数字电子技术

目 录
第1章 概述 1
1．1 数字电路的基本概念 1
1．1．1 模拟信号与数字信号 1
1．1．2 数字信号的主要参数 2
1．1．3 数字技术的发展及其应用 2
1．1．4 数字集成电路的分类及特点 4
1．2 数制 5
1．2．1 十进制 5
1．2．2 二进制 6
1．2．3 十六进制 7
1．2．4 数制之间的相互转换 7
1．3 编码 9
1．3．1 二?十进制编码 9
1．3．2 ASCII码 10
1．4 逻辑代数基础 11
1．4．1 逻辑变量和逻辑函数 11
1．4．2 三种基本逻辑运算及逻辑符号 12
1．4．3 逻辑函数的描述方法 15
1．4．4 逻辑代数运算的基本规则 16
1．4．5 逻辑函数的代数化简法 19
1．4．6 逻辑函数的卡诺图化简法 21
1．5 正、负逻辑及逻辑符号的变换 29
1．5．1 正逻辑、负逻辑的概念 29
1．5．2 混合逻辑中逻辑符号的等效变换 29
1．6 带符号数的表示方法 30
1．6．1 原码 31
1．6．2 反码 31
1．6．3 补码 31
1．6．4 原码、反码、补码之间的转换 31
1．6．5 溢出概念 32
1．6．6 定点数与浮点数表示方法 33
1．7 可靠性编码 33
1．7．1 Gray码 33
1．7．2 奇偶校验码 35
1．7．3 海明校验码 36
1．7．4 循环冗余校验码 38
本章小结 40
思考题和习题1 41
第2章 逻辑门电路 44
2．1 逻辑门的外部特性和技术参数 44
2．1．1 逻辑门电路简介 44
2．1．2 逻辑电平 45
2．1．3 噪声容限 46
2．1．4 延时?功耗乘积 46
2．1．5 扇入数和扇出数 47
2．2 MOS逻辑门电路 49
2．2．1 MOS管的开关特性 49
2．2．2 CMOS反相器 50
2．2．3 其他CMOS门电路 52
2．2．4 使用CMOS芯片的注意事项 58
2．2．5 CMOS门电路产品系列 59
2．3 TTL逻辑门电路 60
2．3．1 三极管的开关特性 60
2．3．2 TTL反相器 62
2．3．3 其他TTL门电路 64
2．3．4 使用TTL芯片的注意事项 66
2．3．5 CMOS和TTL的性能比较 67
2．4 集成逻辑门电路的应用 68
2．4．1 TTL与CMOS器件之间的接口问题 68
2．4．2 用门电路驱动LED显示器件 70
2．4．3 电源去耦合和接地方法 70
※2．5 Proteus电路仿真例题 71
本章小结 74
思考题和习题2 75
第3章 组合逻辑电路 79
3．1 组合逻辑电路的概念 79
3．2 组合逻辑电路的分析设计方法 79
3．2．1 组合逻辑电路的分析方法 79
3．2．2 组合逻辑电路的设计方法 80
3．3 常用组合逻辑电路 82
3．3．1 编码器 83
3．3．2 译码器 86
3．3．3 数据选择器 93
3．3．4 数值比较器 94
3．3．5 加法器 96
3．3．6 组合逻辑集成电路应用举例 99
3．4 组合逻辑电路中的竞争冒险 103
3．4．1 竞争冒险的产生原因 103
3．4．2 竞争冒险的消除方法 103
※3．5 Proteus电路仿真例题 105
本章小结 106
思考题和习题3 107
第4章 锁存器和触发器 110
4．1 双稳态存储单元电路 110
4．1．1 电路双稳态的概念 110
4．1．2 双稳态存储单元电路 110
4．2 锁存器 111
4．2．1 RS锁存器 111
4．2．2 D锁存器 114
4．2．3 8D锁存器74HC573芯片介绍 115
4．3 触发器的电路结构 117
4．3．1 主从触发器 118
4．3．2 维持阻塞D触发器 122
4．3．3 双D触发器74HC74芯片介绍 124
4．3．4 触发器的动态性能技术指标 125
4．4 不同逻辑功能的触发器 126
4．4．1 D触发器 127
4．4．2 JK触发器 127
4．4．3 RS触发器 128
4．4．4 T触发器和T＇ 触发器 128
4．4．5 触发器逻辑功能的转换 129
※4．5 Proteus电路仿真例题 130
本章小结 133
思考题和习题4 134
第5章 时序逻辑电路 138
5．1 时序逻辑电路概念 138
5．1．1 时序逻辑电路的结构及特点 138
5．1．2 时序逻辑电路分类 139
5．1．3 时序逻辑电路功能描述方法 139
5．2 时序逻辑电路的分析方法 140
5．2．1 分析时序逻辑电路的一般步骤 140
5．2．2 同步时序逻辑电路的分析举例 141
5．2．3 异步时序逻辑电路的分析举例 143
5．3 计数器 145
5．3．1 二进制计数器 145
5．3．2 其他进制计数器 149
5．3．3 计数器集成电路的应用举例 150
5．4 寄存器 154
5．4．1 数码寄存器 154
5．4．2 移位寄存器 154
5．4．3 74HC595芯片介绍 156
5．4．4 移位寄存器构成的移位型计数器 157
5．5 时序逻辑电路的设计方法 159
5．5．1 同步时序逻辑电路的设计方法 159
5．5．2 时序逻辑电路的设计举例 160
※5．6 Proteus电路仿真例题 164
本章小结 166
