數(shù)字邏輯與數(shù)字電路

前言

數(shù)字電子技術(shù)是目前發(fā)展最為迅速的技術(shù)之一，從計(jì)算機(jī)到通信、廣播、電視、醫(yī)療儀器和航空航天，幾乎所有領(lǐng)域都在應(yīng)用數(shù)字電子技術(shù)。隨著數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字集成電路經(jīng)歷了從分立元件、小規(guī)模、中規(guī)模、大規(guī)模到超大規(guī)模的發(fā)展。隨著集成電路的密度不斷提高，功能日益復(fù)雜，新型器件的相繼誕生，相應(yīng)的數(shù)字設(shè)計(jì)方法也在不斷地演變和發(fā)展，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法已不能完全適應(yīng)器件的發(fā)展。鑒于上述情況，本書(shū)在保持?jǐn)?shù)字電子技術(shù)理論體系的基礎(chǔ)上，不僅介紹了用小規(guī)模數(shù)字集成電路為基礎(chǔ)的數(shù)字電路和邏輯設(shè)計(jì)技術(shù)，還重點(diǎn)介紹了中、大規(guī)模數(shù)字集成電路和可編程邏輯器件。在本書(shū)的編寫(xiě)過(guò)程中，我們總結(jié)了多年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)了基礎(chǔ)理論和基本概念的論述，同時(shí)，也強(qiáng)調(diào)了現(xiàn)代電子技術(shù)的基本方法及其工程應(yīng)用，使讀者能更好地適應(yīng)實(shí)際工作的需要。在內(nèi)容的安排上，注意貫徹從實(shí)際出發(fā)，由淺入深、由特殊到一般、從感性上升到理性等原則。文字?jǐn)⑹霰M量做到通俗易懂，邏輯性強(qiáng)。同時(shí)，每章末都附有一定數(shù)量的習(xí)題，幫助讀者加深對(duì)本書(shū)內(nèi)容的理解。本書(shū)編寫(xiě)安排為：第2、4～6、8章由高晶敏、柴海莉編寫(xiě)，第7章由高晶敏、陳福彬編寫(xiě)，第1、3章由張金龍編寫(xiě)。北京信息科技大學(xué)李鄧化教授在百忙之中審閱了全書(shū)，并對(duì)本書(shū)的編寫(xiě)提出了寶貴的意見(jiàn)，在此表示感謝。本書(shū)由北京市屬市管高等學(xué)校人才強(qiáng)教計(jì)劃資助項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：PHR200907124）資助。本書(shū)的編寫(xiě)工作還得到了北京信息科技大學(xué)教學(xué)改革基金的支持，并且在編寫(xiě)過(guò)程中還得到了北京信息科技大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心全體教師的幫助，在此謹(jǐn)向他們表示衷心的感謝。由于編者水平有限，書(shū)中難免存在不妥之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

本書(shū)在數(shù)字電子技術(shù)理論體系基礎(chǔ)上，介紹了小規(guī)模數(shù)字集成電路的邏輯設(shè)計(jì)技術(shù)，并重點(diǎn)介紹了中、大規(guī)模數(shù)字集成電路和可編程邏輯器件。全書(shū)共分8章，包括數(shù)字邏輯基礎(chǔ)、門(mén)電路、組合邏輯電路、觸發(fā)器、時(shí)序邏輯電路、脈沖波形的產(chǎn)生和整形、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器和可編程邏輯器件、D／A和A／D轉(zhuǎn)換器。每章后還配有適量習(xí)題。    本書(shū)可作為高等學(xué)校電氣信息類(lèi)各專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課教材，也可供從事電子技術(shù)工作的工程技術(shù)人員參考。

