1．7．2奇偶糾錯碼
本章小結(jié)
本章習題
第2章邏輯代數(shù)基礎(chǔ)
2．1概述
2．1．1事物的二值性
2．1．2布爾代數(shù)
2．2邏輯變量和邏輯函數(shù)
2．2．1基本的邏輯運算和邏輯變量
2．2．2邏輯函數(shù)
2．2．3邏輯函數(shù)與邏輯電路的關(guān)系
2．3邏輯代數(shù)的基本運算規(guī)律
2．3．1邏輯代數(shù)的基本定律
2．3．23個重要規(guī)則
2．3．3邏輯代數(shù)的基本定理
2．3．4復合邏輯運算和復合邏輯門
2．4邏輯函數(shù)的兩種標準形式
2．4．1最小項和最大項
2．4．2標準表達式和真值表
2．5邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡法
2．5．1化簡邏輯函數(shù)的意義及化簡方法
2．5．2代數(shù)化簡法
2．6邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡法
2．6．1卡諾圖(K圖)
2．6．2最小項的合并規(guī)律
2．6．3用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)
2．6．4多輸出邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡法
2．7非完全描述邏輯函數(shù)
2．7．1非完全描述邏輯函數(shù)概述
2．7．2利用無關(guān)項化簡非完全描述邏輯函數(shù)
2．8邏輯函數(shù)的描述
2．8．1邏輯函數(shù)的描述方法
2．8．2邏輯函數(shù)描述方法之間的轉(zhuǎn)換
*2．9邏輯函數(shù)的QM表格化簡法
2．9．1蘊含項，主蘊含項，本質(zhì)蘊含項
2．9．2QM化簡法推演過程
2．9．3覆蓋過程
2．9．4非完全描述邏輯函數(shù)的QM化簡法
本章小結(jié)
本章習題
第3章邏輯門電路
3．1門電路的主要參數(shù)
3．1．1靜態(tài)參數(shù)
3．1．2動態(tài)參數(shù)
3．2二極管門電路
3．2．1二極管的開關(guān)作用
3．2．2二極管與門
3．2．3二極管或門
3．3TTL門電路
3．3．1三極管的開關(guān)特性
3．3．2TTL反相器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理
3．3．3TTL反相器的靜態(tài)特性
3．3．4TTL反相器的動態(tài)特性
3．3．5其他邏輯的TTL門電路
3．3．6其他類型的TTL門電路
3．3．7TTL集成門電路系列
3．4CMOS門電路
3．4．1MOS管的開關(guān)特性
3．4．2CMOS反相器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理
3．4．3CMOS反相器的靜態(tài)特性
3．4．4CMOS反相器的動態(tài)特性
3．4．5其他邏輯的CMOS門電路
3．4．6其他類型的CMOS門電路
3．4．7CMOS集成門電路系列
3．5TTL與CMOS電路的級聯(lián)
3．5．1TTL電路驅(qū)動CMOS電路
3．5．2CMOS電路驅(qū)動TTL電路
本章小結(jié)
本章習題
第4章組合邏輯電路
4．1概述
4．1．1組合邏輯電路的結(jié)構(gòu)特點
4．1．2組合邏輯電路的功能特點
4．2常用數(shù)字集成組合邏輯電路
4．2．1編碼器
4．2．2譯碼器
4．2．3加法器
4．2．4數(shù)值比較器
4．2．5多路選擇器和多路分配器
4．3組合電路邏輯分析
4．3．1組合電路邏輯分析步驟
4．3．2組合電路邏輯分析實例
4．4組合電路邏輯設計
4．4．1用小規(guī)模集成電路(SSI)實現(xiàn)邏輯函數(shù)
4．4．2用中規(guī)模集成電路(MSI)實現(xiàn)邏輯函數(shù)
4．4．3一般設計步驟和設計舉例
4．5組合邏輯電路中的競爭與冒險現(xiàn)象
4．5．1競爭與冒險現(xiàn)象的起因和分類
4．5．2競爭與冒險現(xiàn)象的識別
4．5．3消除冒險現(xiàn)象的方法
4．5．4動態(tài)冒險現(xiàn)象
本章小結(jié)
本章習題
第5章鎖存器與觸發(fā)器
5．1基本RS鎖存器
5．1．1電路結(jié)構(gòu)
5．1．2功能分析
5．1．3功能描述
5．1．4集成基本RS鎖存器
*5．1．5防抖動開關(guān)
5．1．6基本RS鎖存器存在的問題
5．2門控RS鎖存器
5．2．1電路結(jié)構(gòu)
5．2．2功能分析
5．2．3功能描述
5．2．4門控RS鎖存器的特點
5．3D鎖存器
5．3．1電路結(jié)構(gòu)
5．3．2功能分析
5．3．3D鎖存器功能描述
5．3．4集成D鎖存器
5．4主從式RS觸發(fā)器
5．4．1電路結(jié)構(gòu)
5．4．2功能分析
5．4．3功能描述
5．5TTL主從式JK觸發(fā)器
5．5．1電路結(jié)構(gòu)
5．5．2功能分析
5．5．3功能描述
5．6TTL維持阻塞式D觸發(fā)器
5．6．1電路結(jié)構(gòu)
5．6．2功能分析
5．6．3功能描述
5．6．4集成維持阻塞式D觸發(fā)器
5．7CMOS鎖存器與觸發(fā)器
5．7．1CMOS鎖存器
5．7．2CMOS觸發(fā)器
5．8T觸發(fā)器和T′觸發(fā)器
5．8．1T觸發(fā)器
5．8．2T′觸發(fā)器
5．9觸發(fā)器的功能轉(zhuǎn)換
