數(shù)字邏輯電路

前言

　　近年來(lái)，電子信息領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展日益加快，數(shù)字集成電路的復(fù)雜程度、集成度越來(lái)越高，因而對(duì)EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）的需求越來(lái)越高，對(duì)于相關(guān)基本技能的提高要求也越來(lái)越迫切?！　〗逃扛叩葘W(xué)校電子電氣基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)對(duì)于“數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)”課程擬定了教學(xué)基本要求，要求中指出，本課程是電子信息類專業(yè)的主要技術(shù)基礎(chǔ)課。其作用與任務(wù)是：使學(xué)生掌握數(shù)字電路的基本分析方法和邏輯設(shè)計(jì)方法?！　”緯诙嗄陮?shí)際教學(xué)的基礎(chǔ)上編寫而成，考慮到不同院校的課程設(shè)置不同，本書沒(méi)有將可選講部分標(biāo)出，在選講時(shí)可根據(jù)各校教學(xué)要求進(jìn)行取舍，并建議如下：　　1.第1、2、4章內(nèi)容分別為數(shù)字邏輯的基礎(chǔ)知識(shí)，晶體管開(kāi)關(guān)及門電路，觸發(fā)器與波形變換、產(chǎn)生電路，這三章以及第6章存儲(chǔ)器與可編程邏輯器件是數(shù)字電路的基礎(chǔ)內(nèi)容，教學(xué)中選取的內(nèi)容應(yīng)以夠用為度?！　?.第3章組合邏輯電路與第5章時(shí)序邏輯電路兩章的內(nèi)容較多，可在課內(nèi)講授基本概念和原理部分，基本內(nèi)容以外的擴(kuò)展和例題可以讓學(xué)生自學(xué)?！　?.將硬件描述語(yǔ)言（VHDL）寫成獨(dú)立的第7章，并比較詳細(xì)地講述具體內(nèi)容與列舉大量實(shí)例，使讀者通過(guò)本章能夠較為全面地學(xué)習(xí)VHDL。若這部分內(nèi)容單獨(dú)設(shè)立一門課，則本章可作為參考資料?！　?.第8章可測(cè)性設(shè)計(jì)及邊界掃描技術(shù)是綜述性內(nèi)容，可使讀者了解近年出現(xiàn)的應(yīng)用最為普遍的邊界掃描技術(shù)?！　?.第9章數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換是模擬、數(shù)字的結(jié)合電路，可將其安排在諸如智能儀器、測(cè)控電路等課程內(nèi)講授。　　書中采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖形符號(hào)，在出現(xiàn)符號(hào)的地方對(duì)其所表示的意義進(jìn)行簡(jiǎn)要解釋，使讀者在學(xué)習(xí)本書的過(guò)程中逐漸學(xué)會(huì)識(shí)讀常用的邏輯符號(hào)?！　袀溆写罅坷}和習(xí)題，為讀者提供了較多的參考和練習(xí)?！　”緯?章由雷淑英編寫，第7章由趙雅興編寫，第9章由王煒編寫，其余章節(jié)的編寫和統(tǒng)稿工作全部由劉常澍完成。趙雅興教授在本書的編寫過(guò)程中給予了指導(dǎo)。

內(nèi)容概要

　　《數(shù)字邏輯電路》共有9章內(nèi)容?！稊?shù)字邏輯電路》中的內(nèi)容的基礎(chǔ)理論部分深入淺出，注重實(shí)踐性，備有大量例題和習(xí)題?！稊?shù)字邏輯電路》采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖形符號(hào)，在出現(xiàn)符號(hào)的地方對(duì)其所表示的意義進(jìn)行簡(jiǎn)要的解釋，使讀者在學(xué)習(xí)《數(shù)字邏輯電路》的過(guò)程中逐漸學(xué)會(huì)識(shí)讀常用的邏輯符號(hào)。

