数字电路设计
目 录内容简介
第1章 概述 1
1.1 数字电路与计算机 1
1.2 数字与模拟 4
1.2.1 数字信号与模拟信号 4
1.2.2 数字电路与模拟电路 6
1.3 数字电路的发展 7
1.4 课程任务与目标 9
1.5 数制 10
1.5.1 进位计数制 10
1.5.2 二进制与数字信号 11
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1.1 数字电路与计算机 1
1.2 数字与模拟 4
1.2.1 数字信号与模拟信号 4
1.2.2 数字电路与模拟电路 6
1.3 数字电路的发展 7
1.4 课程任务与目标 9
1.5 数制 10
1.5.1 进位计数制 10
1.5.2 二进制与数字信号 11
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目 录内容简介
本书从数字电路的基本概念出发，系统地介绍了数字电路的理论基础、基本器件、分析方法和设计方法。
本书共分为8章，主要内容包括概述、逻辑代数基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路的存储元件、同步时序逻辑电路、异步时序逻辑电路和脉冲产生电路。
本书逻辑清晰、层次分明，原理讲解深入、详细，例题典型、丰富，书中还提供了大量习题供读者练习。本书配套有《基于FPGA的数字电路实验指导书》，可共同作为高等院校计算机类和电子信息类专业的“数字电路设计”等课程的教材，也适合学生及数字系统开发人员自学。
本书共分为8章，主要内容包括概述、逻辑代数基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路的存储元件、同步时序逻辑电路、异步时序逻辑电路和脉冲产生电路。
本书逻辑清晰、层次分明，原理讲解深入、详细，例题典型、丰富，书中还提供了大量习题供读者练习。本书配套有《基于FPGA的数字电路实验指导书》，可共同作为高等院校计算机类和电子信息类专业的“数字电路设计”等课程的教材，也适合学生及数字系统开发人员自学。
目 录内容简介
第1章 概述 1
1.1 数字电路与计算机 1
1.2 数字与模拟 4
1.2.1 数字信号与模拟信号 4
1.2.2 数字电路与模拟电路 6
1.3 数字电路的发展 7
1.4 课程任务与目标 9
1.5 数制 10
1.5.1 进位计数制 10
1.5.2 二进制与数字信号 11
1.5.3 数制转换 12
1.6 计算机中常用的编码 14
1.6.1 十进制编码 14
1.6.2 字符编码 17
1.6.3 逻辑抽象与状态编码 18
本章小结 21
习题 22
第2章 逻辑代数基础 25
2.1 逻辑代数的基本概念 25
2.1.1 逻辑变量、常量与逻辑函数 25
2.1.2 逻辑函数的表示方法 26
2.1.3 基本运算与逻辑门 29
2.1.4 复合运算与逻辑门 31
2.2 逻辑代数的公理和定律 34
2.3 逻辑代数的运算规则 37
2.4 逻辑函数的表示形式 39
2.4.1 逻辑函数的基本形式 39
2.4.2 逻辑代数的标准形式 40
2.4.3 表示形式的转换 43
2.5 逻辑函数的化简方法 47
2.5.1 代数化简法 47
2.5.2 卡诺图化简法 50
2.5.3 无关项的处理 61
2.5.4 多输出逻辑函数的化简 63
本章小结 65
习题 66
第3章 逻辑门电路 72
3.1 门电路概述 72
3.1.1 正逻辑与负逻辑 72
3.1.2 集成门电路的分类 74
3.1.3 逻辑系列 76
3.2 CMOS集成逻辑门 77
3.2.1 MOS晶体管 77
3.2.2 CMOS反相器 78
3.2.3 CMOS与非门 79
3.2.4 CMOS或非门 80
3.2.5 CMOS传输门 81
3.2.6 CMOS三态输出门（TS门） 82
3.2.7 CMOS漏极开路输出门（OD门） 84
3.3 双极型晶体管的开关特性 86
3.3.1 二极管的开关特性 86
3.3.2 三极管的开关特性 88
3.4 TTL逻辑门 90
3.4.1 TTL与非门 91
3.4.2 TTL逻辑门的主要特性参数 94
3.4.3 TTL三态输出门（TS门） 98
3.4.4 集电极开路输出门（OC） 99
3.5 CMOS/TTL接口 101
3.5.1 CMOS和TTL逻辑系列 101
3.5.2 用TTL门驱动CMOS门 105
3.5.3 用CMOS门驱动TTL门 106
本章小结 107
习题 109
