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第一部分 数字电路分析设计基础1

1 绪论1

1．1 数字电路、数字信号与数字系统1

1．1．1 数字电路与数字信号1

1．1．2 数字系统1

1．2 数字电子技术的发展与应用2

1．3 数字系统中的信息表征3

1．3．1 数值信息的表示方法3

1．3．2 非数值信息的表示方法6

2．2．1 与运算8

2．2 逻辑代数中的基本运算8

2．1 概述8

2 逻辑代数基础8

2．2．2 或运算9

2．2．3 非运算10

2．2．4 复合逻辑运算10

2．3 逻辑代数中的基本公式11

2．4 逻辑代数中的基本定理12

2．4．1 代入定理12

2．4．2 对偶定理12

2．4．3 山农定理13

2．4．4 展开定理13

2．5 逻辑函数及其表示方法14

2．5．1 逻辑函数的表达式表示法14

2．5．2 逻辑函数的真值表表示法16

2．5．4 逻辑函数的卡诺图表示法17

2．5．3 逻辑函数的逻辑图表示法17

2．6 逻辑函数的化简19

2．6．1 逻辑函数化简的意义及其最简形式19

2．6．2 逻辑函数的公式化简法20

2．6．3 逻辑函数的卡诺图化简法22

2．6．4 任意项及其在逻辑函数化简中的应用24

2．6．5 逻辑函数的列表化简法和Petrick算法25

2．6．6 逻辑函数的机助化简32

2．7 本章小结36

3．1 概述37

3．2 MOS门路37

3 逻辑门电路37

第二部分 组合逻辑电路37

3．2．1 CMOS门电路38

3．2．2 CMOS门电路的外特性43

3．2．3 高速和超高速CMOS电路50

3．3 双极型门电路54

3．3．1 概述54

3．3．2 LSTTL门电路54

3．3．3 LSTTL门电路的外特性57

3．3．4 其他TTL门电路63

3．4 BiMOS电路64

3．4．1 BiCMOS门电路64

3．4．2 BiCOMS反相器的外特性65

3．5 本章小结68

4 组合逻辑电路的组成及其分析设计方法69

4．1 组合逻辑电路的组成69

4．2 组合逻辑电路的分析方法69

4．3 组合逻辑电路的设计方法71

4．4 组合逻辑电路中的险象73

4．4．1 组合逻辑电路中的竞争与险象73

4．4．2 组合逻辑电路中的险象判别方法74

4．4．3 组合逻辑电路中的险象消除方法75

5．1 编码器76

5．1．1 二进制编码器76

5 常用中大规模组合逻辑电路76

5．1．2 BCD码编码器80

5．2 译码器81

5．2．1 二进制译码器81

5．2．2 MSI BCD码译码器84

5．2．3 显示译码器85

5．3 数据选择器88

5．3．1 工作原理和电路构成88

5．3．2 MSI数据选择器90

5．4 运算电路92

5．4．1 数值比较器92

5．4．2 加法器93

5．4．4 算术逻辑单元(ALU)96

5．4．3 乘法器96

5．5 只读存储器(ROM)97

5．5．1 固定ROM97

5．5．2 可编程ROM、EPROM和E2PROM98

5．6 MSI/LSI组合电路芯片的位扩展100

5．6．1 编码器的位扩展100

5．6．2 译码器的位扩展102

5．6．3 数据选择器的位扩展104

5．6．4 数值比较器的位扩展105

5．6．5 ROM的字位扩展107

5．7 用MSI/LSI标准电路芯片设计组合电路108

5．8 本章小结115

6．2 PLA(可编程逻辑阵列)116

6 可编程组合逻辑器件116

6．1 可编程逻辑器件概述116

6．3 PAL118

6．3．1 PAL的基本组成118

6．3．2 PAL的输出结构118

6．3．3 用PAL设计组合电路121

6．4 用FPLA设计组合逻辑电路122

第三部分 时序逻辑电路125

7 触发器125

7．1 RS触发器125

7．1．1 基本触发器125

7．1．2 同步RS触发器127

7．1．3 主从RS触发器129

7．1．4 用RS触发器组成其他功能的触发器130

7．2 D触发器132

7．2．1 维持阻塞D触发器133

7．2．2 主从D触发器134

7．3 JK触发器136

