內容簡介
本書具有以下特點:
(1)力求少而精,在“精練”上取勝。精選內容,優選講法,以符合教學基本要求為準。
(2)為了解決內容多與學時緊的矛盾,並突出學生個性培養,在每一章的最後一節提供了部分自學材料。在學時多的情況下,教師也可選講部分自學材料,真正做到好教好學。
(3)在保證基礎內容的前提下,加重中大規模數字積體電路的相關內容。
(4)提出數字系統的組成的概念,對數字系統的模組化擴展、分析與設計方法進行重點、系統的介紹。
(5)教材中引入了超高速硬體描述語言VHDL,在相關章節的自學材料中給出有關基本數字功能器件及數字系統的VHDL語言描述,便於學生循序漸進地自學。
圖書目錄
第1章
邏輯代數基礎……………………………………………………… (1)
1.1 概述………………………………………………………………… (1)
1.2 邏輯變數和邏輯運算……………………………………………… (1)
1.2.1 邏輯變數……………………………………………………… (1)
1.2.2 基本邏輯運算………………………………………………… (1)
1.2.3 複合邏輯運算………………………………………………… (3)
1.3 邏輯代數的公式和定理…………………………………………… (4)
1.3.1 邏輯代數的基本公式和常用公式……………………………… (4)
1.3.2 邏輯代數的基本定理…………………………………………… (6)
1.4 邏輯函式及其表示方式…………………………………………… (7)
1.4.1 邏輯函式的表示方法…………………………………………… (7)
1.4.2 邏輯函式的兩種標準形式…………………………………… (11)
1.5 邏輯函式的公式化簡法………………………………………… (14)
1.5.1 最簡邏輯式…………………………………………………… (14)
1.5.2 邏輯函式的公式化簡法……………………………………… (15)
1.6 邏輯函式的卡諾圖化簡………………………………………… (17)
1.6.1 邏輯函式的卡諾圖表示……………………………………… (17)
1.6.2 用卡諾圖化簡邏輯函式……………………………………… (18)
1.7 具有無關項的邏輯函式及其化簡……………………………… (21)
1.7.1 邏輯函式的無關項…………………………………………… (21)
1.7.2 具有無關項的邏輯函式的化簡………………………………… (22)
1.8 邏輯函式的變換與實現………………………………………… (23)
1.8.1 邏輯函式的表達形式………………………………………… (23)
1.8.2 邏輯函式的實現……………………………………………… (24)
1.9 自學材料………………………………………………………… (25)
1.9.1數制和碼制…………………………………………………… (25)
1.9.2 用Q-M法化簡邏輯函式…………………………………… (32)
1.9.3 VHDL語言基礎……………………………………………… (34)
本章小結………………………………………………………………… (40)
習 題…………………………………………………………………… (41)
第2章
門電路……………………………………………………………… (45)
2.1 概述……………………………………………………………… (45)
2.2 半導體器件的開關特性………………………………………… (46)
2.2.1 半導體二極體的靜態開關特性………………………………… (46)
2.2.2 半導體三極體的開關特性…………………………………… (48)
2.2.3 MOS管的開關特性…………………………………………… (50)
2.3 分立元件門電路………………………………………………… (53)
2.3.1 二極體與門…………………………………………………… (53)
2.3.2 二極體或門…………………………………………………… (54)
2.3.3 三極體非門…………………………………………………… (54)
2.4 TTL集成門電路………………………………………………… (55)
2.4.1 TTL反相器…………………………………………………… (55)
2.4.2 其他邏輯功能的TTL門電路………………………………… (63)
2.4.3 特殊輸出結構的TTL門電路………………………………… (67)
2.5 CMOS集成門電路………………………………………………… (70)
2.5.1 CMOS反相器………………………………………………… (70)
2.5.2 其他邏輯功能的CMOS門電路………………………………… (76)
2.5.3 特殊輸出結構的CMOS門電路………………………………… (78)
2.6 自學材料………………………………………………………… (81)
2.6.1 改進型的TTL門電路………………………………………… (81)
2.6.2 其他類型的雙極型集成門電路………………………………… (86)
2.6.3 其他類型的MOS門電路……………………………………… (90)
2.6.4 邏輯門電路的正確使用……………………………………… (92)
2.6.5 門電路的VHDL語言描述…………………………………… (100)
本章小結……………………………………………………………… (106)
習 題………………………………………………………………… (107)
第3章
組合邏輯電路…………………………………………………… (111)
3.1 概述……………………………………………………………… (111)
3.2 組合邏輯電路的分析…………………………………………… (111)
3.3 組合邏輯電路的設計…………………………………………… (115)
