數字電路設計實用手冊

《數字電路設計實用手冊》是2003年電子工業出版社出版的圖書，作者是荀殿棟。

基本介紹

• 書名：數字電路設計實用手冊
• 作者：荀殿棟
• ISBN：7505386786
• 頁數：806
• 出版社：電子工業出版社
• 出版時間：2003年7月
• 開本：16開
• 叢書名：數字電路與數字系統設計工具書

內容簡介

本書以數字系統的設計方法為主線，以數字積體電路組件特性及其套用、可程式邏輯器件及其套用，以及實用數字電路設計為主要內容，全面地闡述了在數字系統設計領域中常用的SSI、MSI、LSI和PLD組件的性能，介紹了出前常用的大規模可程式邏輯器件CPLD和FPGA的某本原理及其設計方法。並提供了各種常用組件的選擇資料和主要套用，系統地討論了數字電路的設計方法，給出了數百種基本套用電路實例，詳細地闡述了這些套用電路的基本原理。讀者既可以直接套用，也可以這些電路為參考設計出自己需要的電路和系統。

本書理論與實際相結合，內容全面、系統和新穎，特別注重實用性。本書可供高等學校工科電子工程類、信息工程類、電子技術類、電氣工程類及機電工程類專業作為教學參考書，有關了程技術人員作為學習數字系統設計的參考書，同時也可作為大學生電子設計競賽的培訓教材及參考書

目錄

第一篇 數字積體電路組件特性及其套用

用數位訊號完成對數字量進行算術運算和邏輯運算的電路稱為數字電路，或數字系統。由於它具有邏輯運算和邏輯處理功能，所以又稱數字邏輯電路。現代的數字電路由半導體工藝製成的若干數字集成器件構造而成。邏輯門是數字邏輯電路的基本單元。存儲器是用來存儲二值數據的數字電路。從整體上看，數字電路可以分為組合邏輯電路和時序邏輯電路兩大類。

第1章 ssi邏輯電路

1．1 邏輯系列的類刑

1．1．1 ttl工藝

集電極開路門，即OC門，是一種能夠實現線邏輯的電路。OC與非門電路的特點是將原TTL與非門電路中的VT3管（見圖1）集電極開路，並取消集成電極電阻。所以，使用OC門時，為保證電路正常工作，必須外接一隻RL電阻與電源VCC相連，稱為上拉電阻，如圖2(a)所示。

1．1．2 cmos工藝

1．1．3 ecl工藝

1． 2邏輯系列的特性

1．2．1 典刑門結構

1．2．2 電壓傳輸特性

1．2．3 速度或傳輸延遲

1．2．4 功耗

1．2．5 抗擾度

1．2．6 載入

1．3 手冊的查閱

1．3．1 絕對最人頒定值

1．3．2 電特性

1．4 邏輯門

邏輯門（Logic Gates)是在積體電路(Integrated Circuit)上的基本組件。簡單的邏輯門可由電晶體組成。這些電晶體的組合可以使代表兩種信號的高低電平在通過它們之後產生高電平或者低電平的信號。高、低電平可以分別代表邏輯上的“真”與“假”或二進制當中的1和0，從而實現邏輯運算。常見的邏輯門包括“與”門，“或”門，“非”門，“異或”門(Exclusive OR gate)（也稱：互斥或）等等。邏輯門可以組合使用實現更為複雜的邏輯運算。

