數(shù)字電路與邏輯設(shè)計

內(nèi)容概要

本書是普通高等教育“十五”國家級規(guī)劃教材。    全書對數(shù)字電路與數(shù)字邏輯課程內(nèi)容進行了整合優(yōu)化，從應用角度出發(fā)介紹了數(shù)字電路的基本知識、邏輯分析與設(shè)計的基本方法及中大規(guī)模集成電路的應用。    本書主要內(nèi)容包括：邏輯代數(shù)基礎(chǔ)、集成邏輯門電路、組合邏輯電路、集成觸發(fā)器、時序邏輯電路、脈沖波形的產(chǎn)生和整形、數(shù)模及模數(shù)轉(zhuǎn)換器、大規(guī)模集成電路。附錄部分的實驗和實踐環(huán)節(jié)介紹了與本教材相配套的常用儀器與設(shè)備的使用方法、數(shù)字電路實驗及課程設(shè)計。    本書適合于高等職業(yè)學校、高等?？茖W校、成人高校、本科院校舉辦的二級職業(yè)技術(shù)學院，也可供示范性軟件職業(yè)技術(shù)學院、繼續(xù)教育學院、民辦高校、技能型緊缺人才培養(yǎng)使用，還可供本科院校、計算機專業(yè)人員和愛好者參考。

