目　录

第 1章　逻辑代数基础知识　1
1.1　数字电路概述　1
1.1.1　数字信号与数字电路　1
1.1.2　数字电路的特点　1
1.1.3　数字电路的优点　2
1.1.4　数字电路的分类　2
1.1.5　数字电路的典型应用　3
1.2　数制与编码　4
1.2.1　数制　4
1.2.2　不同进制数之间的相互转换　6
1.2.3　编码　8
1.3　逻辑代数基础　11
1.3.1　逻辑代数的基本概念与基本运算　11
1.3.2　几种常用的复合逻辑运算　14
1.3.3　逻辑函数的相等　17
1.4　逻辑代数中的基本公式、定理和规则　17
1.4.1　基本公式　17
1.4.2　逻辑代数中的基本规则　19
1.5　逻辑函数的化简　20
1.5.1　逻辑函数的标准与或式和**简表达式　21
1.5.2　逻辑函数的公式化简法　24
1.5.3　逻辑函数的图形化简法　26
1.5.4　具有约束的逻辑函数的化简　29
1.6　逻辑函数的表示方法及其相互之间的转换　32
1.6.1　逻辑函数的几种表示方法　32
1.6.2　5种表示方法的转换　32
本章小结　34
习题　34

第 2章　集成门电路　39
2.1　概述　39
2.1.1　逻辑门电路的概念　39
2.1.2　正逻辑与负逻辑　39
2.1.3　分立门电路和集成门电路　40
2.2　半导体器件的开关特性　40
2.2.1　二极管的开关特性　40
2.2.2　三极管的开关特性　41
2.2.3　场效应管的开关特性　43
2.3　分立元器件门电路　45
2.3.1　二极管与门和或门　45
2.3.2　三极管非门　47
2.4　TTL集成门电路　47
2.4.1　TTL与非门　48
2.4.2　TTL与非门电路的主要外部特性　49
2.4.3　TTL反相器、或非门、与门、或门、与或非门和异或门　53
2.4.4　TTL集电极开路门和三态门　55
2.4.5　其他双极型集成电路　58
2.4.6　TTL电路产品系列和主要参数　58
2.5　CMOS集成门电路　59
2.5.1　CMOS门电路的构成　59
2.5.2　CMOS漏极开路门、三态门和传输门　61
2.5.3　CMOS门电路的主要外部特性　62
2.5.4　CMOS电路产品系列和主要参数　63
2.6　集成电路使用中应注意的几个问题　64
本章小结　66
本章习题　67

第3章　组合逻辑电路　71
3.1　概述　71
3.2　组合逻辑电路的分析与设计方法　72
3.2.1　组合逻辑电路的基本分析方法　72
3.2.2　组合逻辑电路的基本设计方法　73
3.3　加法器和数值比较器　76
3.3.1　加法器　76
3.3.2　数值比较器　81
3.4　编码器和译码器　83
3.4.1　编码器　83
3.4.2　译码器　86
3.5　数据选择器和分配器　94
3.5.1　数据选择器　94
3.5.2　数据分配器　97
3.6　组合逻辑电路中的竞争冒险　99
3.6.1　竞争冒险现象及原因　99
3.6.2　冒险现象的判断　100
3.6.3　消除竞争冒险的方法　101
3.7　组合逻辑电路应用设计举例　102
应用举例1：1位十进制加法器　102
应用举例2：3个4位数值的**小值选择器　103
本章小结　104
习题　105

第4章　触发器　109
4.1　概述　109
4.2　基本RS触发器　110
4.2.1　电路结构及功能特点　110
4.2.2　集成基本RS触发器　113
4.3　同步触发器　115
4.3.1　同步RS触发器　115
4.3.2　同步JK触发器　117
4.3.3　同步D触发器　118
4.3.4　同步触发器存在的问题　121
4.4　无空翻触发器　121
4.4.1　主从触发器　121
4.4.2　边沿D触发器　123
4.4.3　边沿JK触发器　127
4.5　触发器逻辑功能转换和电气特性　129
4.6　常用集成触发器及其应用举例　132
应用举例1：2/3分频电路　132
应用举例2：简易定时电路　133
本章小结　134
习题　134

