第1章 数制与码制 1

1.1 数字信号与数字电路 1

1.2 数制及其转换 2

1.2.1 数制 2

1.2.2 数制间的转换 3

1.3 二进制数的算术运算 5

1.3.1 二进制数的四则运算 5

1.3.2 带符号二进制数的运算 6

1.4 码制 7

1.4.1 常用的编码 7

1.4.2 字符码 8

本章小结 9

思考题 10

习题1 10

第2章 逻辑函数及其化简 11

2.1 逻辑代数的运算 11

2.1.1 逻辑代数的基本运算 11

2.1.2 逻辑代数的复合运算 13

2.2 逻辑代数的基本定律及规则 15

2.2.1 逻辑代数运算的基本定律 15

2.2.2 逻辑代数运算的基本规则 16

2.3 逻辑函数的化简 17

2.3.1 逻辑函数的表示方法 18

2.3.2 逻辑函数的公式化简法 21

2.3.3 逻辑函数的卡诺图化简法 22

本章小结 26

思考题 26

习题2 27

第3章 逻辑门电路 29

3.1 二极管门电路 29

3.1.1 二极管的开关特性 29

3.1.2 二极管门电路 30

3.2 CMOS集成逻辑门电路 31

3.2.1 MOS管的开关特性 31

3.2.2 CMOS反相器 33

3.2.3 CMOS集成逻辑门电路 36

3.2.4 CMOS集成逻辑门的使用 41

3.3 TTL门电路 41

3.3.1 三极管的开关特性 41

3.3.2 TTL与非门电路 43

3.3.3 其他类型的TTL门 45

3.3.4 改进型的TTL门电路 46

3.4 BiCMOS电路 47

*3.5 其他类型的双极型集成电路 47

3.5.1 发射极耦合逻辑门（ECL） 47

3.5.2 集成注入逻辑电路（I2L） 49

3.6 TTL与CMOS的接口 49

本章小结 50

思考题 51

习题3 51

第4章 组合逻辑电路 55

4.1 组合逻辑电路的分析方法 55

4.2 常用的组合逻辑电路 56

4.2.1 编码器 56

4.2.2 译码器 58

4.2.3 数据选择器 63

4.2.4 数值比较器 65

4.2.5 加法器 66

4.2.6 奇偶校验器 69

4.3 组合电路的设计方法 70

4.3.1 基于门电路的组合逻辑电路设计 70

4.3.2 基于中规模集成器件的组合逻辑电路设计 72

4.4 组合逻辑电路的冒险现象 74

4.4.1 产生竞争冒险的原因 74

4.4.2 消除竞争冒险的方法 75

本章小结 76

思考题 76

习题4 76

第5章 触发器 79

5.1 概述 79

5.2 基本RS触发器 79

5.2.1 基本RS触发器电路结构与

工作原理 79

5.2.2 基本RS触发器逻辑功能特性 80

5.3 同步触发器 81

5.3.1 同步RS触发器 81

5.3.2 同步D触发器 83

5.3.3 同步JK触发器 84

5.3.4 同步T触发器 84

5.4 主从触发器 85

5.4.1 主从RS触发器 85

5.4.2 主从JK触发器 86

5.5 边沿触发器 87

5.5.1 维持-阻塞D触发器 88

5.5.2 边沿JK触发器 89

5.5.3 边沿触发器的动态特性 90

5.5.4 触发器功能的类型转换 91

本章小结 92

思考题 93

习题5 93

第6章 时序逻辑电路 97

6.1 时序逻辑电路概述 97

6.2 时序逻辑电路的分析 98

6.2.1 同步时序逻辑电路的分析方法 98

6.2.2 寄存器和移位寄存器 100

6.2.3 同步计数器 104

6.2.4 异步计数器 114

6.3 中规模集成时序逻辑电路的应用 117

6.3.1 任意进制计数器构成方法 117

6.3.2 集成移位寄存器的应用 121

6.4 时序逻辑电路的设计 123

6.4.1 同步时序逻辑电路的设计 123

6.4.2 异步时序逻辑电路的设计 129

6.4.3 时序逻辑电路的自启动设计 131

6.5 顺序脉冲发生器和序列信号发生器 132

6.5.1 顺序脉冲发生器 132

6.5.2 序列信号发生器 133

本章小结 135

思考题 135

习题6 136

第7章 半导体存储器和可编程逻辑器件 140

7.1 随机存储器（RAM） 140

7.1.1 RAM的结构 140

7.1.2 存储单元 141

7.2 只读存储器（ROM） 144

7.2.1 固定ROM 144

