内容简介
本书是根据国家教委关于“脉冲与数字电路”课程教学基本要求编写而成的。考虑到当前电子工业发展的状况,本书的首要特点是把重点转向了以中大规模标准模块电路为核心的电路上。同时认识到数字电路应为各门专业课程提供必需的电路基础。因此,注意理论与实际相结合、注意解决工程设计中的问题是本书的第二个特点。本书的第三个特点是为了适应不同专业的需要,全书采用了模块结构,在教学过程中插入或去掉几个模块仍可满足教学基本要求。本书虽然着重于介绍标准模块电路以及利用标准模块电路构成数字电路方法,但是作为数字电路的基本理论、基本电路、基本工具以及使用小规模电路设计电路的基本方法,我们仍然作了系统介绍,以保证给学生打下足够的基础知识。
目录
绪论 11
第一章 数制与编码 14
§1-1数制 14
一、进位计数制 14
二、二进制数与十进制数的相互转换 16
三、二进制数与八进制数及十六进制数之间的转换 17
四、二进制数的算术运算 18
§1-2编码 19
一、二一十进制码(BCD码) 19
二、原码、反码和补码 22
习题一 23
第二章 逻辑代数 26
§2-1逻辑代数的基本运算规则 26
一、逻辑变量与逻辑函数 26
二、逻辑代数的基本运算 27
三、逻辑代数的基本定律及规则 29
四、几个常用公式 32
五、复合逻辑运算 33
六、异或运算及符合运算的基本特性 34
§2-2真值表与逻辑表达式 35
一、逻辑表达式的建立 35
二、最小项与最大项 37
§2-3卡诺图与逻辑表达式的化简 40
一、卡诺图的结构 40
二、利用卡诺图化简逻辑表达式 42
§2-4非完全描述的逻辑函数和多输出逻辑函数及其化简 44
一、非完全描述的逻辑函数及其卡诺图化简 44
二、多输出逻辑函数及其化简 45
§2-5正逻辑与负逻辑 46
习题二 47
第三章 集成逻辑门 50
§3-1晶体管-晶体管逻辑系列(TTL) 50
一、TTL电路的基本工作原理 50
二、不同类型TTL电路的特点 55
三、集电极开路与非门和三态门 57
§3-2射极耦合逻辑系列(ECL) 60
一、射极耦合逻辑单元电路 61
二、ECL或/或非门 61
三、ECL或/或非门的实际应用 63
§3-3互补金属氧化物半导体逻辑系列(CMOS) 64
一、CMOS倒相器 64
二、CMOS逻辑门 65
习题三 68
第四章 组合逻辑电路 71
§4-1组合逻辑电路的分析 71
§4-2组合逻辑电路的设计 73
一、设计中的一般问题 74
二、利用逻辑门设计典型组合逻辑电路 79
§4-3中大规模标准组合模块电路 84
一、二进制译码器 84
二、二进制编码器 86
三、数据选择器 88
四、数据分配器 90
五、移位器 91
六、只读存储器(ROMS) 92
七、可编程序逻辑阵列(PLAS) 93
八、码组变换器 94
九、加法器 96
十、比较器 97
十一、算术逻辑运算部件(ALU) 98
十二、乘法器 99
§4-4利用中大规模标准组合模块电路构成组合逻辑电路 99
一、逻辑函数的实现 100
二、序列信号的形成 102
三、码组变换 103
四、8421BCD码加法运算 103
五、二进制减法运算 105
六、二进制乘法运算 106
§4-5中大规模标准组合模块电路的扩展 108
一、多位信号的处理 108
二、ROM的扩展 108
三、译码器的扩展 110
四、数据选择器的扩展 111
五、编码器的扩展 112
六、移位器的扩展 114
七、码组变换器的扩展 114
八、加法器的扩展 115
九、比较器的扩展 115
十、ALU的扩展 116
§4-6故障检测 116
一、故障检测 117
二、测试生成 119
三、实用的测试生成 121
四、故障定位 121
习题四 121
第五章 集成触发器与集成存储器 127
§5-1RS触发器及锁存器 127
一、基本RS触发器 127
二、锁存器 130
三、时钟控制RS触发器 130
§5-2JK触发器 133
一、主从JK触发器 133
二、边沿触发JK触发器 135
§5-3D触发器和T触发器 136
一、D触发器 136
二、T触发器 137
三、触发器的实用电路 138
§5-4触发器的应用 139
一、移位寄存器 139
二、异步计数器 141
§5-5随机存取存储器(RAM) 144
一、静态随机存取存储器(SRAM) 145
二、动态随机存取存储器(DRAM) 148
§5-6只读存储器(ROMs) 149
§5-7顺序存取存储器((SAM) 151
习题五 152
第六章 时序电路 156
§6-1同步时序电路的分析 157
一、同步时序电路的特点 157
二、同步时序电路的分析 157
§6-2同步时序电路的设计 161
一、分析设计要求 162
二、原始状态图(表)的建立 163
三、状态化简 166
四、状态分配(状态编码) 168
五、设计举例 169
六、米里型与摩尔型同步时序电路 173
§6-3中大规模标准时序模块电路 173
一、寄存器 174
二、移位寄存器 175
三、计数器 176
四、随机存取存储器(RAM) 178
§6-4利用中大规模标准模块电路构成时序电路 178
一、计数器 178
二、序列信号发生器 180
三、控制器 187
四、序列信号检测器 192
五、时序译码器 194
六、数据存储器 195
§6-5数字电路的设计方法及时序设计 198
一、数字电路的设计方法 198
二、数字电路的时序设计 199
§6-6中大规模标准时序模块电路的扩展 203
一、寄存器的扩展 203
二、移位寄存器的扩展 203
三、计数器的扩展 203
四、RAM的扩展 205
§6-7异步时序电路 206
一、电平异步时序电路 207
二、脉冲异步时序电路 212
§6-8同步时序电路的故障检测 213
一、基本概念 213
二、序列信号确定的方法 214
三、用预定测试法进行故障检测 216
习题六 219
第七章 可编程器件 226
§7-1概述 226
§7-2可编程逻辑器件的原理及应用 227
一、可编程阵列逻辑(PAL) 227
二、通用阵列逻辑(GAL) 228
三、可擦除可编程逻辑器件(EPLD) 229
§7-3现场可编程门阵列((FPGA)的原理及应用 235
一、FPGA(LCA)的结构 235
二、FPGA的开发与应用 237
三、器件参数及选择方法 242
第八章 数-模和模-数转换 244
§8-1数-模及模-数转换的基本概念 244
一、模-数转换(A/D转换) 244
二、数-模转换(D/A转换) 246
§8-2数-模转换电路(DAC) 246
一、二进制权电阻网络DAC 247
二、T型电阻DAC 247
三、8421BCD码DAC 248
四、二进制双极型DAC 249
五、DAC的主要性能参数 249
六、集成DAC电路 250
§8-3模-数转换电路(ADC) 251
一、ADC的主要性能参数 251
二、并行比较型ADC 252
三、逐次比较型ADC 253
四、双积分型ADC 254
习题八 257