第5章　时序逻辑电路　137
5.1　概述　137
5.1.1　时序逻辑电路的特点　137
5.1.2　时序逻辑电路的分类　138
5.2　时序逻辑电路的基本分析和设计方法　138
5.2.1　时序逻辑电路的基本分析方法　138
5.2.2　时序逻辑电路的基本设计方法　143
5.3　计数器　149
5.3.1　计数器的特点和分类　149
5.3.2　二进制计数器　150
5.3.3　十进制计数器　159
5.3.4　N进制计数器　162
5.4　寄存器　166
5.4.1　寄存器的主要特点和分类　166
5.4.2　基本寄存器　167
5.4.3　移位寄存器　168
5.5　顺序脉冲发生器　175
5.5.1　计数型顺序脉冲发生器　175
5.5.2　移位型顺序脉冲发生器　176
5.6　时序逻辑电路应用举例　179
应用举例1：电子密码锁　179
应用举例2：停车场进出车辆统计器　181
本章小结　182
习题　183

第6章　脉冲产生与整形电路　188
6.1　概述　188
6.2　施密特触发器　190
6.2.1　由555定时器构成的施密特触发器　190
6.2.2　由逻辑门电路构成的施密特触发器　191
6.2.3　集成施密特触发器　193
6.2.4　施密特触发器的应用　194
6.3 多谐振荡器　195
6.3.1　由555定时器构成的多谐振荡器　195
6.3.2　由逻辑门电路构成的多谐振荡器　196
6.3.3　石英晶体多谐振荡器　197
6.3.4　多谐振荡器的应用　198
6.4　单稳态触发器　199
6.4.1　由555定时器构成的单稳态触发器　199
6.4.2　由逻辑门电路构成的单稳态触发器　201
6.4.3　集成单稳态触发器　203
6.4.4　单稳态触发器的应用　205
本章小结　206
本章习题　207

第7章　数模与模数转换电路　210
7.1　概述　210
7.2　数模转换器　210
7.2.1　数模转换原理和一般组成　210
7.2.2　权电阻网络DAC　212
7.2.3　R-2R倒T型电阻网络DAC　213
7.2.4　DAC的转换精度、速度和主要参数　214
7.2.5　集成DAC及其应用举例　215
7.3　模数转换器　216
7.3.1　模数转换的一般步骤和取样定理　216
7.3.2　并联比较型ADC　218
7.3.3　逐次渐近型ADC　220
7.3.4　双积分型ADC　221
7.3.5　ADC的转换精度和转换速度　224
7.3.6　集成ADC及其应用举例　224
本章小结　225
习题　226

第8章　半导体存储器和可编程逻辑器件　229
8.1　概述　229
8.2　只读存储器　229
8.2.1　ROM的结构及工作原理　230
8.2.2　ROM应用举例及容量扩展　232
8.3　随机存取存储器　235
8.3.1　RAM的结构及存储单元　235
8.3.2　RAM存储容量的扩展　236
8.4　可编程逻辑器件简介　238
8.4.1　可编程阵列逻辑器件　239
8.4.2　可编程通用阵列逻辑器件　240
8.4.3　复杂的可编程逻辑器件　243
8.4.4　现场可编程门阵列　244
本章小结　246
习题　247

第9章　可编程逻辑器件的应用　249
9.1　概述　249
9.1.1　现代数字系统设计方法简介　249
9.1.2　现代数字系统的设计步骤　249
9.2　可编程逻辑器件的基础知识　250
9.2.1　MAX+plusⅡ软件的使用　250
9.2.2　VHDL语言的基础知识　253
9.3　组合逻辑电路的设计　258
9.3.1　译码器　258
9.3.2　选择器和加法器　260
9.4　时序逻辑电路的设计　262
9.4.1　触发器　262
9.4.2　计数器、分频器　264
9.4.3　寄存器、顺序脉冲发生器　266
9.5　数字应用设计举例　268
本章小结　270
习题　270

第 10章　数字电路应用设计举例　273
10.1　设计电子电路的一般方法与步骤　273
10.2　数字电路应用设计举例　276
设计举例1 会议发言限时器　276
设计举例2 数字频率计　281
本章小结　286
习题　287

附录Ⅰ　数字集成电路命名方法　288
附录Ⅱ　常用集成电路外引脚排列图及功能表　290

部分习题参考答案　293
参考文献　300