第4章 组合逻辑电路 114
4.1 组合逻辑电路概述 114
4.1.1 逻辑电路的分类 114
4.1.2 组合逻辑电路的特点 115
4.2 组合逻辑电路的分析 116
4.3 组合逻辑电路的设计 124
4.3.1 组合逻辑电路的设计方法 124
4.3.2 组合逻辑电路设计实例 125
4.4 组合逻辑电路中的竞争与冒险 132
4.4.1 竞争与冒险的基本概念 132
4.4.2 险象的分类 134
4.4.3 险象的判定 135
4.4.4 险象的消除 137
4.5 典型的组合逻辑电路 140
4.5.1 加法器 140
4.5.2 数值比较器 151
4.5.3 编码器 155
4.5.4 译码器 162
4.5.5 数据选择器 178
4.5.6 数据分配器 186
本章小结 188
习题 189
第5章 时序逻辑电路的存储元件 195
5.1 存储元件概述 195
5.1.1 双稳态元件 195
5.1.2 锁存器/触发器的特点与分类 196
5.2 基本锁存器 196
5.2.1 基本R-S锁存器 197
5.2.2 基本R-S锁存器 200
5.3 钟控锁存器 202
5.3.1 钟控R-S锁存器 202
5.3.2 钟控D锁存器 204
5.4 主从触发器 205
5.4.1 主从R-S触发器 206
5.4.2 主从J-K触发器 208
5.5 边沿触发器 210
5.5.1 边沿D触发器 211
5.5.2 边沿J-K触发器 213
5.6 其他触发器 214
5.6.1 T触发器 214
5.6.2 T′触发器 215
5.7 不同触发器的转换 216
5.7.1 基于D触发器的转换 216
5.7.2 基于J-K触发器的转换 217
5.8 集成触发器 218
5.8.1 集成D触发器 218
5.8.2 集成J-K触发器 220
5.9 触发器特性参数 224
本章小结 225
习题 226
第6章 同步时序逻辑电路 234
6.1 时序逻辑电路概述 234
6.1.1 时序逻辑电路的特点 234
6.1.2 时序逻辑电路的分类 235
6.1.3 时序逻辑电路的描述方法 238
6.2 同步时序逻辑电路的分析 242
6.2.1 同步时序逻辑电路的分析步骤 242
6.2.2 分析举例 246
6.3 同步时序逻辑电路的设计 253
6.3.1 设计步骤 253
6.3.2 建立原始状态图和原始状态表 254
6.3.3 状态化简 263
6.3.4 状态分配 274
6.3.5 同步时序电路设计举例 276
6.4 寄存器 288
6.4.1 锁存器 288
6.4.2 基本寄存器 290
6.4.3 移位寄存器 292
6.5 计数器 297
6.5.1 计数器的特点和分类 297
6.5.2 二进制计数器 298
6.5.3 十进制计数器 306
6.5.4 任意进制计数器 311
6.5.5 计数器容量的扩展 314
6.5.6 移位寄存器型计数器 317
6.6 综合应用与设计 324
6.6.1 分频器的设计 324
6.6.2 顺序脉冲发生器 325
6.6.3 序列信号发生器 328
本章小结 331
习题 332
第7章 异步时序逻辑电路 342
7.1 异步时序逻辑电路的分类 342
7.2 脉冲异步时序逻辑电路 343
7.2.1 脉冲异步时序逻辑电路的分析 344
7.2.2 脉冲异步时序逻辑电路的设计 350
7.3 电平异步时序逻辑电路 363
7.3.1 电平异步时序逻辑电路的描述方法 364
7.3.2 电平异步时序逻辑电路的分析 367
7.3.3 电平异步时序逻辑电路中的竞争 372
7.3.4 电平异步时序逻辑电路的设计 377
7.4 集成异步计数器 387
7.4.1 集成异步计数器的结构 387
7.4.2 集成异步计数器的功能 388
7.4.3 集成异步计数器的应用 392
本章小结 395
习题 396
第8章 脉冲产生电路 404
8.1 脉冲产生电路概述 404
8.2 555定时器 406
8.2.1 555定时器的内部结构 406
8.2.2 555定时器的基本功能 407
8.3 多谐振荡器 408
8.3.1 多谐振荡器的特点与主要参数 408
8.3.2 用逻辑门构成的自激多谐振荡器 409
8.3.3 555定时器构成自激多谐振荡器 411
8.3.4 石英晶体振荡器 416
8.4 单稳态触发器 417
8.4.1 单稳态触发器的特点与主要参数 417
8.4.2 用555定时器构成的单稳态触发器 417
8.4.3 集成单稳态触发器 421