書籍目錄

第1章 數(shù)字邏輯的基礎(chǔ)知識(shí)引言1.1 數(shù)字電路的信號(hào)1.1.1 模擬量與數(shù)字量1.1.2 數(shù)字電路及其信號(hào)1.2 數(shù)字電路所用的數(shù)制1.2.1 進(jìn)制數(shù)1.2.2 十進(jìn)制數(shù)和二進(jìn)制數(shù)間的互相轉(zhuǎn)換1.2.3 八進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)1.3 數(shù)字電路常用的碼制與編碼1.3.1 原碼、反碼和補(bǔ)碼1.3.2 BCD碼（二-十進(jìn)制編碼）1.3.3 格雷（IGray）碼1.4 邏輯代數(shù)基本知識(shí)1.4.1 基本運(yùn)算1.4.2 復(fù)合運(yùn)算1.4.3 邏輯代數(shù)的定律1.4.4 邏輯函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)形式1.4.5 邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)本章小結(jié)思考題及習(xí)題第2章 晶體管開(kāi)關(guān)及門電路引言2.1 晶體管的開(kāi)關(guān)特性及簡(jiǎn)單門電路2.1.1 二極管的開(kāi)關(guān)特性2.1.2 雙極晶體管的開(kāi)關(guān)特性2.1.3 MOS管的開(kāi)關(guān)特性2.1.4 分立元件構(gòu)成的門電路2.2 TTL（三極管-三極管邏輯）門電路2.2.1 TTL與非門的電路結(jié)構(gòu)與工作原理2.2.2 TTL與非門的特性2.2.3 其他類型TTL門電路2.2.4 TTL集成電路的系列產(chǎn)品2.3 其他類型雙極型數(shù)字集成電路2.3.1 ECL（發(fā)射極耦合邏輯）門電路2.3.2 IIL（集成注入邏輯）門電路2.4 CMOS集成門電路2.4.1 CMOS反相器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理2.4.2 CMOS反相器的輸入特性和輸出特性2.4.3 其他CMOS集成門電路2.4.4 TTL電路與CMOS電路間的連接2.4.5 低電壓CMOS電路及邏輯電平轉(zhuǎn)換器2.4.6 CMOS集成電路系列產(chǎn)品2.4.7 CMOS集成電路使用注意事項(xiàng)本章小結(jié)思考題及習(xí)題第3章 組合邏輯電路引言3.1 組合邏輯電路的一般分析與設(shè)計(jì)3.1.1 組合邏輯電路的一般分析3.1.2 組合邏輯電路的設(shè)計(jì)（用門電路）3.2 常用組合邏輯電路及其中規(guī)模集成器件3.2.1 加法器3.2.2 編碼器3.2.3 譯碼器及數(shù)據(jù)分配器3.2.4 數(shù)據(jù)選擇器3.2.5 圖案移位器3.2.6 數(shù)碼比較器3.2.7 奇偶校驗(yàn)碼的產(chǎn)生器／校驗(yàn)器3.3 用中規(guī)模集成器件設(shè)計(jì)組合邏輯電路3.3.1 用數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)組合邏輯電路3.3.2 用譯碼器、加法器實(shí)現(xiàn)組合邏輯電路3.4 組合邏輯電路的冒險(xiǎn)3.4.1 競(jìng)爭(zhēng)與冒險(xiǎn)現(xiàn)象3.4.2 冒險(xiǎn)的判斷、避免及消除本章小結(jié)思考題及習(xí)題第4章 觸發(fā)器與波形變換、產(chǎn)生電路引言4.1 脈沖信號(hào)4.1.1 脈沖信號(hào)的描述4.1.2 波形的產(chǎn)生與變換4.2 觸發(fā)器4.2.1 基本RS觸發(fā)器4.2.2 同步RS觸發(fā)器4.2.3 主從延遲型JK觸發(fā)器4.2.4 邊沿型D觸發(fā)器4.2.5 邊沿型JK觸發(fā)器4.2.6 觸發(fā)器的類型4.2.7 各類觸發(fā)器的開(kāi)關(guān)工作特性及抗干擾能力比較4.3 施密特電路4.3.1 用門電路組成的施密特電路4.3.2 集成施密特電路4.3.3 施密特電路的應(yīng)用4.4 單穩(wěn)態(tài)電路4.4.1 用門電路組成的單穩(wěn)態(tài)電路4.4.2 集成單穩(wěn)態(tài)電路4.4.3 單穩(wěn)態(tài)電路的應(yīng)用4.5 