1．4．1 與門

1．4．2 與非門

1．4．3 或門

.1．4．4 或非門

1．4．5 異或門

1．4．6 同門

1．4．7 非門

1．4．8 與或門

1. 4. 9 與或非門

1．5 ssi門

1．5．1 三態門與oc門

1．5．2 ssi門綜述

1．6 鎖存器和觸發器

1．6．1 d觸發器

1．6．2 jk觸發器

1．6．3 ssi觸發器綜述

1．7 單穩態觸發器

1．7．1 非重複觸發器

1．7．2 重複觸發器

1．8 專用電路

1．8．1 施密特觸發器

1．8．2 傳輸線驅動器

1．8．3 電平移位器

1．9 定時關係、扇入和扇出

1．9．1 定時大系研究

1．9．2 扇入、扇出限制

1．10 利用ssi組件的設計

1．10．1 設計過程

1．10．2 組合電路設計舉例

1．10．3 時序電路設計舉例

1．11 器件選擇表

第2章 msi邏輯電路

2．1 引言

2．1．1 msi的歷史

2．1．2 msi工藝

2．1．3 命名和符號

2．1．4 msi特點

2．2 組合器件

2．2．1 數據選擇器

2．2．2 解碼器

2．2．3 編碼器

2．2．4 運算器

2．3 時序電路

2．3．1 鎖存器

2．3．2 暫存器

2．3．3 計數器

2．4 用msi組件的設計

2．4．1 一般系統設計準則

2．4．2 簡單可程式邏輯控制器的設計

2．4．3 用msi組件的探試法設計

2．5 msi選擇表

第3章 lsi邏輯電路

3．1 引言

3．2 以rom為基礎的邏輯電路設計

3．2．1 多位二進制加法器的實現

3．2．2 時標序列發生器

3．2．3 宇符發生器

3．2．4 8位乘法器

3．2．5 rom的主要套用及其優點

3．3 以ram為基礎的邏輯電路設計

3．3．1 ram組件介紹

3．3．2 以ram為基礎的設計

3．4 可程式邏輯器件

第4章 定時器電路

4．1 引言

4．2 積體電路定時器的基本工作原理

4．2．1 指數上升劃定時器電路

4．2．2 線性上升劃定時器電路

4．2．3 單循環定時器的性能極限

4．2．4 定時器/計數器電路

4．3 555定時器組件

4．3．1 內部結構和分析

4．3．2 單穩態作方式

4．3．3 無穩態工作方式

4．4 其他單循環定時器

4．4．1 320線性上升型定時器

4．4．2 通用322/3905精確單穩態定時器

4．4．3 556雙定時器

4．4．4 四定時器（ne558/ne559）

4．4．5 355工業定時器

4．5 微功耗定時器組件

4．5．1 7555/7556cmos定時器

4．5．2 l555/l556低功耗定時器

4．6 定時器/計數器組件

4．6．1 2240二進制可程式定時器/計數器組件

4．6．2 另外一些可程式定時器/計數器組件

4．6．3 2242固定定時器/計數器組件

4．7 定時器的套用

4．7．1 事件定時、延時

4．7．2 單穩態定時器的設計

4. 7．3 抗噪聲強的單穩態定時器

4. 7．4 低功耗單穩態定時器

4．7．5 長延時定時器

4．7．6 時序定時器設計

4．7．7 可程式定時器

4．8 脈衝產生和整形套用

4．8．1 脈衝分頻與展寬

4．8．2 脈寬調製

4．9 振盪器或時鐘發生器

4．9．1 555型振盪器

4．9．2 低功耗時鐘振盪器

4．9．3 10 khz方波振盪器

4．9．4 超低頻時鐘振盪器、二進制數據偽隨機模式產生器

4．10 掃描信號發生器

4．11 階梯波信號發生器

第二篇 可程式邏輯器件及其套用

第5章 可程式邏輯器件基礎

5．1 可程式邏輯器件的基本分類

5．1．1 可程式邏輯器件的集成度分類

5．1．2 可程式邏輯器件的其他分類

5．2 可程式邏輯器件的基本結構

5．2．1 pld電路的表示方法及有大符號

5．2．2 與-或陣列

5．2．3 宏單元

5．3 可程式邏輯器件的基本資源

5．3．1 功能單元

5．3．2 輸入-輸出焊盤

5．3．3 布線資源

5．3．4 片內 ram

5．4 可程式邏輯器件的編程元件

5．4．1 熔絲型開關

5．4．2 反熔絲型開關

5．4．3 浮柵編程元件

5．4．4 基於sram的編程元件

5．5 可程式邏輯器件的測試技術

5．5．1 邊界掃描測試法概述

5．5．2 jtag邊界掃描暫存器

5．5．3 jtag bst的操作控制

5．6 可程式邏輯器件的設計開發

5．6．1 可程式邏輯器件的設計流程

5．6．2 可程式邏輯器件的開發環境

5．7 可程式邏輯器件的硬什描述語言

5．7．1 abel－hdl

5．7．2 verilog hdl

5．7．3 vhdl

