1 數(shù)字邏輯基礎 1.1　數(shù)字信號的基本概念　1 1.1.1模擬信號與數(shù)字信號　1 1.1.2數(shù)字信號的描述方法　2 1.2　數(shù)制及其相互轉換　3 1.2.1　幾種常用的數(shù)制　4 1.2.2　數(shù)制轉換　5 1.3　二進制數(shù)的算術運算　8 1.3.1　無符號二進制數(shù)的算術運算　8 1.3.2　帶符號二進制數(shù)的表示　9 1.3.3　二進制補碼的減法運算　11 1.4　碼制　13 1.4.1二-十進制碼　13 1.4.2格雷碼　14 1.4.3奇偶校驗碼　15 1.4.4　ASCII碼　16 1.5　邏輯運算及邏輯門　17 1.5.1基本邏輯運算及對應的邏輯門　17 1.5.2　常用復合邏輯運算及對應的邏輯門　21 1.5.3　邏輯門電路的應用　24 1.6　集成邏輯門簡介　26 1.6.1　數(shù)字集成電路簡介　26 1.6.2　幾種常用的集成邏輯門　27 1.6.3　集成邏輯門電路的一般特性　27 小　結　30 自我檢驗題　31 習　題　31 實踐訓練　33 2　邏輯代數(shù)　35 2.1　邏輯代數(shù)的基本公式和規(guī)則　35 2.1.1邏輯代數(shù)的基本公式　35 2.1.2邏輯代數(shù)的基本規(guī)則　36 2.2　邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡法　37 2.2.1　邏輯函數(shù)的最簡形式　37 2.2.2　邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡法　38 2.3　邏輯函數(shù)表達式的兩種標準形式　40 2.3.1　最小項與最小項表達式　41 2.3.2　最大項與最大項表達式　42 2.4　邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡法　44 2.4.1　用卡諾圖表示邏輯函數(shù)　44 2.4.2　用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)　47 2.4.3含無關項的邏輯函數(shù)及其化簡　49 2.4.4　多輸出邏輯函數(shù)的化簡　52 2.5　邏輯符號的等效變換　53 小　結　54 自我檢驗題　55 習　題　56 實踐訓練　58 3　組合邏輯電路　59 3.1　概 述　59 3.2　組合邏輯電路的分析　59 3.3　組合邏輯電路的設計　61 3.4常用組合邏輯電路　64 3.4.1　編碼器　64 3.4.2　譯碼器/數(shù)據(jù)分配器　67 3.4.3　數(shù)據(jù)選擇器　76 3.4.4　數(shù)值比較器　81 3.4.5　加法器　84 ＊3.5組合邏輯電路的競爭冒險　89 3.5.1　競爭-冒險現(xiàn)象及產生的原因　89 3.5.2　消去競爭冒險的方法　91 3.6應用舉例：搶答器電路　92 小　結　93 自我檢驗題　93 習　題　94 實踐訓練　98 4　鎖存器和觸發(fā)器　99 4.1　雙穩(wěn)態(tài)電路的基本特性　99 4.2　鎖存器　99 4.2.1　基本SR鎖存器　99 4.2.2　門控SR鎖存器　102 4.2.3　門控D鎖存器　103 4.3　觸發(fā)器的電路結構和工作原理　105 4.3.1　主從D觸發(fā)器　106 4.3.2　有清零輸入和預置輸入的D觸發(fā)器　107 4.3.3　帶使能端的D觸發(fā)器　109 4.4觸發(fā)器的邏輯功能　109 4.4.1　D觸發(fā)器　110 4.4.2　JK觸發(fā)器　110 4.4.3　T觸發(fā)器　112 4.4.3　T ′觸發(fā)器　113 *4.5　觸發(fā)器的動態(tài)特性　113 4.6應用舉例：會客廳照明燈控制電路　115 小　結　117 自我檢驗題　117 習　題　118 實踐訓練　124 5　時序邏輯電路　127 5.1　概 述　127 5.1.1　時序邏輯電路的基本結構及特點　127 5.1.2　時序邏輯電路的分類　128 5.2　時序邏輯電路的分析　129 5.2.1　時序邏輯電路分析的一般步驟　129 5.2.2　同步時序邏輯電路的分析舉例　130 5.2.3　異步時序邏輯電路的分析舉例　133 5.3　同步時序邏輯電路的設計　135 5.3.1　同步時序邏輯電路設計的一般步驟　135 5.3.2　同步時序邏輯電路設計舉例　137 5.　4 寄存器和移位寄存器　143 5.4.1　寄存器　144 5.4.2　移位寄存器　144 5.4.3　集成移位寄存器及其應用　146 5.5計數(shù)器　148 5.5.1　異步計數(shù)器　148 5.5.2　同步計數(shù)器　151 5.5.3　集成計數(shù)器及其應用　155 5.6*　序列信號發(fā)生器　162 5.6.1　計數(shù)型序列信號發(fā)生器　162 5.6.2　移存型序列信號發(fā)生器　163 5.7　應用舉例：籃球競賽24秒定時電路　164 小　結　166 自我檢驗題　167 習　題　168 實踐訓練　174 6　硬件描述語言Verilog HDL　175 6.1　概 述　175 6.2　Verilog HDL入門　175 6.2.1　Verilog HDL的基本結構　175 6.2.2　簡單Verilog HDL實例　176 6.2.3　邏輯功能的仿真與測試　178 6.3　Verilog HDL基本語法規(guī)則　180 6.3.1詞法規(guī)定　180 6.3.2邏輯值集合與常數(shù)的表示　181 6.3.3數(shù)據(jù)類型　183 6.4　Verilog HDL結構級建�！