思考题和习题5 167
第6章 脉冲波形产生与整形电路 172
6．1 集成555定时器 172
6．1．1 555定时器的电路结构与工作原理 172
6．1．2 555定时器的功能表 173
6．2 施密特触发器 174
6．2．1 用555定时器组成的施密特触发器 174
6．2．2 施密特触发器CC40106芯片介绍 175
6．2．3 施密特触发器的应用举例 176
6．3 多谐振荡器 178
6．3．1 用555定时器组成的多谐振荡器 178
6．3．2 占空比可调的多谐振荡器电路 179
6．3．3 石英晶体多谐振荡器 180
6．3．4 多谐振荡器的应用举例 181
6．4 单稳态触发器 182
6．4．1 用555定时器组成的单稳态触发器 182
6．4．2 单稳态触发器74LS121、MC14528芯片介绍 184
6．4．3 单稳态触发器的应用举例 187
※6．5 Proteus电路仿真例题 189
本章小结 193
思考题和习题6 194
第7章 半导体存储器 199
7．1 概述 199
7．2 随机存取存储器 200
7．2．1 RAM的基本结构 200
7．2．2 RAM的存储单元 202
7．2．3 存储容量的扩展 204
7．3 只读存储器 206
7．3．1 ROM的分类 206
7．3．2 ROM的基本结构 207
7．3．3 存储器AT27C040芯片介绍 208
7．3．4 ROM应用举例 210
7．3．5 存储容量的扩展 211
※7．4 Proteus电路仿真例题 212
本章小结 214
思考题和习题7 214
第8章 数模和模数转换器 217
8．1 D/A转换器 217
8．1．1 D/A转换器的基本工作原理 217
8．1．2 倒T形电阻网络D/A转换器 217
8．1．3 权电流型D/A转换器 219
8．1．4 D/A转换器的主要技术指标 220
8．1．5 D/A转换器DAC0808应用举例 221
8．2 A/D转换器 222
8．2．1 A/D转换器的基本工作原理 222
8．2．2 取样?保持电路 223
8．2．3 并行比较型A/D转换器 224
8．2．4 逐次比较型A/D转换器 226
8．2．5 双积分型A/D转换器 227
8．2．6 A/D转换器的主要技术指标 229
8．2．7 A/D转换器ADC0809应用举例 229
※8．3 Proteus电路仿真例题 231
本章小结 234
思考题和习题8 234
第9章 可编程逻辑器件 237
9．1 PLD概述 237
9．1．1 PLD的发展历程 237
9．1．2 PLD的分类 238
9．1．3 PLD的逻辑表示方法 238
9．2 低密度PLD 239
9．2．1 PROM 239
9．2．2 PLA 240
9．2．3 PAL 240
9．2．4 GAL 240
9．3 复杂可编程逻辑器件 242
9．3．1 基于乘积项的CPLD基本结构 242
9．3．2 CPLD产品概述 244
9．4 现场可编程门阵列 245
9．4．1 基于查找表的FPGA基本结构 245
9．4．2 FPGA产品概述 248
9．5 基于CPLD/FPGA的数字系统开发流程 248
9．5．1 一般开发流程 249
9．5．2 硬件描述语言VHDL/Verilog HDL 249
9．5．3 D锁存器和D触发器的VHDL设计 251
9．5．4 集成开发环境Quartus II 252
本章小结 254
思考题和习题9 254
附录A 电路仿真软件Proteus 256
A．1 Proteus电路仿真软件简介 256
A．1．1 Proteus简介 256
A．1．2 Proteus组成 256
A．1．3 Proteus基本资源 256
A．1．4 Proteus基本操作与设置 259
A．2 基于Proteus的电路设计 261
A．2．1 设计流程 261
A．2．2 设计实例 262
A．3 基于Proteus的电路仿真 264
A．3．1 交互式仿真 265
A．3．2 基于图表的仿真 265
附录B 电子技术课程设计 267
题目1 函数发生器设计 267
题目2 盲人报时钟设计 267
题目3 电子密码锁电路设计 268
题目4 出租车计费器设计 269
题目5 自动售货机设计 270
题目6 自适应频率测量仪设计 270
题目7 电梯控制器设计 271
题目8 智力竞赛抢答器设计 272
题目9 数字式红外线测速仪设计 273
题目10 交通灯控制器设计 274
题目11 篮球比赛24秒计时器设计 275
题目12 简易电子琴设计 276
题目13 数字电子钟设计 277
题目14 数字秒表设计 278
题目15 六花样彩灯控制器设计 278
题目16 数控直流稳压电源设计 279
题目17 拔河游戏机设计 280
题目18 数控直流电流源设计 281
附录C 思考题和习题参考答案 282
第1章 概述 282
第2章 逻辑门电路 283
第3章 组合逻辑电路 284
第4章 锁存器和触发器 292
第5章 时序逻辑电路 297
第6章 脉冲波形产生与整形电路 306
第7章 半导体存储器 314
第8章 数模和模数转换器 317
第9章 可编程逻辑器件 318
参考文献 320