書(shū)籍目錄

前言第1章  數(shù)字邏輯基礎(chǔ)  1.1  數(shù)字信號(hào)與數(shù)字電路  1.2  數(shù)制和碼制    1.2.1  數(shù)制    1.2.2  數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換    1.2.3  二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算    1.2.4  二進(jìn)制編碼  1.3  邏輯代數(shù)基礎(chǔ)    1.3.1  邏輯代數(shù)中的基本運(yùn)算    1.3.2  邏輯代數(shù)的基本公式和常用公式    1.3.3  邏輯代數(shù)的三個(gè)基本定理  1.4  邏輯函數(shù)及其表示方法    1.4.1  邏輯函數(shù)    1.4.2  邏輯函數(shù)的表示方法    1.4.3  邏輯函數(shù)的兩種標(biāo)準(zhǔn)形式    1.4.4  邏輯函數(shù)形式的變換  1.5  邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)    1.5.1  公式化簡(jiǎn)法    1.5.2  卡諾圖化簡(jiǎn)法  習(xí)題第2章  門(mén)電路  2.1  半導(dǎo)體二極管門(mén)電路    2.1.1  半導(dǎo)體二極管的開(kāi)關(guān)特性    2.1.2  二極管與門(mén)    2.1.3  一極管或門(mén)  2.2  TTL門(mén)電路    2.2.1  雙極型三極管的開(kāi)關(guān)特性    2.2.2  TTL反相器    2.2.3  其他邏輯功能的TTL門(mén)電路    2.2.4  其他類(lèi)型的TTL門(mén)電路  2.3  CMOS門(mén)電路    2.3.1  MOS管的開(kāi)關(guān)特性    2.3.2  CMOS反相器    2.3.3  其他邏輯功能的CMOS門(mén)電路    2.3.4  其他類(lèi)型的CMOS門(mén)電路    2.3.5  CMOS電路的正確使用  2.4  TTL電路與CMOS電路的連接  習(xí)題第3章  組合邏輯電路  3.1  組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)    3.1.1  組合邏輯電路的特點(diǎn)    3.1.2  組合邏輯電路的分析方法    3.1.3  組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法  3.2  常用的組合邏輯功能器件    3.2.1  編碼器    3.2.2  譯碼器    3.2.3  數(shù)據(jù)選擇器    3.2.4  加法器    3.2.5  數(shù)值比較器  3.3  組合邏輯電路中的競(jìng)爭(zhēng)-冒險(xiǎn)現(xiàn)象    3.3.1  競(jìng)爭(zhēng)-冒險(xiǎn)現(xiàn)象及其成因    3.3.2  消除競(jìng)爭(zhēng)-冒險(xiǎn)現(xiàn)象的方法  習(xí)題第4章  觸發(fā)器  4.1  觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)與動(dòng)作特點(diǎn)    4.1.1  RS鎖存器    4.1.2  電平觸發(fā)的觸發(fā)器    4.1.3  脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器    4.1.4  邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器  4.2  觸發(fā)器的邏輯功能和描述方法    4.2.1  觸發(fā)器邏輯功能的分類(lèi)    4.2.2  觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和邏輯功能、觸發(fā)方式的關(guān)系  習(xí)題第5章  時(shí)序邏輯電路  5.1  概述    5.1.1  時(shí)序邏輯電路的特點(diǎn)    5.1.2  時(shí)序邏輯電路的分類(lèi)    5.1.3  時(shí)序邏輯電路的描述方法  5.2  時(shí)序邏輯電路的分析方法    5.2.1  同步時(shí)序邏輯電路的分析方法    5.2.2  異步時(shí)序邏輯電路的分析方法  5.3  常用的時(shí)序邏輯電路    5.3.1  寄存器和移位寄存器    5.3.2  計(jì)數(shù)器    5.3.3  序列信號(hào)發(fā)生器    5.3.4  順序脈沖發(fā)生器  5.4  同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法    5.4.1    同步時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)的一般步驟    5.4.2  同步時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)舉例  習(xí)題第6章  脈沖波形的產(chǎn)生和整形  6.1  概述    6.2  脈沖波形產(chǎn)生器和整形電路    6.2.1  施密特觸發(fā)器    