數字電路與邏輯設計（第3版·微課視頻版）

本書是吉林省首批普通本科高校省級重點教材。書中系統介紹了數字電路與邏輯設計的基本理論和方法,包括數字邏輯基礎、集成邏輯門電路、組合邏輯電路、觸發器、時序邏輯電路、半導體存儲器與可編程邏輯器件、脈沖波形的產生和整形電路、數/模與模/數轉換電路。各章末尾設置了相關 Multisim 模擬分析和 VHDL 設計,以便鞏固和理解相關理論知識。每章均安排有小結和習題。同時,書中為讀者提供了重點難點微課視頻、教學課件、教學大綱和習題解答等教學資源。 本書註重基本概念、基本原理及基本分析設計方法的介紹,強調實際應用,內容敘述力求簡明扼要,通俗易懂,可以作為普通高等院校電氣信息類、電子信息類、自動化類、電腦類各專業及相關專業的本科生教材,也可以供相

目錄

緒論

 

 

第1章數字邏輯基礎

 

1.1概述

 

1.2數制和編碼

 

1.2.1數制

 

 

1.2.2二進制數的原、反、補碼表示及補碼運算

 

1.2.3編碼

 

1.3邏輯代數及其運算規則

 

1.3.1邏輯運算

 

1.3.2邏輯代數的公式和定理

 

1.4邏輯函數及其表示方法

 

1.4.1邏輯函數的定義

 

1.4.2邏輯函數的表示方法

 

1.4.3邏輯函數的標準形式

 

1.4.4邏輯函數表示方法間的轉換

 

1.5邏輯函數的化簡

 

1.5.1邏輯函數的代數化簡法

 

1.5.2邏輯函數的卡諾圖化簡法

 

1.5.3含有無關項的邏輯函數及其化簡

 

*1.6利用Multisim對邏輯函數進行化簡與轉換

 

本章小結

 

習題

 

第2章集成邏輯門電路

 

2.1概述

 

2.2門電路中開關器件的開關特性

 

2.2.1半導體二極管的開關特性

 

2.2.2半導體三極管的開關特性

 

2.2.3MOS管的開關特性

 

2.3分立元件門電路

 

2.3.1二極管“與”門

 

2.3.2二極管“或”門

 

2.3.3三極管“非”門

 

 

2.4TTL集成門電路

 

2.4.1TTL反相器

 

2.4.2TTL“與非”門

 

2.4.3TTL集電極開路門和三態門

 

2.5CMOS集成門電路

 

2.5.1CMOS反相器

 

2.5.2CMOS“與非”門和“或非”門

 

2.5.3CMOS漏極開路門、傳輸門和三態門

 

2.6集成邏輯門電路的主要性能參數

 

2.7正、負邏輯的概念

 

*2.8利用Multisim測試TTL反相器的電壓傳輸特性

 

*2.9利用VHDL設計門電路

 

本章小結

 

習題

 

第3章組合邏輯電路

 

3.1概述

 

3.1.1組合邏輯電路的特點

 

3.1.2組合邏輯電路的功能描述方法

 

3.2組合邏輯電路的分析

 

3.2.1組合邏輯電路的分析方法

 

3.2.2組合邏輯電路分析舉例

 

3.3組合邏輯電路的設計

 

3.3.1組合邏輯電路的設計方法

 

3.3.2組合邏輯電路設計舉例

 

3.3.3含有無關項的組合邏輯電路設計

 

*3.4組合邏輯電路的競爭冒險

 

3.4.1競爭冒險現象

 

3.4.2競爭冒險的判斷

 

3.4.3競爭冒險的消除

 

3.5常用組合邏輯電路及其應用

 

3.5.1編碼器

 

3.5.2解碼器

 

3.5.3加法器

 

3.5.4數據選擇器

 

3.5.5數據分配器

 

3.5.6數值比較器

 

*3.6利用Multisim分析組合邏輯電路

 

3.6.1小規模門電路構成的組合邏輯電路的模擬分析

 

3.6.2中規模組合邏輯電路的模擬分析

 

*3.7利用VHDL設計組合邏輯電路

 

本章小結

 

習題

 

第4章觸發器

 

4.1概述

 

4.2基本觸發器

 

4.2.1基本觸發器電路組成和工作原理

 

4.2.2基本觸發器的功能描述

 

4.3同步觸發器

 

4.3.1同步RS觸發器

 

4.3.2同步D觸發器

 

4.3.3同步JK觸發器

 

4.3.4同步T觸發器

 