3.4 若干常用組合邏輯電路及其套用……………………………… (117)
3.4.1 編碼器……………………………………………………… (118)
3.4.2 解碼器……………………………………………………… (122)
3.4.3 加法器……………………………………………………… (133)
3.4.4 數值比較器………………………………………………… (137)
3.5 自學材料………………………………………………………… (139)
3.5.1 組合邏輯電路中的競爭與冒險……………………………… (139)
3.5.2 常用組合邏輯電路的VHDL語言描述………………………… (141)
本章小結……………………………………………………………… (147)
習 題………………………………………………………………… (148)
第4章
觸發器…………………………………………………………… (152)
4.1 概述……………………………………………………………… (152)
4.2 觸發器電路結構及動作特點…………………………………… (152)
4.2.1 基本觸發器………………………………………………… (152)
4.2.2 同步觸發器………………………………………………… (155)
4.2.3 主從觸發器………………………………………………… (156)
4.2.4 邊沿觸發器………………………………………………… (160)
4.3 觸發器邏輯功能及描述方法…………………………………… (162)
4.3.1 觸發器邏輯功能及描述……………………………………… (162)
4.3.2 觸發器電路結構與邏輯功能的關係………………………… (165)
4.4 觸發器邏輯功能的轉換………………………………………… (166)
4.5 自學材料………………………………………………………… (168)
4.5.1 觸發器的動態特性………………………………………… (168)
4.5.2 觸發器的VHDL語言描述…………………………………… (169)
本章小結……………………………………………………………… (175)
習 題………………………………………………………………… (176)
第5章
時序邏輯電路…………………………………………………… (181)
5.1 概述……………………………………………………………… (181)
5.2 同步時序邏輯電路的分析……………………………………… (183)
5.2.1 同步時序邏輯電路分析的一般步驟………………………… (183)
5.2.2 同步時序邏輯電路的分析舉例……………………………… (184)
5.3 同步時序邏輯電路的設計……………………………………… (187)
5.3.1 同步時序邏輯電路設計的一般步驟………………………… (187)
5.3.2 同步時序邏輯電路設計舉例………………………………… (189)
5.4 若干常用時序邏輯電路及套用………………………………… (193)
目 錄·Ⅲ·
5.4.1 暫存器和移位暫存器(193………………………………………… )
5.4.2 計數器……………………………………………………… (198)
5.5 自學材料………………………………………………………… (214)
5.5.1 異步時序邏輯電路的分析…………………………………… (214)
5.5.2 時序邏輯電路中的競爭與冒險……………………………… (216)
5.5.3 常用時序邏輯電路的VHDL語言描述………………………… (219)
本章小結……………………………………………………………… (222)
習 題………………………………………………………………… (223)
第6章
半導體存儲器…………………………………………………… (228)
6.1 概述……………………………………………………………… (228)
6.2 唯讀存儲器……………………………………………………… (230)
6.2.1 掩模唯讀存儲器…………………………………………… (230)
6.2.2 可程式唯讀存儲器(PROM) ………………………………… (232)
6.2.3 可擦除的可程式唯讀存儲器(EPROM) ……………………… (234)
6.2.4 EPROM集成晶片簡介……………………………………… (237)
6.3 隨機存儲器……………………………………………………… (238)
6.3.1 靜態隨機存儲器…………………………………………… (239)
6.3.2 動態隨機存儲器…………………………………………… (242)
6.4 存儲器的套用…………………………………………………… (248)
6.4.1 函式運算表電路…………………………………………… (248)
6.4.2 實現任意組合邏輯函式……………………………………… (251)
6.5 自學材料………………………………………………………… (255)
6.5.1 順序存取存儲器(SAM)……………………………………… (255)
6.5.2 存儲器的VHDL語言描述…………………………………… (258)
本章小結……………………………………………………………… (261)
習 題………………………………………………………………… (262)
第7章
數字系統的分析與設計………………………………………… (264)
7.1 概述……………………………………………………………… (264)
7.2 數字系統的擴展………………………………………………… (264)
7.2.1 中規模集成組合邏輯電路的功能擴展………………………… (265)
7.2.2 中規模集成時序邏輯電路的功能擴展………………………… (267)
7.2.3 存儲器容量的擴展………………………………………… (270)
7.3 數字系統的分析………………………………………………… (272)