7.2.2 可编程ROM（PROM） 145

7.2.3 可擦除的可编程ROM 145

7.3 存储器的扩展及应用 147

7.3.1 存储器容量的扩展 147

7.3.2 用存储器实现组合逻辑函数 148

7.4 可编程逻辑器件（PLD） 149

7.4.1 PLD的基本结构和表示方法 149

7.4.2 可编程阵列逻辑（PAL） 151

7.4.3 通用阵列逻辑GAL 154

7.5 复杂的可编程逻辑器件（CPLD） 159

7.5.1 CPLD的基本结构 159

7.5.2 MAX7000系列的结构与功能 160

7.6 现场可编程门阵列（FPGA） 163

7.6.1 FLEX10K系列的基本结构 164

7.6.2 FPGA和CPLD的性能比较 170

7.6.3 基于FPGA/CPLD的数字系统

设计 170

本章小结 173

思考题 174

习题7 174

第8章 硬件描述语言VHDL 175

8.1 VHDL的基本结构 175

8.1.1 库和程序包 176

8.1.2 实体和结构体 176

8.1.3 配置 177

8.2 VHDL语言要素 177

8.2.1 VHDL的标识符 177

8.2.2 VHDL的数据对象 177

8.2.3 VHDL的数据类型 178

8.2.4 VHDL的运算操作符 179

8.3 VHDL基本语句 180

8.3.1 顺序语句 180

8.3.2 并行语句 183

8.4 数字逻辑电路的VHDL实例 187

8.4.1 组合逻辑电路的VHDL描述 187

8.4.2 时序逻辑电路的VHDL描述 188

本章小结 190

思考题 190

习题8 190

第9章 脉冲单元电路 191

9.1 施密特触发器 191

9.1.1 门电路构成的施密特触发器 191

9.1.2 集成施密特触发器 192

9.1.3 施密特触发器的应用 193

9.2 单稳态触发器 194

9.2.1 门电路构成的单稳态触发器 195

9.2.2 集成单稳态触发器 196

9.3 多谐振荡器 199

9.3.1 门电路构成的多谐振荡器 200

9.3.2 用施密特触发器构成的多谐振荡器 201

9.3.3 石英晶体多谐振荡器 202

9.4 555定时器及其应用 202

9.4.1 555定时器的电路结构及其功能 203

9.4.2 555定时器构成的施密特触发器 204

9.4.3 555定时器构成的单稳态触发器 205

9.4.4 555定时器构成的多谐振荡器 206

本章小结 209

思考题 209

习题9 209

第10章 数模与模数转换 213

10.1 D/A转换器 213

10.1.1 权电阻网络D/A转换器 213

10.1.2 倒T形电阻网络D/A转换器 215

10.1.3 权电流型D/A转换器 216

10.1.4 D/A转换器的输出方式 217

10.1.5 D/A转换器的主要参数 218

10.1.6 集成D/A转换器的应用 219

10.2 A/D转换器 221

10.2.1 A/D转换的原理 221

10.2.2 并联比较型A/D转换器 223

10.2.3 逐次逼近型A/D转换器 224

10.2.4 双积分型A/D转换器 226

10.2.5 A/D转换器的主要参数 228

10.2.6 集成A/D转换器及其应用 228

本章小结 229

思考题 230

习题10 230

第11章 数字系统的设计与仿真 232

11.1 MAX plus II的设计应用 232

11.1.1 MAX plus II电路输入方法 232

11.1.2 MAX plus II电路设计中的应用 238

11.2 Quartus II的设计应用 240

11.2.1 Quartus II原理图输入方法 240

11.2.2 数字系统的设计与仿真实例 243

11.3 PSpice软件的数字电路仿真 247

11.3.1 PSpice软件入门 247

11.3.2 PSpice仿真数字电路的主要问题 251

11.3.3 PSpice软件的数字电路仿真实例 256

11.3.4 Cadence OrCAD版的PSpice简介 260

本章小结 265

思考题 265

习题11 266

附录A 数字电路器件的常用参数及说明 267

A.1 数字器件的模型参数 267

A.2 数字器件的名称、型号和引脚序号 268

部分习题答案 272

参考文献 280