書籍目錄

緒論第1章　邏輯代數(shù)基礎(chǔ)　1.1　數(shù)制與編碼　　1.1.1  數(shù)制　　1.1.2　數(shù)制轉(zhuǎn)換　　1.1.3　編碼　1.2　基本概念、公式和定理　　1.2.1　三種基本邏輯關(guān)系　　1.2.2　基本公式、定理和常用規(guī)則　1.3  邏輯函數(shù)的化簡　　1.3.1  邏輯函數(shù)的標準與或式和最簡式　　1.3.2　邏輯函數(shù)的公式化簡法　　1.3.3　邏輯函數(shù)的圖形化簡法　　1.3.4　具有無關(guān)項的邏輯函數(shù)的化簡　　1.4  邏輯函數(shù)的表示方法及相互轉(zhuǎn)換　　1.4.1  幾種邏輯函數(shù)的表示方法　　1.4.2　邏輯函數(shù)幾種表示方法之間的轉(zhuǎn)換　本章小結(jié)　思考題與習題第2章　集成邏輯門電路　2.1  半導體器件的開關(guān)特性　　2.1.1　二極管的開關(guān)特性　　2.I.2　三極管的開關(guān)特性　　2.1.3　場效應管的開關(guān)特性　2.2  分立元器件門電路　　2.2.1　二極管門電路　　2.2.2　三極管門電路　　2.2.3　正邏輯和負邏輯　2.3  TTL集成門電路　　2.3.1  TTL與非門　　2.3.2　其他類型的TTL門電路　　2.3.3  TTL集成邏輯門的使用　2.4  CMOS集成門電路　　2.4.1  CMOS反相器　　2.4.2　其他類型的CMOS邏輯門電路　　2.4.3  CMOS電路的特點和使用　本章小結(jié)　思考題與習題第3章　組合邏輯電路　3.1  概述　　3.1.1　組合邏輯電路的分析　　3.1.2　組合邏輯電路的設(shè)計　　3.1.3　組合邏輯電路設(shè)計舉例　3.2　編碼器和譯碼器　　3.2.1  編碼器　　3.2.2　編碼器的用法　　3.2.3　譯碼器　　3.2.4　譯碼器的用法　3.3　加法器和數(shù)值比較器　　3.3.1　加法器　　3.3.2　加法器的用法　　3.3.3　數(shù)值比較器　　3.3.4　數(shù)值比較器的用法　3.4　數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器　　3.4.1　數(shù)據(jù)選擇器　　3.4.2　數(shù)據(jù)選擇器的用法　　3.4.3　數(shù)據(jù)分配器　　3.4.4　數(shù)據(jù)分配器的用法　3.5　組合邏輯電路中的競爭冒險　　3.5.1  競爭冒險的概念及產(chǎn)生的原因　　3.5.2　競爭冒險的識別與消除方法　本章小結(jié)　思考題與習題第4章　集成觸發(fā)器　4.1  基本RS觸發(fā)器　　4.1.1  概述　　4.1.2　基本RS觸發(fā)器　　4.1.3　集成基本觸發(fā)器　4.2　時鐘觸發(fā)器　　4.2.1  同步RS觸發(fā)器　　4.2.2　主從CMOS邊沿D觸發(fā)器（CC4013）　　4.2.3　維持阻塞D觸發(fā)器（74LS74）　　4.2.4　負邊沿JK觸發(fā)器　　4.2.5  T觸發(fā)器和T’觸發(fā)器　4.3  觸發(fā)器邏輯功能分類及相互轉(zhuǎn)換　　4.3.1　觸發(fā)器邏輯功能分類　　4.3.2　不同類型時鐘觸發(fā)器間的轉(zhuǎn)換　4.4　觸發(fā)器的選用　　4.4.1　觸發(fā)器的合理選用　　4.4.2　觸發(fā)器的參數(shù)和指標　　4.4.3　觸發(fā)器使用的注意事項　本章小結(jié)　思考題與習題第5章　時序邏輯電路　5.1  概述　　5.1.1  時序邏輯電路的特點　　5.1.2　時序電路邏輯功能表示方法　5.2  時序邏輯電路的分析方法　　5.2.1　分析步驟　　5.2.2　分析舉例　5.3　計數(shù)器　　5.3.1　異步計數(shù)器　　5.3.2　同步計數(shù)器　　5.3.3　N進制計數(shù)器　　5.3.4　計數(shù)器的應用　5.4　寄存器　　5.4.1　基本寄存器　　5.4.2　移位寄存器　　5.4.3　寄存器的應用　5.5　順序脈沖發(fā)生器　　5.5.1　計數(shù)器型順序脈沖發(fā)生器　　5.5.2　移位型順序脈沖發(fā)生器　5.6  時序邏輯電路的設(shè)計方法　　5.6.1　基本設(shè)計步驟　　5.6.2　設(shè)計舉例　本章小結(jié)　思考題與習題第6章　脈沖波形的產(chǎn)生和整形　6.1  概述　　6.1.1　矩形脈沖的基本特性　　6.1.2  555定時器　6.2  多諧振蕩器　　6.2.1  555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器　　6.2.2　其他多諧振蕩器　　6.2.3　多諧振蕩器的應用　6.3　施密特觸發(fā)器　　6.3.1  555定時器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器　　6.3.2　集成施密特觸發(fā)器　　6.3.3　施密特觸發(fā)器的應用　6.4　單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器　　6.4.1  555定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器　　6.4.2　集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器　　6.4.3　單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應用　本章小結(jié)　思考題與習題第7章　數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換器　7.1  概述　　7.2  D/A轉(zhuǎn)換器　　7.2.1　權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)型D/A轉(zhuǎn)換器　　7.2.2  T形電阻網(wǎng)絡(luò)型D/A轉(zhuǎn)換器　　7.2.3  D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標　7.3  A/D轉(zhuǎn)換器　　7.3.1　采樣、保持、量化、編碼　　7.3.2　計數(shù)器式A/D轉(zhuǎn)換器　　7.3.3  逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器　　7.3.4　雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器　　7.3.5　并行比較式A/D轉(zhuǎn)換器　　7.3.6  A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標　7.4  D/A轉(zhuǎn)換器和A/D轉(zhuǎn)換器應用舉例　　7.4.1  DAC0832的應用　　7.4.2  ADC0809的應用　本章小結(jié)　思考題與習題第8章　大規(guī)模集成電路　8.1  概述　　8.1.1  大規(guī)模集成電路的發(fā)展　　8.1.2　大規(guī)模集成電路的分類　8.2　存儲器及其應用　　8.2.1  固定只讀存儲器ROM　　8.2.2  ROM的應用　　8.2.3  隨機存取存儲器RAM　　8.2.4  RAM的應用　8.3  可編程邏輯器件PLD　　8.3.1  PLD的基本結(jié)構(gòu)　　8.3.2  PLD的分類　　8.3.3  PLA的應用　　8.3.4  PLD設(shè)計過程簡介　8.4  CPLD/FPGA開發(fā)環(huán)境MAX+plusⅡ應用簡介　　8.4.1  MAx+plusⅡ安裝　　8.4.2  MAX+plusⅡ基本功能　　8.4.3  HDL設(shè)計特點　本章小結(jié)　思考題與習題附錄  實驗和實踐環(huán)節(jié)　F.1　常用儀器與設(shè)備的使用方法　　F.1.1　數(shù)字實驗儀　　F.1.2　數(shù)字萬用表　　F.1.3　邏輯筆　　F.1.4　示波器　F.2　數(shù)字電路設(shè)計的基礎(chǔ)知識　　F.2.1　數(shù)字電路一般設(shè)計方法　　F.2.2　數(shù)字電路的調(diào)試　　F.2.3　電路故障的檢測與排除　　F.2.4　數(shù)字電路設(shè)計舉例　F.3　數(shù)字電路實驗　　F.3.1　儀器使用和門電路測試　　F.3.2　組合邏輯電路的設(shè)計與調(diào)試　　F.3.3　加法器應用電路的設(shè)計與調(diào)試　　F.3.4　編碼器和譯碼器應用電路的設(shè)計與調(diào)試　　F.3.5　數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器應用電路的設(shè)計與調(diào)試　　F.3.6　觸發(fā)器邏輯功能測試及其簡單應用　　F.3.7　時序邏輯電路的測試　　F.3.8　時序邏輯電路的設(shè)計與測試　　F.3.9?、暨M制計數(shù)器的設(shè)計與測試　　F.3.10　計數(shù)器應用電路的設(shè)計與測試　　F.3.11　移位寄存器　　F.3.12　555定時器應用電路的設(shè)計與測試　F.4　數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計　　F.4.1　數(shù)字電子鐘　　F.4.2　交通信號燈　　F.4.3　數(shù)字頻率計　　F.4.4　智力競賽搶答器　F.5　EWB應用簡介　　F.5.1　EWB簡介　　F.5.2　EWB應用舉例　F.6　基于CPLD/FPGA的頻率計的實現(xiàn)參考文獻

