实用数字电子技术

目 录

第1章 数字电子技术概论 1

1．1 数字电路的基本概念 1

1．1．1 模拟信号与数字信号 1

1．1．2 数字信号的主要参数 2

1．1．3 数字技术的发展及其应用 2

1．1．4 数字集成电路的分类及特点 4

1．2 数制 5

1．2．1 十进制 5

1．2．2 二进制 6

1．2．3 十六进制 7

1．2．4 数制之间的相互转换 7

1．2．5 带符号数的表示方法 9

1．3 编码 11

1．3．1 二?十进制编码 11

1．3．2 格雷码 12

1．3．3 ASCII码 13

1．4 逻辑代数基础 14

1．4．1 逻辑变量和逻辑函数 14

1．4．2 三种基本逻辑运算及逻辑符号 15

1．4．3 逻辑函数的描述方法 18

1．4．4 逻辑代数运算的基本规则 19

1．4．5 逻辑函数的代数化简法 21

1．4．6 逻辑函数的卡诺图化简法 24

1．5 正、负逻辑及逻辑符号的变换 31

1．5．1 正逻辑、负逻辑的概念 31

1．5．2 混合逻辑中逻辑符号的等效变换 32

本章小结 33

思考题和习题1 34

第2章 逻辑门电路 37

2．1 逻辑门的外部特性和参数 37

2．1．1 逻辑门电路简介 37

2．1．2 逻辑电平 38

2．1．3 噪声容限 39

2．1．4 延时?功耗乘积 39

2．1．5 扇入数和扇出数 40

2．2 MOS逻辑门电路 42

2．2．1 MOS管的开关特性 42

2．2．2 CMOS反相器 43

2．2．3 其他CMOS门电路 45

2．2．4 使用CMOS芯片的注意事项 51

2．2．5 CMOS门电路产品系列 52

2．3 TTL逻辑门电路 53

2．3．1 三极管的开关特性 53

2．3．2 TTL反相器 55

2．3．3 其他TTL门电路 56

2．3．4 使用TTL芯片的注意事项 59

2．3．5 CMOS和TTL的性能比较 60

2．4 集成逻辑门电路的应用 60

2．4．1 TTL与CMOS器件之间的接口问题 61

2．4．2 用门电路驱动LED显示器件 62

2．4．3 电源去耦合和接地方法 63

※2．5 Proteus电路仿真例题 64

本章小结 66

思考题和习题2 67

第3章 组合逻辑电路 72

3．1 组合逻辑电路的概念 72

3．2 组合逻辑电路的分析设计方法 72

3．2．1 组合逻辑电路的分析方法 72

3．2．2 组合逻辑电路的设计方法 73

3．3 常用组合逻辑电路 75

3．3．1 编码器 76

3．3．2 译码器 79

3．3．3 数据选择器 86

3．3．4 数值比较器 87

3．3．5 加法器 89

3．3．6 组合逻辑集成电路应用举例 92

3．4 组合逻辑电路中的竞争冒险 96

3．4．1 竞争冒险的产生原因 96

3．4．2 竞争冒险的消除方法 96

※3．5 Proteus电路仿真例题 98

本章小结 99

思考题和习题3 100

第4章 锁存器和触发器 102

4．1 双稳态存储单元电路 102

4．1．1 电路双稳态的概念 102

4．1．2 双稳态存储单元电路 102

4．2 锁存器 103

4．2．1 RS锁存器 103

4．2．2 D锁存器 106

4．2．3 8D锁存器74HC573芯片介绍 107

4．3 触发器的电路结构 109

4．3．1 主从触发器 110

4．3．2 维持阻塞触发器 114

4．3．3 双D触发器74HC74芯片介绍 116

4．3．4 触发器的动态性能技术指标 117

4．4 不同逻辑功能的触发器 118

4．4．1 D触发器 119

4．4．2 JK触发器 119

4．4．3 RS触发器 120

4．4．4 T触发器和T＇触发器 120

4．4．5 触发器逻辑功能的转换 121

※4．5 Proteus电路仿真例题 122

本章小结 125

思考题和习题4 126

第5章 时序逻辑电路 130

5．1 时序逻辑电路的概念 130

5．1．1 时序逻辑电路的结构及特点 130

5．1．2 时序逻辑电路的分类 131

5．1．3 时序逻辑电路功能的描述方法 131

5．2 时序逻辑电路的分析方法 132

5．2．1 分析时序逻辑电路的一般步骤 132

5．2．2 同步时序逻辑电路的分析举例 133

5．2．3 异步时序逻辑电路的分析举例 135

5．3 计数器 137

5．3．1 二进制计数器 137

5．3．2 其他进制计数器 141

5．3．3 计数器集成电路的应用举例 142

5．4 寄存器 146

5．4．1 数码寄存器 146

5．4．2 移位寄存器 146

5．4．3 74HC595芯片介绍 148

5．4．4 移位寄存器构成的移位型计数器 149

5．5 时序逻辑电路的设计方法 151

