現(xiàn)代數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)

第0章緒論1第1章邏輯代數(shù)7
1.1邏輯變量與邏輯函數(shù)7
1.1.1邏輯變量與3種基本邏輯函數(shù)7
1.1.2一般邏輯函數(shù)的定義與真值表8
1.2邏輯代數(shù)的基本公式與邏輯方程概述10
1.2.1邏輯函數(shù)的對(duì)偶函數(shù)和反演函數(shù)10
1.2.2邏輯代數(shù)的基本公式12
1.2.3幾個(gè)主要公式的代數(shù)法證明13
1.2.4更一般的狄摩根定律及用途13
1.2.5簡(jiǎn)單邏輯方程的真值表法求解14
1.3邏輯代數(shù)中的幾個(gè)重要規(guī)則14
1.3.1代入規(guī)則14
1.3.2分解規(guī)則15
1.3.3對(duì)偶規(guī)則15
1.3.4反演規(guī)則16
1.4最簡(jiǎn)邏輯函數(shù)式與代數(shù)法化簡(jiǎn)16
1.4.1最簡(jiǎn)邏輯函數(shù)式16
1.4.2代數(shù)法化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)17
1.5最小項(xiàng)函數(shù)與最大項(xiàng)函數(shù)及其有關(guān)定理18
1.5.1最小項(xiàng)函數(shù)與最小項(xiàng)型與或式18
1.5.2最大項(xiàng)函數(shù)與最大項(xiàng)型或與式19
1.5.3最小項(xiàng)與最大項(xiàng)的有關(guān)定理21
1.5.4函數(shù)展為最小項(xiàng)型與或式和最大項(xiàng)型或
與式的方法22
1.6邏輯函數(shù)的卡諾圖法表示與最小項(xiàng)、最大項(xiàng)相鄰組22
1.6.1卡諾圖的構(gòu)造方法22
1.6.2邏輯函數(shù)的卡諾圖法表示24
1.6.3最小項(xiàng)、最大項(xiàng)相鄰組概念及其在卡諾圖上的分布26
1.6.4在卡諾圖上合并最小項(xiàng)與最大項(xiàng)相鄰組28
1.7正則邏輯函數(shù)的卡諾圖法化簡(jiǎn)29
1.7.1邏輯函數(shù)卡諾圖法化簡(jiǎn)的流程圖30
1.7.2劃分相鄰組的規(guī)則30
1.7.3正則邏輯函數(shù)的卡諾圖法化簡(jiǎn)32
現(xiàn)代數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)目錄1.8奇異邏輯函數(shù)的卡諾圖法化簡(jiǎn)34
1.8.1奇異邏輯函數(shù)的真值表法給出34
1.8.2奇異邏輯函數(shù)的數(shù)學(xué)式法給出36
1.8.3正則最小項(xiàng)、最大項(xiàng)和奇異最小項(xiàng)、最大項(xiàng)概念38
1.8.4奇異函數(shù)最小項(xiàng)型與或式、最大項(xiàng)型或與式及函數(shù)的卡諾圖39
1.8.5奇異邏輯函數(shù)的卡諾圖法化簡(jiǎn)41
習(xí)題43第2章邏輯門(mén)電路的構(gòu)成及其工作原理53
2.1二極管的開(kāi)關(guān)特性53
2.2三極管的靜態(tài)特性及其等效電路55
2.2.1晶體三極管的靜態(tài)特性和靜態(tài)工作點(diǎn)55
2.2.2晶體三極管處于截止態(tài)、放大態(tài)、飽和態(tài)的條件57
2.3邏輯電路59
2.3.1邏輯電路概述59
2.3.2分立式二極管與門(mén)、或門(mén)、與或門(mén)邏輯電路60
2.3.3分立式三極管非門(mén)邏輯電路63
2.3.4分立式與非門(mén)、或非門(mén)、異或門(mén)、同或門(mén)邏輯電路63
2.3.5邏輯電路的邏輯類(lèi)型65
2.4集成式TTL型與非門(mén)邏輯電路及其工作原理66
2.4.1TTL型與非門(mén)邏輯電路66
2.4.2TTL型與非門(mén)邏輯電路的負(fù)載能力69
2.5集成式TTL型集電極開(kāi)路的與非門(mén)及其工作原理70
2.5.1TTL型集電極開(kāi)路的與非門(mén)及其工作原理70
2.5.2多個(gè)集電極開(kāi)路與非門(mén)輸出端的并聯(lián)操作及其邏輯功能72
2.6集成式三態(tài)輸出的TTL型與非門(mén)及其應(yīng)用72
2.6.1三態(tài)輸出的TTL型與非門(mén) 72
2.6.2三態(tài)輸出的TTL型其他門(mén)電路73
2.7集成式MOS型三極管的開(kāi)關(guān)特性 73
2.7.1集成式MOS型三極管及其分類(lèi)73
2.7.2N溝道增強(qiáng)型MOS三極管的結(jié)構(gòu)及工作原理 74
