數(shù)字邏輯電路

前言

　　近年來，電子信息領域的技術發(fā)展日益加快，數(shù)字集成電路的復雜程度、集成度越來越高，因而對EDA（電子設計自動化）的需求越來越高，對于相關基本技能的提高要求也越來越迫切?！　〗逃扛叩葘W校電子電氣基礎課程教學指導分委員會對于“數(shù)字電路與邏輯設計”課程擬定了教學基本要求，要求中指出，本課程是電子信息類專業(yè)的主要技術基礎課。其作用與任務是：使學生掌握數(shù)字電路的基本分析方法和邏輯設計方法?！　”緯诙嗄陮嶋H教學的基礎上編寫而成，考慮到不同院校的課程設置不同，本書沒有將可選講部分標出，在選講時可根據(jù)各校教學要求進行取舍，并建議如下：　　1.第1、2、4章內容分別為數(shù)字邏輯的基礎知識，晶體管開關及門電路，觸發(fā)器與波形變換、產生電路，這三章以及第6章存儲器與可編程邏輯器件是數(shù)字電路的基礎內容，教學中選取的內容應以夠用為度?！　?.第3章組合邏輯電路與第5章時序邏輯電路兩章的內容較多，可在課內講授基本概念和原理部分，基本內容以外的擴展和例題可以讓學生自學?！　?.將硬件描述語言（VHDL）寫成獨立的第7章，并比較詳細地講述具體內容與列舉大量實例，使讀者通過本章能夠較為全面地學習VHDL。若這部分內容單獨設立一門課，則本章可作為參考資料?！　?.第8章可測性設計及邊界掃描技術是綜述性內容，可使讀者了解近年出現(xiàn)的應用最為普遍的邊界掃描技術?！　?.第9章數(shù)模與模數(shù)轉換是模擬、數(shù)字的結合電路，可將其安排在諸如智能儀器、測控電路等課程內講授?！　胁捎脟覙藴蕡D形符號，在出現(xiàn)符號的地方對其所表示的意義進行簡要解釋，使讀者在學習本書的過程中逐漸學會識讀常用的邏輯符號?！　袀溆写罅坷}和習題，為讀者提供了較多的參考和練習。　　本書第2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程中給予了指導。

內容概要

　　《數(shù)字邏輯電路》共有9章內容。《數(shù)字邏輯電路》中的內容的基礎理論部分深入淺出，注重實踐性，備有大量例題和習題?！稊?shù)字邏輯電路》采用國家標準圖形符號，在出現(xiàn)符號的地方對其所表示的意義進行簡要的解釋，使讀者在學習《數(shù)字邏輯電路》的過程中逐漸學會識讀常用的邏輯符號。