章節(jié)摘錄

　　1.數(shù)字電路和模擬電路　　工程上把電信號分為模擬信號和數(shù)字信號兩大類。模擬信號指在時間上和數(shù)值上都是連續(xù)變化的信號，如溫度、壓力、速度、磁場、電場等物理量通過傳感器變成的電信號，模擬語音的音頻信號和模擬圖像的視頻信號等。對模擬信號進行傳輸、處理的電子線路稱為模擬電路，如放大器、濾波器、信號發(fā)生器等。另一類是時間和幅度都是離散的（不連續(xù)）信號，稱為數(shù)字信號，如生產(chǎn)中自動記錄零件個數(shù)的計數(shù)信號，由計算機鍵盤輸入計算機的信號等。對數(shù)字信號進行傳輸、處理的電子線路稱為數(shù)字電路，如數(shù)字鐘、數(shù)字萬用表等都是由數(shù)字電路組成的?！　?.數(shù)字電路的特點　　由于數(shù)字電路的工作信號是不連續(xù)的數(shù)字信號，反映在電路上只有高電平和低電平兩種狀態(tài)，所以數(shù)字電路在結(jié)構(gòu)、工作狀態(tài)、研究內(nèi)容和分析方法等方面都與模擬電路不同，它具有如下特點：　?。?）數(shù)字電路在穩(wěn)態(tài)時，二極管和三極管處于開關(guān)狀態(tài)。開關(guān)的接通和斷開兩種狀態(tài)，用二極管或三極管的導通與截止來實現(xiàn)。這和二進制信號的要求是相對應的，因為導通和截止兩種狀態(tài)的外部表現(xiàn)正是電流的有、無，電壓的高、低，這種有和無、高和低相對立的兩種狀態(tài)，分別用1和0兩個數(shù)碼來表示?！　。?）因為數(shù)字信號中的l和0沒有任何數(shù)量的含義，只表示兩種不同的狀態(tài)，所以在數(shù)字電路的基本單元電路中，對元件的精度要求不高，允許有較大的誤差，電路在工作時只要能可靠地區(qū)分開1和0兩種狀態(tài)就可以了。　?。?）對于數(shù)字電路，人們關(guān)心和研究的主要問題是輸入信號的狀態(tài)與輸出信號的狀態(tài)之間的邏輯關(guān)系?！　。?）因研究內(nèi)容不同，數(shù)字電路中不能采用模擬電路的分析方法，而是以邏輯代數(shù)作為主要工具，利用真值表、邏輯表達式、波形圖等來表示電路的邏輯功能，所以數(shù)字電路又稱邏輯電路?！　。?）數(shù)字電路不僅具有邏輯運算能力，還具有邏輯推理和邏輯判斷能力，因此，人們才能制造出各種數(shù)控裝置、智能儀表以及數(shù)字電子計算機等現(xiàn)代化的科技產(chǎn)品，使其得到廣泛的應用。

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