2.7.3P溝道增強(qiáng)型MOS三極管的結(jié)構(gòu)及工作原理 75
2.8集成式CMOS型邏輯門(mén)電路 76
2.8.1集成式CMOS型邏輯門(mén)電路及其分類(lèi)76
2.8.2集成式CMOS型非門(mén)電路76
2.8.3集成式CMOS型與非門(mén)電路 77
2.8.4集成式CMOS型或非門(mén)電路 78
習(xí)題79第3章組合邏輯電路及邏輯設(shè)計(jì)83
3.1組合邏輯電路概述 83
3.1.1組合邏輯電路的定義及分類(lèi) 83
3.1.2組合邏輯電路的學(xué)習(xí)內(nèi)容 85
3.1.3組合邏輯電路分析的一般步驟 86
3.1.4組合邏輯電路設(shè)計(jì)的一般步驟 86
3.2編碼器及其邏輯設(shè)計(jì) 87
3.2.1編碼器概述 87
3.2.2一位八進(jìn)制整數(shù)的編碼器及其設(shè)計(jì) 87
3.2.3一位八進(jìn)制整數(shù)的優(yōu)先權(quán)編碼器及其設(shè)計(jì) 89
3.2.48421BCD編碼的一位十進(jìn)制整數(shù)的編碼器及其設(shè)計(jì) 90
3.2.58421BCD編碼的一位十進(jìn)制整數(shù)優(yōu)先權(quán)編碼器及其設(shè)計(jì) 91
3.3譯碼器及其邏輯設(shè)計(jì) 92
3.3.1譯碼器概述 92
3.3.2二進(jìn)制數(shù)編碼的一位八進(jìn)制的譯碼器及其設(shè)計(jì) 92
3.3.38421BCD編碼的一位十進(jìn)制譯碼器及其設(shè)計(jì) 94
3.4顯示譯碼器及其邏輯設(shè)計(jì) 96
3.4.1顯示譯碼器概述 96
3.4.2顯示譯碼器的邏輯設(shè)計(jì) 98
3.5數(shù)據(jù)選擇器及其邏輯設(shè)計(jì) 101
3.5.1邏輯函數(shù)的最小項(xiàng)或展式101
3.5.2八選一的數(shù)據(jù)選擇器 101
3.6數(shù)據(jù)分配器及其邏輯設(shè)計(jì) 102
3.6.1數(shù)據(jù)分配器概述 102
3.6.28路數(shù)據(jù)分配器的邏輯設(shè)計(jì) 103
3.7用數(shù)據(jù)選擇器和譯碼器構(gòu)成組合邏輯電路 104
3.7.1用數(shù)據(jù)選擇器構(gòu)成組合邏輯電路的一般方法 104
3.7.2用數(shù)據(jù)選擇器構(gòu)成組合邏輯電路舉例 104
3.7.3用譯碼器構(gòu)成組合邏輯電路舉例 106
3.8數(shù)據(jù)比較器及其邏輯設(shè)計(jì) 107
3.8.1數(shù)據(jù)比較器概述 107
3.8.2兩個(gè)一位二進(jìn)制整數(shù)比較器的邏輯設(shè)計(jì) 107
3.8.3兩個(gè)4位二進(jìn)制整數(shù)比較器的邏輯設(shè)計(jì) 108
習(xí)題109第4章計(jì)算機(jī)中十進(jìn)制整數(shù)的加減法運(yùn)算原理113
4.1帶符號(hào)十進(jìn)制整數(shù)在機(jī)內(nèi)的原碼、反碼和補(bǔ)碼表示方法 113
4.1.1帶符號(hào)n位二進(jìn)制整數(shù)的取值范圍 113
4.1.2帶符號(hào)n位二進(jìn)制整數(shù)的原碼 113
4.1.3帶符號(hào)n位二進(jìn)制整數(shù)的反碼 114
4.1.4帶符號(hào)二進(jìn)制整數(shù)的補(bǔ)碼 115
4.1.5二進(jìn)制代碼的求補(bǔ)變換 116
4.1.6二進(jìn)制代碼的變補(bǔ)變換 116
4.1.7\[X\]原、\[X\]反、\[X\]補(bǔ)、\[－X\]補(bǔ)之間的關(guān)系 117
4.1.8小范圍帶符號(hào)十進(jìn)制整數(shù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示方法 118
4.2帶符號(hào)十進(jìn)制整數(shù)在機(jī)內(nèi)的二進(jìn)制加減法運(yùn)算 118
4.2.1概述 118
4.2.2\[X\]補(bǔ)與\[Y\]補(bǔ)的加法運(yùn)算 120
4.2.3\[X\]補(bǔ)與\[Y\]補(bǔ)的減法運(yùn)算 122
4.3不帶符號(hào)十進(jìn)制整數(shù)在機(jī)內(nèi)的二進(jìn)制加減法運(yùn)算 125
4.3.1概述 125
4.3.2不帶符號(hào)十進(jìn)制整數(shù)在機(jī)內(nèi)的二進(jìn)制加法運(yùn)算 126