8.4.4 单稳态触发器的应用 424
8.5 施密特触发器 426
8.5.1 施密特触发器的特点与主要参数 426
8.5.2 施密特触发器的结构与原理 427
8.5.3 用555定时器构成施密特触发器 430
8.5.4 集成施密特触发器 432
8.5.5 施密特触发器的应用 432
本章小结 434
习题 435
参考文献 439
^ 收 起
1.1 数字电路与计算机 1
1.2 数字与模拟 4
1.2.1 数字信号与模拟信号 4
1.2.2 数字电路与模拟电路 6
1.3 数字电路的发展 7
1.4 课程任务与目标 9
1.5 数制 10
1.5.1 进位计数制 10
1.5.2 二进制与数字信号 11
1.5.3 数制转换 12
1.6 计算机中常用的编码 14
1.6.1 十进制编码 14
1.6.2 字符编码 17
1.6.3 逻辑抽象与状态编码 18
本章小结 21
习题 22
第2章 逻辑代数基础 25
2.1 逻辑代数的基本概念 25
2.1.1 逻辑变量、常量与逻辑函数 25
2.1.2 逻辑函数的表示方法 26
2.1.3 基本运算与逻辑门 29
2.1.4 复合运算与逻辑门 31
2.2 逻辑代数的公理和定律 34
2.3 逻辑代数的运算规则 37
2.4 逻辑函数的表示形式 39
2.4.1 逻辑函数的基本形式 39
2.4.2 逻辑代数的标准形式 40
2.4.3 表示形式的转换 43
2.5 逻辑函数的化简方法 47
2.5.1 代数化简法 47
2.5.2 卡诺图化简法 50
2.5.3 无关项的处理 61
2.5.4 多输出逻辑函数的化简 63
本章小结 65
习题 66
第3章 逻辑门电路 72
3.1 门电路概述 72
3.1.1 正逻辑与负逻辑 72
3.1.2 集成门电路的分类 74
3.1.3 逻辑系列 76
3.2 CMOS集成逻辑门 77
3.2.1 MOS晶体管 77
3.2.2 CMOS反相器 78
3.2.3 CMOS与非门 79
3.2.4 CMOS或非门 80
3.2.5 CMOS传输门 81
3.2.6 CMOS三态输出门（TS门） 82
3.2.7 CMOS漏极开路输出门（OD门） 84
3.3 双极型晶体管的开关特性 86
3.3.1 二极管的开关特性 86
3.3.2 三极管的开关特性 88
3.4 TTL逻辑门 90
3.4.1 TTL与非门 91
3.4.2 TTL逻辑门的主要特性参数 94
3.4.3 TTL三态输出门（TS门） 98
3.4.4 集电极开路输出门（OC） 99
3.5 CMOS/TTL接口 101
3.5.1 CMOS和TTL逻辑系列 101
3.5.2 用TTL门驱动CMOS门 105
3.5.3 用CMOS门驱动TTL门 106
本章小结 107
习题 109
第4章 组合逻辑电路 114
4.1 组合逻辑电路概述 114
4.1.1 逻辑电路的分类 114
4.1.2 组合逻辑电路的特点 115
4.2 组合逻辑电路的分析 116
4.3 组合逻辑电路的设计 124
4.3.1 组合逻辑电路的设计方法 124
4.3.2 组合逻辑电路设计实例 125
4.4 组合逻辑电路中的竞争与冒险 132
4.4.1 竞争与冒险的基本概念 132
4.4.2 险象的分类 134
4.4.3 险象的判定 135
4.4.4 险象的消除 137
4.5 典型的组合逻辑电路 140
4.5.1 加法器 140
4.5.2 数值比较器 151
4.5.3 编码器 155
4.5.4 译码器 162
4.5.5 数据选择器 178
4.5.6 数据分配器 186
本章小结 188
习题 189
第5章 时序逻辑电路的存储元件 195
5.1 存储元件概述 195
5.1.1 双稳态元件 195
5.1.2 锁存器/触发器的特点与分类 196
5.2 基本锁存器 196
5.2.1 基本R-S锁存器 197
5.2.2 基本R-S锁存器 200
5.3 钟控锁存器 202
5.3.1 钟控R-S锁存器 202
5.3.2 钟控D锁存器 204
5.4 主从触发器 205
5.4.1 主从R-S触发器 206
5.4.2 主从J-K触发器 208
5.5 边沿触发器 210
5.5.1 边沿D触发器 211
5.5.2 边沿J-K触发器 213
5.6 其他触发器 214
5.6.1 T触发器 214
5.6.2 T′触发器 215
5.7 不同触发器的转换 216
5.7.1 基于D触发器的转换 216
5.7.2 基于J-K触发器的转换 217
5.8 集成触发器 218