5. 7. 4 verilog hdl和vhdl的比較

第6章 大規模可程式邏輯器件cpld/fpga

6．1 lattice公司的可程式邏輯器件

6. 1. 1 isplsi系列器件簡介

6. 1. 2 isplsi1000系列器件

6. 1. 3 isplsi 5000 v系列器件

6．1．4 lattice在系統可程式器件的設計與編程

6．2 altera公司的可程式邏輯器件

6. 2. 1 altera公司的產品簡介

6．2．2 max7000系列的結構特點

6．2．3 flex 10k系列的結構特點

6．2．4 altera公司晶片的設計流程

6．3 xilinx公司的可程式邏輯器件

6．3．1 xilinx公司產品簡介

6．3．2 xc9500系列cpld器件

6．3．3 spartan系列fpga器件

6．3．4 xlinx可程式邏輯器件的設計

第7章 可程式邏輯器件的設計實例

7．1 可程式邏輯器件在數字系統中的套用

7．1．1 2位十進制數字頻率計設計

7．1．2 正負脈寬數控調製信號發生器

7．1．3 數字跑表

7．1．4 樂曲演奏電路

7．1．5 8位移位相加硬體乘法器

7．1．6 十字路口紅綠燈交通信號系統

7．1．7 桌球遊戲電路

7．2 可程式邏輯器件在通信中的套用

7．2．1 循環冗餘編解碼器

7．2．2 4dpsk信號產生系統

7．2．3 高速數字相關器

7．3 可程式邏輯器件在數位訊號處理中的套用

7．3．1 快速加法器

7．3．2 快速乘法器

7．3．3 圖像解碼中idct變換的實現

7．4 可程式邏輯器件在微機系統中的套用

7．4．1 先進先出佇列（fifo）

7．4．2 mcs－51單片機與cpld 接口邏輯

7．4．3 高速a/d採樣控制

第三篇 實用數字電路設計

第8章 鍵盤電路

8．1 16個鍵的鍵盤與 8080/8085微處理器的接口

8．1．1 8212入/出接cpld 接口邏輯

7．4．3 高速a/d採樣控制

第三篇 實用數字電路設計

第8章 鍵盤電路

8．1 16個鍵的鍵盤與 8080/8085微處理器的接口

8．1．1 8212入/出接cpld 接口邏輯

7．4．3 高速a/d採樣控制

第三篇 實用數字電路設計

第8章 鍵盤電路

8．1 16個鍵的鍵盤與8080/8085微處理器的接口

8．1．1 8212入/出接口介紹

8．1．2 按口介紹

8．1．2 按口介紹

8．1．2 按口電路

8．1．3 軟體

8．2 x－y開關陣列

8．3 bcd拇指旋轉開關與微處理器的接口

8．4 標準十六個按鈕鍵盤編碼器

8．5 消抖動的鍵盤編碼器

8．6 十八個鍵7位鍵盤編碼器

8．7 ascii編碼器的掃描編碼電路

8．8 通用鍵盤編碼器

8．9 90個鍵四種方式的鍵盤編碼器

8．10 簡單的十六鍵掃描編碼器

8．11 2*8鍵陣列編碼器

8．12 8*8鍵陣列編碼器

8．13 鍵盤編碼器組件

第9章 控制器

9．1 算法模型設計方法

9．1．1 算法模型綜述

9．1．2 語言

9．1．3 數據於系統和控制器

9．2 訊息顯示系統控制器

9．2．1 引言

9．2．2 控制器的硬體實現

9．2．3 rom實現

9．3 堆疊處理器控制器的微程式實現

9．3．1 引言

9．3．2 數據處理於系統

9．3．3 控制於系統的微程式實現

9．4 先入先出的（fifo）存儲器

9．4．1 引言

9．4．2 數據於系統

9．4．3 控制於系統

第10章 顯示電路

10．1 直接驅動液品顯示電路

10．2 5位數螢光二極體顯示

10．3 3 1/2位數多路場效應液晶顯示電路

10．4 6位數螢光三極體顯示

10．5 5位數發光二極體顯示

10．6 多路發光二極體驅動器

10．7 8位多路發光二極體驅動電路

10．8 8位數多路發光二極體顯示

10．9 計算器用6位數多路發光二極體顯示

10．10 6位數四功能計算器顯示

10．11 6位數計算器顯示

10. 12 4位多路發光二極體顯示電路

10．13 64個字母、數字元號顯示的驅動電路

10．14 12位數ttl多路氣體放電顯示

10．15 12位數多路氣體放電顯示

10．16 7位數多路氣體放電顯示

10．17 4位數白熾燈顯示

10．18 陰極射線示波器四通道轉接器

10．19 tsc7211am/tsc7212am顯示驅動器與微處理器的接口

10．19．1 與微處理器的接口輸入

10．19．2 微處理器匯流排接口

10．20 tsc7211am與液晶顯示器的接口

10．21 31/2位數多路bcd輸出的模擬數字轉換器與發光二極體點陣的接口

10．22 利用tsc9404實現兩位數串入的發光二極體顯示