4.3.3不帶符號(hào)十進(jìn)制整數(shù)在機(jī)內(nèi)的二進(jìn)制減法運(yùn)算 127
4.4全加減器與二元函數(shù)發(fā)生器 129
4.4.1多位二進(jìn)制整數(shù)加法運(yùn)算的過(guò)程 129
4.4.2全加器概念及其邏輯設(shè)計(jì) 130
4.4.3加法運(yùn)算與減法運(yùn)算的規(guī)則132
4.4.4全減器概念及其邏輯設(shè)計(jì) 134
4.4.5全加減器 134
4.4.6二元函數(shù)發(fā)生器及其邏輯電路135
習(xí)題 136第5章集成式雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器139
5.1雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器概述 139
5.1.1雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的基本特點(diǎn) 139
5.1.2雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的分類(lèi)及其具體電路的組成方式141
5.1.3觸發(fā)器課題的研究?jī)?nèi)容 143
5.2非鐘控式基本RS觸發(fā)器及其靜態(tài)分析143
5.2.1邏輯電路及其狀態(tài)方程組 144
5.2.2初始態(tài)預(yù)置和正常工作時(shí)的工作原理分析145
5.2.3邏輯功能表、輸出方程和激勵(lì)表 146
5.3非鐘控式觸發(fā)器的類(lèi)型、組成、邏輯設(shè)計(jì)和靜態(tài)分析150
5.3.1非鐘控式RS觸發(fā)器的組成、邏輯設(shè)計(jì)與靜態(tài)分析 150
5.3.2非鐘控式D觸發(fā)器的組成、邏輯設(shè)計(jì)與靜態(tài)分析 155
5.3.3非鐘控式JK觸發(fā)器的組成、邏輯設(shè)計(jì)與靜態(tài)分析159
5.3.4非鐘控式T觸發(fā)器的組成、邏輯設(shè)計(jì)與靜態(tài)分析 164
5.3.5關(guān)于非鐘控式觸發(fā)器的幾點(diǎn)說(shuō)明 168
5.4鐘控式電位型RS觸發(fā)器及其靜態(tài)分析170
5.4.1鐘控式電位型RS觸發(fā)器的邏輯電路和狀態(tài)方程組 170
5.4.2工作原理分析 171
5.4.3邏輯功能表、輸出方程與約束方程 172
5.4.4驅(qū)動(dòng)激勵(lì)表 174
5.5由鐘控式電位型RS觸發(fā)器構(gòu)成的交叉反饋式觸發(fā)器 176
5.5.1鐘控式電位型交叉反饋式觸發(fā)器的邏輯電路與狀態(tài)方程組 176
5.5.2工作原理分析 177
5.6鐘控式維阻型正跳變D觸發(fā)器及其靜態(tài)分析 177
5.6.1邏輯電路及有關(guān)說(shuō)明 178
5.6.2狀態(tài)方程組和初始態(tài)預(yù)置分析 179
5.6.3正常工作時(shí)的工作原理分析 180
5.6.4邏輯功能表、輸出方程與驅(qū)動(dòng)激勵(lì)表 182
5.7鐘控式主從型負(fù)跳變RS觸發(fā)器及其靜態(tài)分析 186
5.7.1鐘控式主從型RS觸發(fā)器的邏輯電路及其狀態(tài)方程組 186
5.7.2初始態(tài)預(yù)置分析與正常工作時(shí)分析 188
5.7.3輸出方程、約束方程與驅(qū)動(dòng)激勵(lì)表 188
5.8鐘控式主從型負(fù)跳變JK觸發(fā)器及其靜態(tài)分析 193
5.8.1鐘控式主從型負(fù)跳變JK觸發(fā)器的邏輯電路 193
5.8.2鐘控式主從型JK觸發(fā)器的輸出方程與約束方程 194
5.8.3鐘控式主從型JK觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)激勵(lì)表 195
5.9集成電路鐘控式跳變型觸發(fā)器之間的相互轉(zhuǎn)換 197
5.9.1觸發(fā)器相互轉(zhuǎn)換的關(guān)系圖 197
5.9.2鐘控式跳變型觸發(fā)器正常工作時(shí)的輸出方程和驅(qū)動(dòng)激勵(lì)表 198
5.9.3同種鐘控式跳變型觸發(fā)器之間相互轉(zhuǎn)換求解的流程圖 199
5.9.4鐘控式維阻型正跳變觸發(fā)器之間的轉(zhuǎn)換 200
5.9.5鐘控式主從型負(fù)跳變觸發(fā)器之間的轉(zhuǎn)換 202
習(xí)題202第6章時(shí)序邏輯電路概述207
6.1時(shí)序邏輯電路的分類(lèi)、定義及其輸入信號(hào)的各種設(shè)置情況 208
6.1.1時(shí)序邏輯電路的分類(lèi) 208
