数字电路（第4版）

目 录

第1章 数字逻辑基础 1
1.1 绪论 1
1.1.1 模拟信号和数字信号 1
1.1.2 模拟电路、数字电路和混合
信号电路 1
1.1.3 数字电路的发展历史 3
1.1.4 数字电路的优点 4
1.2 数制和码制 5
1.2.1 数制 5
1.2.2 码制 8
1.3 逻辑代数基础 12
1.3.1 基本逻辑运算 12
1.3.2 复合逻辑运算 13
1.3.3 基本公式 15
1.3.4 基本规则 17
1.4 逻辑函数及其表示方法 18
1.4.1 逻辑函数的几种基本表示
方法 18
1.4.2 逻辑函数的两种标准表达式 21
1.5 逻辑函数的化简 24
1.5.1 化简的意义 24
1.5.2 公式化简法 25
1.5.3 卡诺图化简法 25
1.5.4 具有无关项的逻辑函数的
化简 29
1.6 逻辑电路分析设计初步 31
1.7 例题讲解 34
本章小结 37
自我检测题 37
习题 39
第2章 集成门电路 42
2.1 概述 42
2.2 半导体器件基础 43
2.2.1 半导体基础知识 43
2.2.2 PN结的形成及单向导电性 45
2.2.3 二极管 46
2.2.4 双极型三极管 47
2.2.5 MOS场效应晶体管 50
2.3 NMOS门电路 51
2.4 CMOS门电路 52
2.4.1 CMOS门电路的结构和工作
原理 52
2.4.2 晶体管级CMOS逻辑电路
设计 54
2.4.3 CMOS门电路的静态特性 57
2.4.4 CMOS门电路的动态特性 63
2.4.5 CMOS漏极开路门 65
2.4.6 CMOS三态门 68
2.4.7 CMOS传输门 70
2.5 TTL门电路 71
2.5.1 分立元件门电路 71
2.5.2 LSTTL与非门 73
2.5.3 LSTTL门电路的电气特性 75
2.6 例题讲解 78
本章小结 81
自我检测题 82
习题 84
第3章 组合逻辑电路 89
3.1 编码器 89
3.2 译码器 93
3.3 数据选择器 99
3.4 数值比较器 102
3.5 加法器 104
3.5.1 1位加法器 105
3.5.2 N位加法器 106
3.5.3 有符号数加法器 108
3.6 组合逻辑电路的竞争与冒险 110
3.6.1 竞争、冒险及其产生原因 110
3.6.2 冒险现象的识别 111
3.6.3 冒险现象的消除 113
3.7 例题讲解 114
本章小结 118
自我检测题 118
习题 120
实验一 3线-8线译码器实验 122
实验二 数据分配器实验 122
实验三 8线-3线优先编码器实验 123
实验四 显示译码器实验 123
实验五 4位数值比较器实验 123
实验六 4位二进制加法器实验 124
第4章 时序逻辑电路基本单元 125
4.1 锁存器 125
4.1.1 基本SR锁存器 125
4.1.2 钟控SR锁存器 128
4.1.3 钟控D锁存器 129
4.2 触发器 131
4.2.1 主从D触发器 132
4.2.2 维持阻塞D触发器 133
4.2.3 其他功能的触发器 135
4.2.4 触发器的动态参数 136
4.3 寄存器 137
4.3.1 并行寄存器 137
4.3.2 移位寄存器 138
4.4 计数器 141
4.4.1 异步二进制计数器 141
4.4.2 同步二进制计数器 142
4.4.3 中规模集成计数器 143
4.4.4 N进制计数器 145
4.4.5 移位寄存器型计数器 149
4.5 例题讲解 150
本章小结 152
自我测验题 152
习题 154
实验七 锁存器和触发器实验 158
实验八 十进制加法计数器实验 159
实验九 十二进制加法计数器 159
第5章 时序逻辑电路分析与设计 160
5.1 概述 160
5.2 同步时序逻辑电路分析 161
5.3 异步时序逻辑电路的分析 164
5.4 同步计数器的设计 165
5.5 同步状态机的设计 168
5.5.1 摩尔型状态机的设计 168
5.5.2 米里型状态机的设计 171
5.6 序列信号发生器设计 172
5.7 例题讲解 176
本章小结 182
自我测验题 182
习题 183
实验十 序列信号发生器 186
实验十一 串行数据（011）检测器 186
实验十二 脉宽调制（PWM）实验 186
第6章 半导体存储器 188
6.1 概述 188
6.2 只读存储器 189
6.3 静态随机存取存储器 194
6.4 动态随机存取存储器 197
6.5 例题讲解 199
本章小结 200
自我检测题 201
习题 201
第7章 脉冲波形的产生与整形 203
7.1 概述 203
7.2 施密特触发器 203
7.2.1 由CMOS门构成的施密特
触发器 204
7.2.2 施密特触发器的应用 206
7.3 多谐振荡器 207
7.3.1 由CMOS门构成的多谐
振荡器 207
7.3.2 CMOS石英晶体振荡器 209
7.4 单稳态触发器 210
7.4.1 由CMOS门构成的微分型
单稳态触发器 211
7.4.2 集成单稳态触发器 213
7.4.3 单稳态触发器的应用 214
7.5 555定时器及应用 215
7.5.1 CMOS集成定时器7555的
电路结构和工作原理 215
7.5.2 555定时器构成的施密特
触发器 216
7.5.3 555定时器构成的多谐
振荡器 217
7.5.4 555定时器构成的单稳态
触发器 219
本章小结 221
自我检测题 221
习题 223
实验十三 RC振荡器实验 225
第8章 数模与模数转换器 226
8.1 概述 226
8.2 D/A转换器 226
8.2.1 D/A转换器的基本原理 226
8.2.2 权电阻型D/A转换器 227
8.2.3 R-2R网络型D/A转换器 228
8.2.4 D/A转换器的主要技术指标 230
8.2.5 D/A转换器的典型应用 232
8.3 A/D转换器 233
8.3.1 A/D转换器的基本原理 233
8.3.2 并行比较型A/D转换器 236
8.3.3 逐次逼近型A/D转换器 238
8.3.4 双积分型A/D转换器 241
8.3.5 型A/D转换器 242
8.3.6 A/D转换器的主要技术指标 245
8.4 例题讲解 245
本章小结 247
自我检测题 247
习题 248
实验十四 并行A/D和D/A转换器实验 250
第9章 现代数字系统设计基础 251
9.1 概 述 251
9.2 可编程逻辑器件 251
9.2.1 可编程逻辑阵列PLA 252
9.2.2 可编程阵列逻辑PAL 253
9.2.3 复杂可编程逻辑器件CPLD 254
9.2.4 现场可编程门阵列FPGA 257
9.3 VERILOG HDL语言基础 260
9.3.1 Verilog HDL的基本结构 261
9.3.2 Verilog HDL语言要素 262
9.3.3 Verilog HDL行为语句 265
9.4 数字系统设计实例 269
9.4.1 4位数字频率计设计 269
9.4.2 4位数字乘法器设计 271
本章小结 278
自我检测题 278
习题 279
实验十五 交通灯控制器 281
实验十六 信号发生器实验 281
附录A EDA-3数字电路学习板 283
参考文献 286