書籍目錄

第1章 數(shù)字邏輯的基礎知識引言1.1 數(shù)字電路的信號1.1.1 模擬量與數(shù)字量1.1.2 數(shù)字電路及其信號1.2 數(shù)字電路所用的數(shù)制1.2.1 進制數(shù)1.2.2 十進制數(shù)和二進制數(shù)間的互相轉換1.2.3 八進制數(shù)和十六進制數(shù)1.3 數(shù)字電路常用的碼制與編碼1.3.1 原碼、反碼和補碼1.3.2 BCD碼（二-十進制編碼）1.3.3 格雷（IGray）碼1.4 邏輯代數(shù)基本知識1.4.1 基本運算1.4.2 復合運算1.4.3 邏輯代數(shù)的定律1.4.4 邏輯函數(shù)的標準形式1.4.5 邏輯函數(shù)的化簡本章小結思考題及習題第2章 晶體管開關及門電路引言2.1 晶體管的開關特性及簡單門電路2.1.1 二極管的開關特性2.1.2 雙極晶體管的開關特性2.1.3 MOS管的開關特性2.1.4 分立元件構成的門電路2.2 TTL（三極管-三極管邏輯）門電路2.2.1 TTL與非門的電路結構與工作原理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反相器的電路結構和工作原理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電路及邏輯電平轉換器2.4.6 CMOS集成電路系列產品2.4.7 CMOS集成電路使用注意事項本章小結思考題及習題第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計3.1.1 組合邏輯電路的一般分析3.1.2 組合邏輯電路的設計（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 奇偶校驗碼的產生器／校驗器3.3 用中規(guī)模集成器件設計組合邏輯電路3.3.1 用數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)組合邏輯電路3.3.2 用譯碼器、加法器實現(xiàn)組合邏輯電路3.4 組合邏輯電路的冒險3.4.1 競爭與冒險現(xiàn)象3.4.2 冒險的判斷、避免及消除本章小結思考題及習題第4章 觸發(fā)器與波形變換、產生電路引言4.1 脈沖信號4.1.1 脈沖信號的描述4.1.2 波形的產生與變換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)器的開關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集成定時器4.6.1 555集成定時器的工作原理4.6.2 555集成定時器的應用舉例本章小結思考題及習題第5章 時序邏輯電路引言5.1 時序邏輯電路的基本概念5.2 時序邏輯電路的描述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 寄存器的應用5.4 計數(shù)器5.4.1 同步計數(shù)器5.4.2 異步計數(shù)器5.4.3 N進制計數(shù)器5.4.4 計數(shù)器的應用實例5.5 時序邏輯電路的設計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)轉移和激勵列表5.5.5 激勵方程和輸出方程5.5.6 邏輯圖5.5.7 輸出與輸入之間的關系5.5.8 自啟動與非自啟動5.5.9 異步時序邏輯電路的設計5.5.10 輸出方波的奇數(shù)分頻器5.6 序列信號發(fā)生器5.6.1 移存器型序列信號發(fā)生器5.6.2 計數(shù)器型序列信號發(fā)生器5.6.3 LFSR（線性反饋移存器）型序列信號發(fā)生器本章小結思考題及習題第6章 存儲器與可編程邏輯器件引言6.1 存儲器6.1.1 SAM（順序存取存儲器）6.1.2 RAM（隨機存取存儲器）6.1.3 ROM（只讀存儲器）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公司的開發(fā)系統(tǒng)QuartusⅡ本章小結思考題及習題第7章 硬件描述語言（VHDL）引言7.1 VHDL程序的組成7.1.1 實體7.1.2 構造體7.1.3 包集合7.1.4 庫7.1.5 配置7.2 VHDL的標識符、客體、數(shù)據(jù)類型和操作符7.2.1 VHDL的標識符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的運算操作符7.3 VHDL構造體的描述方法7.3.1 順序描述語句7.3.2 并發(fā)描述語句7.3.3 斷言語句7.4 數(shù)字電路的VHDL設計舉例7.4.1 基本邏輯門的VHDL設計源文件7.4.2 組合邏輯電路的VHDL設計源文件7.4.3 時序邏輯電路的VHDL設計7.4.4 只讀存儲器（ROM）的VHDL設計本章小結思考題及習題第8章 可測性設計及邊界掃描技術引言8.1 概述8.2 可測性設計8.2.1 特定設計8.2.2 結構設計8.3 邊界掃描測試BST8.3.1 邊界掃描設計基本結構8.3.2 邊界掃描測試的工作方式8.3.3 邊界掃描單元的級聯(lián)8.3.4 邊界掃描描述語言（BSDL）本章小結思考題及習題第9章 數(shù)模與模數(shù)轉換引言9.1 D／A轉換器9.1.1 D／A轉換器的基本工作原理9.1.2 二進制權電阻網(wǎng)絡D／A轉換器9.1.3 倒T形電阻網(wǎng)絡D／A轉換器9.1.4 權電流型D／A轉換器9.1.5 D／A轉換器的主要性能參數(shù)9.1.6 串行輸入的D／A轉換器9.2 A／D轉換器9.2.1 A／D轉換器的基本工作原理9.2.2 并行比較型A／D轉換器9.2.3 逐次漸近型A／D轉換器9.2.4 積分型A／D轉換器9.2.5 A／D轉換器的主要技術指標9.2.6 串行輸出的A／D轉換器9.3 D／A轉換器和A／D轉換器的應用9.3.1 D／A轉換器應用舉例9.3.2 A／D轉換器應用舉例本章小結思考題及習題附錄1 邏輯函數(shù)列表化簡法C語言源程序附錄2 國家標準圖形符號簡表附錄3 英漢名詞對照（以英文字母為序）主要參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章 數(shù)字邏輯的基礎知識引言　　21世紀是信息化時代，數(shù)字化是進入信息化時代的必要條件。數(shù)字化的內涵即將信息用數(shù)字O、l編碼來表述，對于任意的信息傳輸、處理、存儲均用O、1碼的形式進行?！　?和l兩個數(shù)碼用電路中的兩種對立狀態(tài)表示，如電壓的高低、電流的大小、脈沖的有無等，基于這種原理的電路即是數(shù)字電路，它通過對電路中狀態(tài)的變換，來對其代表的信息進行運算、處理、控制、變換等操作。這種電路表現(xiàn)出許多優(yōu)點：　?、匐娐穬H穩(wěn)定工作在不連續(xù)的、特征差別大的兩個對立狀態(tài)下，則電路的可靠性和穩(wěn)定性非常高。　?、趶睦碚撋现v，信號在處理的過程中不會產生失真?！　、坌畔⒌膫鬏?、運算、處理和保存變得更為方便?！　、軐﹄娐返膶崟r控制準確有效?！　、菖c計算機及外圍電路兼容，便于利用計算機進行運算、處理和控制?！　、迶?shù)字電路可以很方便地級聯(lián)和擴展，中、大規(guī)模數(shù)字集成電路的生產和應用都呈現(xiàn)出廣闊的空間?！　≌腔谏鲜鲈颍瑪?shù)字電路在近年來得到長足的進步。使得電子設備的可靠性和準確性得到極大提高。　　數(shù)字電路越來越廣泛地應用于工業(yè)、交通、軍事、廣播電視等幾乎所有領域，近些年消費電子的發(fā)展方興未艾，數(shù)字電路在此領域大放異彩。　　本課程是許多學科的技術基礎，也是相關課程的理論基礎，如計算機原理、計算機網(wǎng)絡、數(shù)字通信、數(shù)字信號處理、智能儀器及測量、現(xiàn)代自動控制等?！　　?/pre>








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