5.8.1 集成D触发器 218
5.8.2 集成J-K触发器 220
5.9 触发器特性参数 224
本章小结 225
习题 226
第6章 同步时序逻辑电路 234
6.1 时序逻辑电路概述 234
6.1.1 时序逻辑电路的特点 234
6.1.2 时序逻辑电路的分类 235
6.1.3 时序逻辑电路的描述方法 238
6.2 同步时序逻辑电路的分析 242
6.2.1 同步时序逻辑电路的分析步骤 242
6.2.2 分析举例 246
6.3 同步时序逻辑电路的设计 253
6.3.1 设计步骤 253
6.3.2 建立原始状态图和原始状态表 254
6.3.3 状态化简 263
6.3.4 状态分配 274
6.3.5 同步时序电路设计举例 276
6.4 寄存器 288
6.4.1 锁存器 288
6.4.2 基本寄存器 290
6.4.3 移位寄存器 292
6.5 计数器 297
6.5.1 计数器的特点和分类 297
6.5.2 二进制计数器 298
6.5.3 十进制计数器 306
6.5.4 任意进制计数器 311
6.5.5 计数器容量的扩展 314
6.5.6 移位寄存器型计数器 317
6.6 综合应用与设计 324
6.6.1 分频器的设计 324
6.6.2 顺序脉冲发生器 325
6.6.3 序列信号发生器 328
本章小结 331
习题 332
第7章 异步时序逻辑电路 342
7.1 异步时序逻辑电路的分类 342
7.2 脉冲异步时序逻辑电路 343
7.2.1 脉冲异步时序逻辑电路的分析 344
7.2.2 脉冲异步时序逻辑电路的设计 350
7.3 电平异步时序逻辑电路 363
7.3.1 电平异步时序逻辑电路的描述方法 364
7.3.2 电平异步时序逻辑电路的分析 367
7.3.3 电平异步时序逻辑电路中的竞争 372
7.3.4 电平异步时序逻辑电路的设计 377
7.4 集成异步计数器 387
7.4.1 集成异步计数器的结构 387
7.4.2 集成异步计数器的功能 388
7.4.3 集成异步计数器的应用 392
本章小结 395
习题 396
第8章 脉冲产生电路 404
8.1 脉冲产生电路概述 404
8.2 555定时器 406
8.2.1 555定时器的内部结构 406
8.2.2 555定时器的基本功能 407
8.3 多谐振荡器 408
8.3.1 多谐振荡器的特点与主要参数 408
8.3.2 用逻辑门构成的自激多谐振荡器 409
8.3.3 555定时器构成自激多谐振荡器 411
8.3.4 石英晶体振荡器 416
8.4 单稳态触发器 417
8.4.1 单稳态触发器的特点与主要参数 417
8.4.2 用555定时器构成的单稳态触发器 417
8.4.3 集成单稳态触发器 421
8.4.4 单稳态触发器的应用 424
8.5 施密特触发器 426
8.5.1 施密特触发器的特点与主要参数 426
8.5.2 施密特触发器的结构与原理 427
8.5.3 用555定时器构成施密特触发器 430
8.5.4 集成施密特触发器 432
8.5.5 施密特触发器的应用 432
本章小结 434
习题 435
参考文献 439
^ 收 起
目 录内容简介
本书从数字电路的基本概念出发，系统地介绍了数字电路的理论基础、基本器件、分析方法和设计方法。
本书共分为8章，主要内容包括概述、逻辑代数基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路的存储元件、同步时序逻辑电路、异步时序逻辑电路和脉冲产生电路。
本书逻辑清晰、层次分明，原理讲解深入、详细，例题典型、丰富，书中还提供了大量习题供读者练习。本书配套有《基于FPGA的数字电路实验指导书》，可共同作为高等院校计算机类和电子信息类专业的“数字电路设计”等课程的教材，也适合学生及数字系统开发人员自学。
本书共分为8章，主要内容包括概述、逻辑代数基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路的存储元件、同步时序逻辑电路、异步时序逻辑电路和脉冲产生电路。
本书逻辑清晰、层次分明，原理讲解深入、详细，例题典型、丰富，书中还提供了大量习题供读者练习。本书配套有《基于FPGA的数字电路实验指导书》，可共同作为高等院校计算机类和电子信息类专业的“数字电路设计”等课程的教材，也适合学生及数字系统开发人员自学。
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