6.1.2鐘控式時(shí)序電路的組成及定義 208
6.1.3幾個(gè)基本概念 210
6.1.4鐘控式時(shí)序電路及存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、輸出網(wǎng)絡(luò)輸入信號(hào)的設(shè)置情況 211
6.2時(shí)序邏輯電路功能的給定方法 213
6.2.1存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)轉(zhuǎn)移功能的給定方法 214
6.2.2輸出網(wǎng)絡(luò)功能的給定方法 218
6.2.3進(jìn)位網(wǎng)絡(luò)功能的給定方法 222
6.3鐘控式時(shí)序邏輯電路分析和設(shè)計(jì)的一般步驟 223
6.3.1鐘控式時(shí)序邏輯電路分析的一般步驟 223
6.3.2鐘控式時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)的一般步驟 224
習(xí)題225第7章一階鐘控式時(shí)序電路227
7.1鐘控式存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的類(lèi)型及一階鐘控式存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的邏輯設(shè)計(jì) 227
7.1.1鐘控式存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的組成及有關(guān)概念 227
7.1.2鐘控式存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的類(lèi)型 231
7.1.3一階鐘控式不帶支鏈直線型存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)舉例 231
7.1.4一階鐘控式帶支鏈直線型存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)舉例 236
7.1.5一階鐘控式不帶支鏈單環(huán)型存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)舉例239
7.1.6一階鐘控式帶支鏈單環(huán)型存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)舉例 242
7.1.7幾點(diǎn)說(shuō)明 245
7.2鐘控式計(jì)數(shù)器概述 245
7.2.1計(jì)數(shù)器的定義、分類(lèi)及一般組成框圖 245
7.2.2計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)問(wèn)題的提法及其一般設(shè)計(jì)步驟 247
7.2.3鐘控式跳變型觸發(fā)器組的選定 247
7.2.4計(jì)數(shù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移表的類(lèi)型 248
7.3二進(jìn)制數(shù)編碼的一位2k進(jìn)制計(jì)數(shù)器的邏輯設(shè)計(jì) 249
7.3.1驅(qū)動(dòng)函數(shù)的設(shè)計(jì) 250
7.3.2激勵(lì)函數(shù)的設(shè)計(jì) 252
7.3.3初始態(tài)非鐘控式預(yù)置函數(shù)設(shè)計(jì) 255
7.3.4進(jìn)位函數(shù)的設(shè)計(jì) 256
7.3.5計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)方程組與相應(yīng)的邏輯電路 258
7.48421編碼的鐘控式一位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的邏輯設(shè)計(jì) 259
7.4.1驅(qū)動(dòng)函數(shù)的設(shè)計(jì) 260
7.4.2同步驅(qū)動(dòng)條件下激勵(lì)函數(shù)的求解 262
7.4.3異步驅(qū)動(dòng)條件下激勵(lì)函數(shù)的求解 264
7.4.4計(jì)數(shù)器的初始態(tài)預(yù)置函數(shù)設(shè)計(jì) 265
7.4.5計(jì)數(shù)器的進(jìn)位函數(shù)設(shè)計(jì) 265
7.4.6計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)方程組及其邏輯電路 266