7.4 數字系統的設計………………………………………………… (278)
7.5 自學材料:VHDL在數字系統分析與設計中的套用………… (281)
7.5.1 鍵盤編碼器的分析………………………………………… (281)
7.5.2 數字時鐘電路的設計………………………………………… (285)
7.5.3 簡易交通信號燈控制電路的設計…………………………… (300)
本章小結……………………………………………………………… (307)
習 題………………………………………………………………… (308)
第8章
可程式邏輯器件………………………………………………… (312)
8.1 概 述…………………………………………………………… (312)
8.2 現場可程式邏輯陣列(FPLA) ………………………………… (315)
8.3 可程式陣列邏輯(PAL)………………………………………… (317)
8.3.1 PAL器件的基本結構………………………………………… (317)
8.3.2 PAL器件的類型…………………………………………… (318)
8.3.3 PAL器件的套用實例………………………………………… (319)
8.4 通用陣列邏輯(GAL)…………………………………………… (320)
8.4.1 GAL器件的基本結構………………………………………… (323)
8.4.2 GAL的行地址映射圖………………………………………… (328)
8.5 自學材料………………………………………………………… (330)
8.5.1 高密度可程式邏輯器件(HDPLD) …………………………… (330)
8.5.2 可程式邏輯器件的開發與編程……………………………… (341)
本章小結……………………………………………………………… (345)
習 題………………………………………………………………… (346)
第9章
脈衝波形的產生與整形………………………………………… (349)
9.1 概述……………………………………………………………… (349)
9.2 施密特觸發器…………………………………………………… (350)
9.2.1 用門電路組成的施密特觸發器……………………………… (350)
9.2.2 施密特觸發器的套用………………………………………… (353)
9.3 單穩態觸發器…………………………………………………… (355)
9.3.1 微分型單穩態觸發器………………………………………… (355)
9.3.2 積分型單穩態觸發器………………………………………… (357)
9.4 多諧振盪器……………………………………………………… (359)
9.4.1 對稱式多諧振盪器………………………………………… (359)
9.4.2 石英晶體多諧振盪器………………………………………… (362)
9.5 555定時器及其套用…………………………………………… (364)
9.5.1 555定時器的電路結構與功能……………………………… (364)
9.5.2 555定時器構成的施密特觸發器……………………………… (366)
9.5.3 555定時器構成的單穩態觸發器……………………………… (367)
9.5.4 555定時器構成的多諧振盪器……………………………… (368)
9.6 自學材料………………………………………………………… (371)
9.6.1 集成施密特觸發器………………………………………… (371)
9.6.2 集成單穩態觸發器………………………………………… (375)
9.6.3 壓控振盪器………………………………………………… (379)
本章小結……………………………………………………………… (384)
習 題………………………………………………………………… (384)
第10章
數模與模數轉換………………………………………………… (388)
10.1 概述…………………………………………………………… (388)
10.1.1 ADC與DAC的套用………………………………………… (388)
10.1.2 ADC與DAC的性能指標…………………………………… (389)
10.1.3 ADC與DAC的分類………………………………………… (390)
10.2 數模轉換器(DAC) …………………………………………… (390)
10.2.1 數模轉換原理與一般組成………………………………… (390)
10.2.2 權電阻網路DAC…………………………………………… (391)
10.2.3 R-2R倒T形電阻網路DAC ……………………………… (394)
10.2.4 DAC的轉換精度與轉換速度………………………………… (397)
10.3 模數轉換器(ADC) …………………………………………… (399)
10.3.1 模數轉換基本原理………………………………………… (399)
10.3.2 並聯比較型ADC…………………………………………… (403)
10.3.3 逐次逼近型ADC…………………………………………… (405)
10.3.4 雙積分型ADC …………………………………………… (407)
10.3.5 ADC的轉換精度和轉換速度………………………………… (411)
10.4 自學材料……………………………………………………… (412)
10.4.1 集成DAC ………………………………………………… (412)
10.4.2 集成ADC ………………………………………………… (417)
本章小結……………………………………………………………… (423)
習 題………………………………………………………………… (423)
參考文獻
…………………………………………………………………… (428)