多諧振蕩器4.5.1 用門電路組成的多諧振蕩器4.5.2 用施密特電路構(gòu)成的多諧振蕩器4.5.3 石英晶體多諧振蕩器4.6 555集成定時(shí)器4.6.1 555集成定時(shí)器的工作原理4.6.2 555集成定時(shí)器的應(yīng)用舉例本章小結(jié)思考題及習(xí)題第5章 時(shí)序邏輯電路引言5.1 時(shí)序邏輯電路的基本概念5.2 時(shí)序邏輯電路的描述5.3 鎖存器、寄存器、移位寄存器5.3.1 鎖存器5.3.2 寄存器5.3.3 移位寄存器5.3.4 寄存器的應(yīng)用5.4 計(jì)數(shù)器5.4.1 同步計(jì)數(shù)器5.4.2 異步計(jì)數(shù)器5.4.3 N進(jìn)制計(jì)數(shù)器5.4.4 計(jì)數(shù)器的應(yīng)用實(shí)例5.5 時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)5.5.1 原始狀態(tài)圖和原始狀態(tài)表的建立5.5.2 狀態(tài)化筒5.5.3 狀態(tài)分配5.5.4 狀態(tài)轉(zhuǎn)移和激勵(lì)列表5.5.5 激勵(lì)方程和輸出方程5.5.6 邏輯圖5.5.7 輸出與輸入之間的關(guān)系5.5.8 自啟動(dòng)與非自啟動(dòng)5.5.9 異步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)5.5.10 輸出方波的奇數(shù)分頻器5.6 序列信號(hào)發(fā)生器5.6.1 移存器型序列信號(hào)發(fā)生器5.6.2 計(jì)數(shù)器型序列信號(hào)發(fā)生器5.6.3 LFSR（線性反饋移存器）型序列信號(hào)發(fā)生器本章小結(jié)思考題及習(xí)題第6章 存儲(chǔ)器與可編程邏輯器件引言6.1 存儲(chǔ)器6.1.1 SAM（順序存取存儲(chǔ)器）6.1.2 RAM（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）6.1.3 ROM（只讀存儲(chǔ)器）6.2 可編程邏輯器件6.2.1 可編程器件的邏輯表示法6.2.2 簡(jiǎn)單可編程邏輯器件6.2.3 高密度可編程邏輯器件6.2.4 Altera公司的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)QuartusⅡ本章小結(jié)思考題及習(xí)題第7章 硬件描述語(yǔ)言（VHDL）引言7.1 VHDL程序的組成7.1.1 實(shí)體7.1.2 構(gòu)造體7.1.3 包集合7.1.4 庫(kù)7.1.5 配置7.2 VHDL的標(biāo)識(shí)符、客體、數(shù)據(jù)類型和操作符7.2.1 VHDL的標(biāo)識(shí)符7.2.2 VHDL的客體7.2.3 VHDL的數(shù)據(jù)類型7.2.4 子類型7.2.5 屬性7.2.6 VHDL的運(yùn)算操作符7.3 VHDL構(gòu)造體的描述方法7.3.1 順序描述語(yǔ)句7.3.2 并發(fā)描述語(yǔ)句7.3.3 斷言語(yǔ)句7.4 數(shù)字電路的VHDL設(shè)計(jì)舉例7.4.1 基本邏輯門的VHDL設(shè)計(jì)源文件7.4.2 組合邏輯電路的VHDL設(shè)計(jì)源文件7.4.3 時(shí)序邏輯電路的VHDL設(shè)計(jì)7.4.4 只讀存儲(chǔ)器（ROM）的VHDL設(shè)計(jì)本章小結(jié)思考題及習(xí)題第8章 可測(cè)性設(shè)計(jì)及邊界掃描技術(shù)引言8.1 概述8.2 可測(cè)性設(shè)計(jì)8.2.1 特定設(shè)計(jì)8.2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8.3 邊界掃描測(cè)試BST8.3.1 邊界掃描設(shè)計(jì)基本結(jié)構(gòu)8.3.2 邊界掃描測(cè)試的工作方式8.3.3 邊界掃描單元的級(jí)聯(lián)8.3.4 邊界掃描描述語(yǔ)言（BSDL）本章小結(jié)思考題及習(xí)題第9章 數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換引言9.1 D／A轉(zhuǎn)換器9.1.1 D／A轉(zhuǎn)換器的基本工作原理9.1.2 