5．9．1狀態(tài)方程法
5．9．2驅(qū)動表法
5．10觸發(fā)器的動態(tài)參數(shù)
本章小結(jié)
本章習題
第6章常用時序電路組件
6．1寄存器
6．1．1鎖存器組成的寄存器
6．1．2觸發(fā)器組成的寄存器
6．2異步計數(shù)器
6．2．1異步二進制加法計數(shù)器
6．2．2脈沖反饋復位(置位)式任意模M異步加法計數(shù)器
6．2．3異步二進制減法計數(shù)器
6．2．4可逆異步二進制計數(shù)器
6．2．5n位異步二進制計數(shù)器小結(jié)
6．3同步二進制計數(shù)器
6．4集成計數(shù)器
6．4．1異步2510計數(shù)器74LS290
6．4．2同步二進制計數(shù)器74LS161/74LS163
6．4．3其他集成計數(shù)器
6．5移位寄存器
6．5．1移位寄存器簡介
6．5．2移位寄存器的應用
6．5．3多功能移位寄存器74LS194
6．5．4其他集成移存器
本章小結(jié)
本章習題
第7章時序邏輯電路
7．1概述
7．1．1同步時序電路的特點與結(jié)構(gòu)
7．1．2同步時序電路的別名——同步狀態(tài)機
7．1．3同步時序電路的描述方法
7．2同步時序邏輯電路——狀態(tài)機的分析
7．2．1同步時序電路的分析步驟
7．2．2同步時序電路分析實例
7．3同步時序邏輯電路——狀態(tài)機的設計
7．3．1原始狀態(tài)圖(表)的建立——邏輯抽象
7．3．2狀態(tài)化簡
7．3．3狀態(tài)分配
7．3．4觸發(fā)器類型的選擇
7．3．5邏輯方程組的獲取
7．4實用時序邏輯電路的分析與設計
7．4．1同步計數(shù)器和同步分頻器
7．4．2移存型計數(shù)器
7．4．3同步序列信號發(fā)生器
7．4．4阻塞反饋式異步計數(shù)/分頻器
本章小結(jié)
本章習題
第8章脈沖信號的產(chǎn)生和整形
8．1概述
8．2連續(xù)矩形脈沖產(chǎn)生電路
8．2．1環(huán)形振蕩器
8．2．2對稱式多諧振蕩器
8．2．3石英晶體多諧振蕩器
8．3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器
8．3．1由門電路組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器
8．3．2集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器
8．3．3單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應用
8．4施密特觸發(fā)器
8．4．1由門電路組成的施密特觸發(fā)器
8．4．2集成施密特觸發(fā)器
8．4．3施密特觸發(fā)器的應用
8．5555定時器
8．5．1555定時器的電路結(jié)構(gòu)與功能
8．5．2555定時器的應用
本章小結(jié)
本章習題
第9章數(shù)模轉(zhuǎn)換與模數(shù)轉(zhuǎn)換
9．1數(shù)模轉(zhuǎn)換器
9．1．1權(quán)電阻型DAC
9．1．2R2R T形電阻網(wǎng)絡DAC
9．1．3倒T形電阻網(wǎng)絡DAC
9．1．4DAC中的電子開關(guān)
9．1．5單片集成DAC AD7520及其用法
9．1．6DAC的主要參數(shù)
9．1．7DAC的應用
9．2模數(shù)轉(zhuǎn)換器
9．2．1采樣保持
9．2．2量化與編碼
9．2．3并行比較式ADC
9．2．4計數(shù)式ADC
9．2．5逐次比較式ADC
9．2．6雙積分式ADC
9．2．7集成ADC舉例
9．2．8ADC的參數(shù)
本章小結(jié)
本章習題
第10章存儲器及可編程器件概述
10．1只讀存儲器ROM
10．1．1ROM的結(jié)構(gòu)與原理
10．1．2用ROM實現(xiàn)邏輯函數(shù)
10．1．3現(xiàn)代ROM的行列譯碼結(jié)構(gòu)
10．1．4PROM、EPROM、EEPROM
10．1．5現(xiàn)代ROM的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及ROM的擴展
10．2隨機存取存儲器RAM
10．2．1概述
10．2．2靜態(tài)隨機存取存儲器SRAM
10．2．3動態(tài)隨機存取存儲器DRAM
10．2．4用RAM實現(xiàn)邏輯函數(shù)
10．3可編程邏輯器件PLD
10．3．1可編程邏輯陣列PLA
10．3．2可編程邏輯器件PAL、GAL
10．3．3復雜可編程邏輯器件CPLD
10．3．4現(xiàn)場可編程門陣列FPGA簡介
本章小結(jié)
本章習題
第11章ASM圖與系統(tǒng)設計
11．1寄存器傳輸級
11．2算法狀態(tài)機
11．2．1ASM圖
11．2．2ASM圖舉例
11．3交通燈控制器的設計
11．3．1系統(tǒng)分析
11．3．2系統(tǒng)構(gòu)成
11．3．3交通燈控制系統(tǒng)的ASM圖
11．3．4控制器的設計
11．3．5定時器及組合模塊的設計
11．3．6交通燈控制器系統(tǒng)的實現(xiàn)
11．4數(shù)字乘法器的設計
11．4．1系統(tǒng)分析
11．4．2總體方案
11．4．3ASM圖
11．4．4控制器的設計
11．4．5寄存器及組合模塊的設計
11．4．6數(shù)字乘法器的實現(xiàn)
本章小結(jié)
本章習題
參考文獻
附錄基本邏輯單元符號對照表
書單推薦