�185 6.4.1　多輸入門　185 6.4.2　多輸出門　186 6.4.3　三態(tài)門　186 6.4.4　門級建模舉例　187 6.4.5　分層次的電路設計方法　188 6.5　Verilog HDL數(shù)據(jù)流建�！�191 6.5.1　數(shù)據(jù)流建模語法　191 6.5.2　帶有參數(shù)的組合邏輯電路建�！�192 6.5.3　Verilog HDL運算符　194 6.5.4　運算符的優(yōu)先級別　199 6.6　Verilog HDL行為級建模　199 6.6.1　行為級建�；�礎　199 6.6.2　觸發(fā)器與移位寄存器的行為級建�！�205 6.6.3　計數(shù)器的行為級建�！�207 6.6.4　狀態(tài)圖的行為級建�！�208 6.7　數(shù)字鐘電路設計　210 小　結　214 自我檢驗題　214 習　題　215 實踐訓練　220 7　邏輯門電路　221 7.1　CMOS邏輯門電路　221 7.1.1　MOS管的開關特性　221 7.1.2　CMOS反相器　223 7.1.3　CMOS與非門和或非門　225 7.1.4　CMOS傳輸門　227 7.1.5　CMOS三態(tài)輸出和漏極開路輸出門電路　229 7.2　TTL邏輯門電路　235 7.2.1　BJT的開關特性　235 7.2.2　TTL反相器　236 7.2.3　TTL與非和或非門電路　237 7.3　邏輯門電路使用中的幾個實際問題　239 7.3.1　各種門電路之間的接口問題　239 7.3.2　門電路帶負載時的接口電路　242 7.3.3　抗干擾措施　243 7.3.4　差分信號傳輸　244 小　結　244 自我檢驗題　245 習　題　245 實踐訓練　250 8　半導體存儲器　251 8.1　存儲器的基本概念　251 8.1.1　存儲器的基本結構　251 8.1.2　存儲器的分類及性能指標　252 8.2　只讀存儲器（ROM）　252 8.2.1　固定ROM　252 8.2.2　ROM的分類　255 8.2.3　ROM的應用　259 8.3　隨機存取存儲器（RAM）　262 8.3.1　RAM的基本結構　263 8.3.2　SRAM存儲單元　263 8.3.3　DRAM存儲單元　264 8.3.4　同步RAM　265 8.3.5　雙口RAM　266 8.3.6　FIFO　267 8.3.7　存儲容量的擴展　267 8.4　應用舉例：用存儲器實現(xiàn)字符顯示　269 小　結　269 自我檢驗題　270 習　題　271 實踐訓練　272 第9章　可編程邏輯器件　273 本章討論的問題　273 9.1　概 述　273 9.1.1　PLD器件的分類　273 9.1.2　PLD器件的符號　274 9.2　簡單可編程邏輯器件　275 9.2.1　與-或陣列實現(xiàn)組合邏輯函數(shù)的原理　276 9.2.2　SPLD實現(xiàn)時序邏輯電路的原理　279 9.2.3　GAL器件的基本結構及工作原理　281 9.3　復雜可編程邏輯器件　283 9.3.1　傳統(tǒng)CPLD的基本結構　283 9.3.2　基于查找表的CPLD結構　284 9.4　現(xiàn)場可編程門陣列　285 9.4.1　查找表實現(xiàn)邏輯函數(shù)的基本原理　286 9.4.2　FPGA的一般結構　288 9.5　可編程邏輯器件的一般開發(fā)流程　293 9.6　基于FPGA籃球競賽 24 s定時器電路設計　295 小結　297 自我檢驗題　297 習　題　298 實踐訓練　301 10　數(shù)模和模數(shù)轉換器　303 10.1　D/A轉換器　304 10.1.1　權電阻網絡D/A轉換器　304 10.1.2　倒T形電阻網絡D/A轉換器　306 10.1.3　權電流型D/A轉換器　309 10.1.4　電阻串聯(lián)分壓式D/A轉換器　309 10.1.5　D/A轉換器的主要技術指標　311 10.2　A/D轉換器　312 10.2.1　A/D轉換的一般工作過程　312 10.2.2　并行比較型A/D轉換器　315 10.2.3　逐次比較型A/D轉換器　317 10.2.4　雙積分式A/D轉換器　320 10.2.5　A/D轉換器的主要技術指標　323 10.3　應用舉例：可編程波形產生器　325 小　結　327 自我檢驗題　327 習　題　329 實踐訓練　333 11　脈沖波形的變換與產生　333 11.1　555定時器　333 11.1.1　555定時器的電路結構　333 11.1.2　555定時器的工作原理　334 11.2　施密特觸發(fā)電路　335 11.2.1　用555定時器組成的施密特觸發(fā)電路　335 11.2.2　集成施密特觸發(fā)電路　337 11.2.3　施密特觸發(fā)電路的應用　337 11.3　單穩(wěn)態(tài)電路　339 11.3.1　用555定時器組成的單穩(wěn)態(tài)電路　339 11.3.2　集成單穩(wěn)態(tài)電路　343 11.3.3　單穩(wěn)態(tài)電路的應用　345 11.4多諧振蕩電路　346 11.4.1　用555組成的多諧振蕩電路　346 11.4.2　用施密特觸發(fā)電路組成的多諧振蕩電路　348 11.4.3　石英晶體多諧振蕩電路　349 11.5　應用舉例：雙音報警電路　351 小　結　352 自我檢驗題　352 習　題　353 實踐訓練　361