6.2.2  單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器    6.2.3  多諧振蕩器  6.3  集成555定時(shí)器及其應(yīng)用    6.3.1  集成555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)和功能    6.3.2  集成555定時(shí)器的應(yīng)用  習(xí)題第7章  半導(dǎo)體存儲(chǔ)器和可編程邏輯器件  7.1  概述    7.2  ROM    7.2.1  掩模ROM    7.2.2  PROM    7.2.3  EPROM    7.2.4  用ROM存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)  7.3  RAM    7.3.1  SRAM    7.3.2  DRAM    7.3.3  RAM存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展  7.4  PLD    7.4.1  PLD的基本電路結(jié)構(gòu)和電路表示方法    7.4.2  PAL    7.4.3  GAL  7.5  CPLD和FPGA    7.5.1  CPLD的結(jié)構(gòu)    7.5.2  FPGA的基本結(jié)構(gòu)    7.5.3  PLD的開(kāi)發(fā)    7.5.4  HDL  習(xí)題第8章  D/A和A/D轉(zhuǎn)換器  8.1  概述  8.2  D/A轉(zhuǎn)換器    8.2.1  權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器    8.2.2  倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器    8.2.3  D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)參數(shù)  8.3  A/D轉(zhuǎn)換器    8.3.1  A/D轉(zhuǎn)換的工作過(guò)程    8.3.2  并行比較型A/D轉(zhuǎn)換器    8.3.3  逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器    8.3.4  雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器    8.3.5  A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)參數(shù)  習(xí)題參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 數(shù)字邏輯基礎(chǔ)1.1 數(shù)字信號(hào)與數(shù)字電路自然界中的物理量就其變化規(guī)律而言，不外乎以下兩大類(lèi)。（1）在時(shí)間上和數(shù)量上都是離散的，其數(shù)值的變化都是某一個(gè)最小數(shù)量單位的整數(shù)倍，這一類(lèi)物理量稱(chēng)為數(shù)字量，把表示數(shù)字量的信號(hào)稱(chēng)為數(shù)字信號(hào)，并把工作在數(shù)字信號(hào)下的電子電路稱(chēng)為數(shù)字電路。（2）在時(shí)間上或在數(shù)值上是連續(xù)的，這一類(lèi)物理量稱(chēng)為模擬量，把表示模擬量的信號(hào)稱(chēng)為模擬信號(hào)，并把工作在模擬信號(hào)下的電子電路稱(chēng)為模擬電路。1.2 數(shù)制和碼制1.2.1 數(shù)制數(shù)字信號(hào)通常以數(shù)碼形式給出。不同的數(shù)碼可以用來(lái)表示數(shù)量的大小。用數(shù)碼表示數(shù)量大小時(shí)，經(jīng)常需要用進(jìn)位計(jì)數(shù)制的方法組成多位數(shù)碼使用。多位數(shù)碼中，每一位的構(gòu)成方法及從低位到高位的進(jìn)位規(guī)則稱(chēng)為數(shù)制。經(jīng)常使用的計(jì)數(shù)制除了十進(jìn)制以外，還有二進(jìn)制和十六進(jìn)制，有時(shí)也用到八進(jìn)制。

編輯推薦

數(shù)字電子技術(shù)是目前發(fā)展最為迅速的技術(shù)之一，從計(jì)算機(jī)到通信、廣播、電視、醫(yī)療儀器和航空航天，幾乎所有領(lǐng)域都在應(yīng)用數(shù)字電子技術(shù)。隨著集成電路的密度不斷提高，功能日益復(fù)雜，新型器件的相繼誕生，相應(yīng)的數(shù)字設(shè)計(jì)方法也在不斷地演變和發(fā)展，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法已不能完全適應(yīng)器件的發(fā)展。鑒于上述情況，高晶敏、柴海莉、張金龍編著的《數(shù)字邏輯與數(shù)字電路》在保持?jǐn)?shù)字電子技術(shù)理論體系的基礎(chǔ)上，不僅介紹了用小規(guī)模數(shù)字集成電路為基礎(chǔ)的數(shù)字電路和邏輯設(shè)計(jì)技術(shù)，還重點(diǎn)介紹了中、大規(guī)模數(shù)字集成電路和可編程邏輯器件。

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