4.4脈沖觸發器

 

4.4.1主從RS觸發器

 

4.4.2主從JK觸發器　

 

4.5邊沿觸發器

 

4.5.1維持阻塞式D觸發器

 

4.5.2利用傳輸時延的JK觸發器

 

4.6不同類型觸發器之間的轉換

 

4.6.1JK觸發器轉換成RS、D觸發器

 

4.6.2D觸發器轉換成RS、JK觸發器

 

4.7觸發器的電氣特性

 

*4.8利用Multisim分析觸發器

 

4.8.1同步RS觸發器的模擬分析

 

4.8.2邊沿JK觸發器的模擬分析

 

*4.9利用VHDL設計觸發器

 

本章小結

 

習題

 

第5章時序邏輯電路

 

5.1概述

 

5.1.1時序邏輯電路的基本概念

 

5.1.2時序邏輯電路的功能描述方法

 

5.2同步時序電路的分析

 

5.2.1同步時序電路的分析方法

 

5.2.2同步時序電路分析舉例

 

5.3同步時序電路的設計

 

5.3.1同步時序電路的設計方法

 

5.3.2同步時序電路設計舉例

 

*5.4異步時序電路

 

5.4.1異步時序電路的分析

 

5.4.2異步時序電路的設計

 

5.5常用時序邏輯電路

 

5.5.1寄存器

 

5.5.2計數器

 

*5.6利用Multisim分析時序邏輯電路

 

5.6.1兩位同步二進制計數器的模擬分析

 

5.6.2用74LS161N構成六十進制計數器

 

*5.7利用VHDL設計時序邏輯電路

 

本章小結

 

習題

 

第6章半導體存儲器與可編程邏輯器件

 

6.1存儲器概述

 

6.1.1半導體存儲器的分類

 

6.1.2存儲器的性能指標

 

6.2只讀存儲器

 

6.2.1ROM的電路結構和工作原理

 

6.2.2掩膜只讀存儲器

 

6.2.3可編程只讀存儲器

 

6.2.4ROM的應用

 

6.3隨機存取存儲器

 

6.3.1RAM的電路結構

 

6.3.2RAM的存儲單元

 

6.3.3RAM的擴展

 

6.4可編程邏輯器件

 

6.4.1可編程邏輯陣列

 

6.4.2可編程陣列邏輯

 

6.4.3通用陣列邏輯

 

6.4.4CPLD、FPGA和在系統編程技術簡介

 

*6.5利用Multisim分析半導體存儲器

 

本章小結

 

習題

 

第7章脈沖波形的產生和整形電路

 

7.1概述

 

7.1.1矩形脈沖的基本特性

 

7.1.2脈沖電路

 

7.2555定時器

 

7.2.1555定時器的電路結構

 

7.2.2555定時器的工作原理

 

7.3施密特觸發器

 

7.3.1門電路構成的施密特觸發器

 

7.3.2555定時器構成的施密特觸發器

 

7.3.3施密特觸發器的應用

 

7.4單穩態觸發器

 

7.4.1門電路構成的單穩態觸發器

 

7.4.2555定時器構成的單穩態觸發器

 

7.4.3單穩態觸發器的應用

 

7.5多諧振盪器

 

7.5.1門電路構成的多諧振盪器

 

7.5.2施密特觸發器構成的多諧振盪器

 

7.5.3石英晶體多諧振盪器

 

7.5.4555定時器構成的多諧振盪器

 

*7.6用Multisim分析555定時器的應用電路

 

7.6.1555定時器構成的施密特觸發器的模擬分析

 

7.6.2555定時器構成的多諧振盪器的模擬分析

 

本章小結

 

習題

 

第8章數/模轉換電路與模/數轉換電路

 

8.1概述

 

8.2D／A轉換器

 

8.2.1權電阻網絡D/A轉換器

 

8.2.2倒T形電阻網絡D/A轉換器

 

8.2.3D／A轉換器的主要技術指標

 

8.3A／D轉換器

 

8.3.1A／D轉換的一般過程

 

8.3.2並聯比較型A／D轉換器

 

8.3.3逐次逼近型A／D轉換器

 

8.3.4雙積分型A／D轉換器

 

8.3.5A/D轉換器的主要技術指標

 

*8.4利用Multisim分析D/A轉換電路和A／D轉換電路

 

8.4.1D/A轉換器的模擬分析

 

8.4.2A/D轉換器的模擬分析

 

本章小結

 

習題

 

 

參考文獻