7.4.7關(guān)于一位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)說(shuō)明 267
7.5鐘控式跳變型一位N進(jìn)制計(jì)數(shù)器的工作原理分析 267
7.5.1計(jì)數(shù)器工作原理分析的流程圖 268
7.5.2各種鐘控式跳變型觸發(fā)器的輸出功能表 268
7.5.3驅(qū)動(dòng)激勵(lì)表法分析同步式計(jì)數(shù)器工作原理舉例 270
7.5.4驅(qū)動(dòng)激勵(lì)表法分析異步式計(jì)數(shù)器工作原理舉例 271
7.5.5輸出方程法分析鐘控式計(jì)數(shù)器工作原理舉例 273
7.6初始態(tài)預(yù)置錯(cuò)誤時(shí)的分析和自啟動(dòng)型計(jì)數(shù)器的邏輯設(shè)計(jì) 276
7.6.1計(jì)數(shù)器初始態(tài)預(yù)置錯(cuò)誤時(shí)的工作原理分析 276
7.6.2自啟動(dòng)型鐘控式一位N進(jìn)制計(jì)數(shù)器的邏輯設(shè)計(jì)舉例 278
7.7組合式計(jì)數(shù)器及其邏輯設(shè)計(jì) 280
7.7.1組合式計(jì)數(shù)器概念 280
7.7.2組合式N進(jìn)制計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)的一般步驟 281
7.7.3組合式計(jì)數(shù)器的級(jí)數(shù)和計(jì)數(shù)值的計(jì)算式281
7.7.4幾種常用小進(jìn)制數(shù)計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì) 282
7.7.5組合式N進(jìn)制計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)舉例 287
7.7.6關(guān)于組合式計(jì)數(shù)器的幾點(diǎn)說(shuō)明 289
7.8鐘控式信號(hào)序列發(fā)生器及其邏輯設(shè)計(jì) 289
7.8.1信號(hào)序列發(fā)生器的定義、分類(lèi)及一般組成框圖289
7.8.2鐘控式信號(hào)序列發(fā)生器邏輯設(shè)計(jì)的一般步驟 290
7.8.3不帶過(guò)渡碼單變量信號(hào)序列發(fā)生器設(shè)計(jì)舉例 291
7.8.4帶過(guò)渡碼單變量信號(hào)序列發(fā)生器設(shè)計(jì)舉例 295
7.8.5不帶過(guò)渡碼多變量信號(hào)序列發(fā)生器設(shè)計(jì)舉例 298
習(xí)題302第8章數(shù)模轉(zhuǎn)換器與模數(shù)轉(zhuǎn)換器311
8.1概述 311
8.1.1用計(jì)算機(jī)控制模擬量系統(tǒng)的組成框圖 311
8.1.2數(shù)模轉(zhuǎn)換器與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)311
8.1.3數(shù)模轉(zhuǎn)換器的分類(lèi) 312
8.1.4模數(shù)轉(zhuǎn)換器的分類(lèi) 312
8.2T型電阻式的數(shù)模轉(zhuǎn)換器 312
8.2.14位T型電阻式數(shù)模轉(zhuǎn)換器的電路圖與工作原理 313
8.2.2N位T型電阻式數(shù)模轉(zhuǎn)換器的電路圖與工作原理 314
8.2.3T型電阻式數(shù)模轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度 315
8.3逐次逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換器 315
8.3.1逐次逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換器的組成框圖 315
8.3.2逐次逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換器工作原理的一般說(shuō)明 316
8.3.33位逐次逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電路圖及工作原理 317
8.3.43位逐次逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì) 319
8.3.5n位逐次逼近式寄存器的設(shè)計(jì)方程組與邏輯電路 323
習(xí)題323附錄A鐘控式同步計(jì)數(shù)器的兩種設(shè)計(jì)方法與比較 325參考文獻(xiàn)333