二進(jìn)制權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D／A轉(zhuǎn)換器9.1.3 倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)D／A轉(zhuǎn)換器9.1.4 權(quán)電流型D／A轉(zhuǎn)換器9.1.5 D／A轉(zhuǎn)換器的主要性能參數(shù)9.1.6 串行輸入的D／A轉(zhuǎn)換器9.2 A／D轉(zhuǎn)換器9.2.1 A／D轉(zhuǎn)換器的基本工作原理9.2.2 并行比較型A／D轉(zhuǎn)換器9.2.3 逐次漸近型A／D轉(zhuǎn)換器9.2.4 積分型A／D轉(zhuǎn)換器9.2.5 A／D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)9.2.6 串行輸出的A／D轉(zhuǎn)換器9.3 D／A轉(zhuǎn)換器和A／D轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用9.3.1 D／A轉(zhuǎn)換器應(yīng)用舉例9.3.2 A／D轉(zhuǎn)換器應(yīng)用舉例本章小結(jié)思考題及習(xí)題附錄1 邏輯函數(shù)列表化簡(jiǎn)法C語(yǔ)言源程序附錄2 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖形符號(hào)簡(jiǎn)表附錄3 英漢名詞對(duì)照（以英文字母為序）主要參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章 數(shù)字邏輯的基礎(chǔ)知識(shí)引言　　21世紀(jì)是信息化時(shí)代，數(shù)字化是進(jìn)入信息化時(shí)代的必要條件。數(shù)字化的內(nèi)涵即將信息用數(shù)字O、l編碼來(lái)表述，對(duì)于任意的信息傳輸、處理、存儲(chǔ)均用O、1碼的形式進(jìn)行。　　0和l兩個(gè)數(shù)碼用電路中的兩種對(duì)立狀態(tài)表示，如電壓的高低、電流的大小、脈沖的有無(wú)等，基于這種原理的電路即是數(shù)字電路，它通過(guò)對(duì)電路中狀態(tài)的變換，來(lái)對(duì)其代表的信息進(jìn)行運(yùn)算、處理、控制、變換等操作。這種電路表現(xiàn)出許多優(yōu)點(diǎn)：　?、匐娐穬H穩(wěn)定工作在不連續(xù)的、特征差別大的兩個(gè)對(duì)立狀態(tài)下，則電路的可靠性和穩(wěn)定性非常高。　?、趶睦碚撋现v，信號(hào)在處理的過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生失真?！　、坌畔⒌膫鬏?、運(yùn)算、處理和保存變得更為方便。　?、軐?duì)電路的實(shí)時(shí)控制準(zhǔn)確有效。　?、菖c計(jì)算機(jī)及外圍電路兼容，便于利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算、處理和控制。　?、迶?shù)字電路可以很方便地級(jí)聯(lián)和擴(kuò)展，中、大規(guī)模數(shù)字集成電路的生產(chǎn)和應(yīng)用都呈現(xiàn)出廣闊的空間。　　正是基于上述原因，數(shù)字電路在近年來(lái)得到長(zhǎng)足的進(jìn)步。使得電子設(shè)備的可靠性和準(zhǔn)確性得到極大提高?！　?shù)字電路越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、交通、軍事、廣播電視等幾乎所有領(lǐng)域，近些年消費(fèi)電子的發(fā)展方興未艾，數(shù)字電路在此領(lǐng)域大放異彩?！　”菊n程是許多學(xué)科的技術(shù)基礎(chǔ)，也是相關(guān)課程的理論基礎(chǔ)，如計(jì)算機(jī)原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字通信、數(shù)字信號(hào)處理、智能儀器及測(cè)量、現(xiàn)代自動(dòng)控制等?！　　?/pre>








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