10．23 tsc700a與tsc14433 adc接口，驅動3 1/2位發光二極體顯示

10．24 隨機數產生及其顯示

10．25 時、分顯示電路

10．26 微處理器與顯示電路的接口

10．27 顯示驅動器及顯示電路設計實例

10．27．1 vled顯示

10．27．2 真空螢光顯示（vf）

16．27．3 ac等離子顯示

10．27．4 dc等離子顯示

10．28 器件選擇表

第11章 信號產生電路

11．1 由門電路組成的單脈衝發生器

11．2 由觸發器組成的單脈衝發生器

11．3 由專用晶片構成的單脈衝發生器

11．4 選通脈衝申發生器

11．5 短脈衝序列發生器

11．6 兩種基本類型的序列發生器

11．7 8/16位串列碼發生器

11．8 串列數據的偶校驗碼發生器

11．9 偽隨機序列發生器

11．10 通州偽隨機序列發生器

11．11 串列bcd碼發生器

11．12 巴克碼序列發生器

11．13 rom控制的時序發生器

11．14 可程式脈衝串發生器

11．15 可數控脈寬的脈衝發生器

11．16 採用頻率合成法的脈衝信號源

11．17 用555定時器構成的多種波形發生器

11．18 由8038構成的多種波形發生器

第12章 信號檢測電路

12．1 時序鑑別器

12．2 用中規模組件實現的序列檢測器

12．3 8路邏輯檢測電路

12．4 典刑的8位奇偶校驗系統

12．5 漢明校驗系統

12．6 第一信號鑑別山路

12．7 數字最人值檢出電路

12．8 cmos邏輯探頭電路

12．9 ttl邏輯探頭電路

12．10 音響式邏輯探頭電路

12．11 尖脈衝檢測器

12．12 高頻脈衝檢測器

12．13 漏時鐘檢測電路

12．14 低速率噪聲檢測器

12．15 脈衝邊沿檢出電路

12．16 簡單的脈衝寬度鑑別器

12．17 頻率檢測電路

12．18 頻率檢出電路

12．19 寬頻帶頻率/相位比較器

12．20 相位同步檢測器

12．21 相序檢測器

12．22 交流電源掉電檢測器

12．23 物體運動方向檢測電路

第13章 振盪器與時鐘電路

13．1 帶rc延遲的ttl環形振盪器

13．2 由ttl非門組成的簡單振盪器

13．3 由ttl門電路組成的晶體振盪器

13．4 由cmos非門構成的簡單振盪器

13．5 cmos門電路組成的晶體振盪器

13．6 ecl或/或非門組成的rc振盪器

13．7 ecl門電路組成的高頻晶體振盪器

13．8 採用施密特觸發器的多諧振盪器

13．9 d觸發器組成的rc振盪器

13．10 單穩態觸發器級聯組成的振盪器

13．11 單穩電路組成的頻率和占空比獨立可調振盪器

13．12 占空比受啟動脈黨控制的振盪器

13．13 555定時器組成的基本振盪器

13．14 555定時器組成的數控頻率式振盪器

13．15 程控頻率和占空比的555振盪器

13．16 由cd4007和cd4046構成的壓控振盪器

13．17 用cd4060構成的多頻輸出振盪器

13．18 能與基準頻率快速同步的壓控振盪器

13．19 二相無重疊時鐘電路

13．20 由基準時鐘產生三相時鐘的電路(一）

13．21 由基準時鐘產生二相時鐘的電路（二）

13．22 多路時序產生電路

13．23 由移位暫存器構成的時序脈衝發生器

13．24 占空比可變的多路時鐘發生器

13．25 混合式多路時鐘發生器

13．26 採用cmos通用晶片的標準秒時鐘電路

13．27 採用專用晶片的標準秒時鐘電路

13．28 由mc14440構成的液晶顯示手錶電路

第14章 模/數和數/模變換電路

14．1 具有啟停控制功能的a/d變換電路

14．2 用mc14433構成的3 1/2上位數字電壓表

14．3 使用mc14433構成的八通道數據採集系統

14．4 用add3701構成的3 3/4位dvm/dpm電路

14．5 用4 1/2 位a/d變換器icl7135構成的數字式電壓表

14．6 4 1/2 位a/d變換器icl7135與8031單片機的接口電路

14．7 用icl7135構成的二進制浮點數a/d變換電路

14．8 8位a/d變換器adc0809與微機的接口

14．9 具有自適應功能的a/d電路

14．10 使用adc0820構成的高速a/d變換電路

14．44 高速a/d變換器ad7574與微機的接口

14．12 波形存儲器中的高速a/d電路

14．13 ad7571與微機的按口電路

14．14 12位高速a/d變換器ad 7572與微機的接口電路

14．15 12位a/d變換器adc1210與微機的接口電路

14．16 7109型12位a/d變換器的套用電路

14．17 12位變頻式逐次逼近a/d變換電路