7．3．1 主从JK触发器136

7．3．2 边沿JK触发器138

7．4 施密特触发器139

7．4．1 用门电路构成的施密特触发器139

7．4．2 施密特触发器的应用140

7．5 单稳态触发器142

7．5．1 用门电路构成的单稳态触发器142

7．5．2 集成单稳态触发器143

7．5．3 单稳态触发器的应用144

7．6 555定时器146

7．6．1 用555定时器构成施密特触发器146

7．6．2 用555定时器构成单稳态触发器147

7．6．3 用555定时器构成无稳态电路148

7．7 本章小结149

8 常用MSI/LSI8时序逻辑电路151

9．1 时序逻辑电路的组成及功能描述方法151

8．2 寄存器和移位寄存器152

8．2．1 寄存器152

8．2．2 移位寄存器152

9．2．3 移位寄存器的应用156

8．3．2 触发器及时钟电路157

8．3 计数器157

8．3．1 计数器功能及其组成157

8．3．3 进位链接及输出电路159

8．3．4 借位链接及输出电路161

8．3．5 顶置数和清零电路163

8．3．6 MSI计数器电路164

8．4 可读/写存储器168

8．4．1 随机读/写存储器(RAM)168

8．4．2 顺序存取存储器(SAM)171

9 时序逻辑电路的分析与综合173

9．1 时序逻辑电路的分析173

9．2．1 穆尔(Moore)型时序电路设计176

9．2 用SSI电路芯片设计时序电路176

9．2．2 米里(Mealy)型时序电路设计181

9．3 用MSI/LSI电路芯片设计时序电路183

9．3．1 任意进制计数/分频器的设计183

9．3．2 信号发生器的设计185

9．3．3 其他常用时序电路设计举例190

10 可编程时序逻辑器件194

10．1 寄存可编程逻辑阵列(RPLA)194

10．1．1 RPLA的组成194

10．1．2 FPLS195

10．1．3 RPAL197

10．2 通用阵列逻辑(GAL)200

10．2．1 GAL的电路组成200

10．2．2 OLMC203

10．2．3 GAL器件应用举例及使用注意事项205

10．2．4 ispGAL208

10．3 FPGA210

10．3．1 概述210

10．3．2 FPGA的结构组成211

10．4 用PLD器件设计时序电路及PLD器件的选用215

10．4．1 用PLD器件设计时序电路215

10．4．2 PLD器件的选用215

10．5 本章小结216

11．1．1 权电流型DAC217

11．1 基本DAC电路217

11 D/A转换电路217

第四部分 数-模和模-数转换电路217

11．1．2 倒T型R-2R网络DAC218

11．2 常用DAC芯片及其应用举例219

11．3 DAC的主要性能参数及芯片选用方法221

11．3．1 主要性能参数221

11．3．2 集成DAC芯片的选用222

12 A/D转换电路223

12．1 A/D转换的基本概念223

12．2 基本ADC电路224

12．2．1 逐次逼近型ADC224

12．2．2 双积分型ADC225

12．3 常用ADC芯片及其典型应用举例227

12．4 ADC的主要性能参数及芯片选用230

13 数字电路CAD233

13．1 数字电路CAD设计流程233

第五部分 逻辑电路的机助设计233

13．2 数字电路的建模234

13．2．1 行为模型234

13．2．2 结构模型236

13．2．3 混合模型238

13．3 设计综合239

13．3．1 设计综合239

13．3．2 电路图生成240

13．4．1 测试输入选择及表征242

13．4．2 元件延迟模型242

13．4 设计仿真242

13．5 模块系统CAD244

13．6 时序电路CAD245

13．6．1 设计综合245

13．6．2 分析验证248

13．7 PLD电路CAD248

13．7．1 常用PLD电路CAD工具248

13．7．2 PLD电路CAD设计过程248

13．7．3 数字电路的PDL表征249

13．7．4 PLD电路CAD设计举例252

13．8 本章小结253

第六部分 基础练习题与思考题255

参考文献284