5．5．1 同步时序逻辑电路的设计方法 151

5．5．2 时序逻辑电路的设计举例 152

※5．6 Proteus电路仿真例题 156

本章小结 158

思考题和习题5 159

第6章 脉冲波形的产生与整形电路 164

6．1 集成电路555定时器 164

6．1．1 555定时器的电路结构与工作原理 164

6．1．2 555定时器的功能表 165

6．2 施密特触发器 166

6．2．1 用555定时器组成的施密特触发器 166

6．2．2 施密特触发器CC40106芯片介绍 167

6．2．3 施密特触发器的应用举例 168

6．3 多谐振荡器 170

6．3．1 用555定时器组成的多谐振荡器 170

6．3．2 占空比可调的多谐振荡器电路 171

6．3．3 石英晶体多谐振荡器 172

6．3．4 多谐振荡器的应用举例 173

6．4 单稳态触发器 174

6．4．1 用555定时器组成的单稳态触发器 174

6．4．2 单稳态触发器74LS121、MC14528芯片介绍 176

6．4．3 单稳态触发器的应用举例 179

※6．5 Proteus电路仿真例题 181

本章小结 185

思考题和习题6 186

第7章 半导体存储器 191

7．1 概述 191

7．2 随机存取存储器 192

7．2．1 RAM的基本结构 192

7．2．2 RAM的存储单元 194

7．2．3 存储容量的扩展 196

7．3 只读存储器 198

7．3．1 ROM的分类 198

7．3．2 ROM的基本结构 199

7．3．3 存储器AT27C040芯片介绍 200

7．3．4 ROM的应用举例 202

7．3．5 存储容量的扩展 203

※7．4 Proteus电路仿真例题 204

本章小结 206

思考题和习题7 206

第8章 数模和模数转换器 209

8．1 D/A转换器 209

8．1．1 D/A转换器的基本工作原理 209

8．1．2 倒T形电阻网络D/A转换器 209

8．1．3 权电流型D/A转换器 211

8．1．4 D/A转换器的主要技术指标 212

8．1．5 D/A转换器DAC0808应用举例 213

8．2 A/D转换器 214

8．2．1 A/D转换器的基本工作原理 214

8．2．2 取样?保持电路 215

8．2．3 并行比较型A/D转换器 216

8．2．4 逐次比较型A/D转换器 218

8．2．5 双积分型A/D转换器 219

8．2．6 A/D转换器的主要技术指标 221

8．2．7 A/D转换器ADC0809应用举例 221

※8．3 Proteus电路仿真例题 223

本章小结 226

思考题和习题8 226

第9章 可编程逻辑器件 229

9．1 PLD概述 229

9．1．1 PLD的发展历程 229

9．1．2 PLD的分类 230

9．1．3 PLD的逻辑表示方法 230

9．2 低密度PLD 231

9．2．1 PROM 231

9．2．2 PLA 232

9．2．3 PAL 232

9．2．4 GAL 232

9．3 复杂可编程逻辑器件 234

9．3．1 基于乘积项的CPLD基本结构 234

9．3．2 CPLD产品概述 236

9．4 现场可编程门阵列 237

9．4．1 基于查找表的FPGA基本结构 237

9．4．2 FPGA产品概述 240

9．5 基于CPLD/FPGA的数字系统开发流程 240

9．5．1 一般开发流程 241

9．5．2 硬件描述语言VHDL/Verilog HDL 241

9．5．3 D锁存器和D触发器的VHDL设计 243

9．5．4 集成开发环境Quartus II 244

本章小结 246

思考题和习题9 246

附录A 电路仿真软件Proteus 247

A．1 Proteus电路仿真软件简介 247

A．1．1 Proteus简介 247

A．1．2 Proteus组成 247

A．1．3 Proteus基本资源 247

A．1．4 Proteus基本操作与设置 250

A．2 基于Proteus的电路设计 252

A．2．1 设计流程 252

A．2．2 设计实例 253

A．3 基于Proteus的电路仿真 255

A．3．1 交互式仿真 256

A．3．2 基于图表的仿真 256

参考文献 258

本书内容包括：数字电子技术概论，逻辑门电路，组合逻辑电路，锁存器和触发器，时序逻辑电路，脉冲波形的产生与整形电路，半导体存储器，数模和模数转换器，可编程逻辑器件，共9章。每章均有思考题和习题，其中，大多数章的后面带有※号的一节为Proteus电路仿真例题，书后附录A介绍了计算机电路仿真软件Proteus。本书从工程应用出发，突出数字电子技术的新颖性和实用性，并为任课教师免费提供电子课件。