14．18 12位高速a/d變換電路

14．19 14位高速a/d變換器adc1130的套用電路

14．20 14位高速雙極性 a/d變換電路

14．21 mm5330構成的a/d變換電路

14．22 16位a/d變換器adc1143與微機的接口電路

14．23 解析度擴展型a/d變換電路

14．24 dac0830系列8位d/a變換器的套用電路

14．24．1 電壓輸出d/a變換電路

14．24．2 程控增益放大器

14．24．3 程控電流源

14．24．4 與微機的接口電路

14．24．5 8路共享d/a變換電路

14．25 8位d/a變換器ad7523的套用電路

14．25．1 電壓輸出d/a變換電路

14．25．2 程控增益放大器

14．25．3 程控冪函式產生器

14．25．4 與微機的接口電路

14．26 dac1020系列10位d/a變換器的套用電路

14．26．1 單極性電壓輸出d/a變換電路

14．26．2 乘法器電路

14．26．3 程控增益放大器

14．27 10位雙緩衝d/a變換器ad7522的套用電路

14．27．1 雙極性d/a變換電路

14．27．2 ad7522的併入數據控制電路

14．28 dac1208系列12位d/a變換器的套用電路

14．28．1 電壓輸出d/a變換電路

14．28．2 採用複合放大器的快速d/a變換電路

14．28．3 高壓功率型d/a變換電路

14．28．4 程控階梯波發生器

14．28．5 與微機的接口電路

14．29 12位串入d/a變換器ad7543的套用電路

14．29．1 電壓輸出dia變換電路

14．29．2 與微機的接口電路

14．30 12位cmos d/a變換器 ad7545的套用電路

14．30．1 電壓輸出d/a變換電路

14．30．2 與微機的接口電路

14．31 12位高速d/a變換器ad565a的套用電路

14．31．1 電壓輸出d/a變換電路

14．31．2 與微機的接口電路

14．32 12位d/a變換器dac－12的套用電路

14．32．1 單極性電壓輸出d/a變換電路

14．32．2 雙極性電壓輸出d/a變換電路

14．33 3 1/2位十進制數 bcd碼 d/a變換器 ad7525的套用電路

14．33．1 程控增益放大器

14．33．2 開關型電壓分配器

14．33．3 精密電阻測量電路

14．34 16位擴展型d/a變換電路

第15章 碼變換電路

15．1 8421bcd碼/餘3碼變換電路

15．2 餘3碼/8421bcd碼變換電路

15．3 8421bcd碼/5421bcd碼變換電路

15．4 5421bcd碼/8421bcd碼變換電路

15．5 8421bcd碼/2421bcd碼變換電路

15．6 2421bcd碼/8421bcd碼變換電路

15．7 8421bcd碼/14221bcd碼變換電路

15．8 4221bcd碼/8421bcd碼變換電路

15．9 8421bcd碼/5121bcd碼變換電路

15．10 5121bcd碼/8421bcd碼變換電路

15．11 8421bcd碼/餘3循環碼變換電路

15．12 餘3循環碼/8421bcd碼變換電路

15．13 5421bcd碼/餘3碼變換電路

15．14 餘3碼/5421bcd碼變換電路

15．15 十六進制數/ascii碼變換電路

15．16 ascll碼/十六進制數變換電路

15．17 一片74184構成的bcd碼/6位二進制數變換電路

15．18 一片7483加法器構成的bcd碼16位二進制數變換電路

15．19 2位十進制數bcd碼/7位二進制數變換電路

15．20 3位十進制數bcd碼/10位二進制數變換電路

15．21 4位十進制數bcd碼/14位二進制數變換電路

15．22 4位二進制數/bcd碼變換電路

15．23 6位二進制數/bcd碼變換電路

15．24 8位二進制數/bcd碼變換電路

15．25 9位二進制數/bcd碼變換電路

15．26 12位二進制數/bcd碼變換電路

15．27 16位二進制數/bcd碼變換電路

15．28 利用sn745485組成的多位二時制數/bcd碼變換電路

15．29 格雷碼/二進制數變換電路

15．30 7位串列碼/並行碼變換電路

15．31 8位申行碼/並行碼變換電路

15．32 16位串列碼/並行碼變換電路

15．33 7位並行碼/串列碼變換電路

15．34 8位並行碼/串列碼變換電路

15．35 16位並行碼/串列碼變換屯路

15．36 單極性不歸零碼/單極性歸零碼變換電路

15．37 單極性不歸零絕對碼/相對碼變換電路

附錄a ttl器件國內外同類產品型號對照表

附錄b cmos積體電路國內、外同類產品型號對照表

參考文獻