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数字电子技术(第十一版)

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标签: 数字电路

数字电路

本书是一本关于数字电子技术的经典教材,并根据国内教学的实际情况对内容进行了缩减。全书主要介绍了数字电子技术的基本概念、数字系统、逻辑门、布尔代数和逻辑化简、组合逻辑分析、组合逻辑电路函数、触发器、移位寄存器、计数器、数据存储、数字信号处理、数据传输、集成电路技术等。全书的特色在于示例与练习丰富、图解清晰、写作风格简约

第1章  基本概念  1

1.1  数字量与模拟量  1

1.1.1  模拟电子系统  2

1.1.2  使用数字方法与模拟方法的

系统  2

1.1.3  机电一体化  2

1.2  二进制数、逻辑电平和数字

波形  3

1.2.1  二进制数  3

1.2.2  逻辑电平  4

1.2.3  数字波形  4

1.2.4  数字波形携带二进制信息  6

1.2.5  数据传输  7

1.3  固定功能的逻辑设备  8

1.3.1  集成电路的封装  9

1.3.2  引脚编号  10

1.3.3  固定功能的集成电路的

集成度分类  10

判断题  11

自测题  11

习题  11

答案  13

第2章  数字系统、运算和编码  14

2.1  十进制数  14

2.2  二进制数  15

2.2.1  二进制计数  15

2.2.2  二进制数的加权结构  16

2.2.3  二进制数到十进制数的转换  17

2.3  十进制数到二进制数的转换  17

2.3.1  权和的方法  17

2.3.2  重复除以2的方法  18

2.3.3  十进制小数转换为二进制数  19

2.4  二进制算术  19

2.4.1  二进制加法  19

2.4.2  二进制减法  20

2.4.3  二进制乘法  21

2.4.4  二进制除法  21

2.5  二进制数的反码和补码  22

2.5.1  求二进制数的反码  22

2.5.2  求二进制数的补码  22

2.6  带符号数  23

2.6.1  符号位  23

2.6.2  符号数值形式  23

2.6.3  反码形式  24

2.6.4  补码形式  24

2.6.5  带符号数的十进制值  24

2.6.6  带符号整数的表示范围  26

2.6.7  浮点数  26

2.7  带符号数的算术运算  28

2.7.1  加法  28

2.7.2  减法  29

2.7.3  乘法  30

2.7.4  除法  32

2.8  十六进制数  33

2.8.1  十六进制计数  34

2.8.2  二进制数到十六进制数

的转换  34

2.8.3  十六进制数到二进制数

的转换  34

2.8.4  十六进制数到十进制数

的转换  35

2.8.5  十进制数到十六进制数

的转换  35

2.8.6  十六进制加法  36

2.8.7  十六进制减法  36

2.9  八进制数  38

2.9.1  八进制数到十进制数的转换  38

2.9.2  十进制数到八进制数的转换  39

2.9.3  八进制数到二进制数的转换  39

2.9.4  二进制数到八进制数的转换  39

2.10  二-十进制编码(BCD)  40

2.10.1  8421  BCD码  40

2.10.2  BCD码加法  41

2.11  数字编码  42

2.11.1  格雷码  42

2.11.2  典型应用  44

2.12  错误检测码  45

2.12.1  错误检测的奇偶校验法  45

2.12.2  循环冗余校验码(CRC)  46

判断题  49

自测题  49

习题  50

答案  54  [1] 

第3章  逻辑门  58

3.1  反相器  58

3.1.1  否定和极性指示  58

3.1.2  反相器真值表  58

3.1.3  反相器运算  59

3.1.4  时序图  59

3.1.5  反相器的逻辑表达式  59

3.1.6  应用举例  60

3.2  与门  60

3.2.1  与门运算  61

3.2.2  与门真值表  61

3.2.3  具有波形输入的与门运算  62

3.2.4  与门的逻辑表达式  64

3.2.5  应用举例  64

3.3  或门  66

3.3.1  或门运算  66

3.3.2  或门真值表  66

3.3.3  具有波形输入的或门运算  66

3.3.4  或门的逻辑表达式  68

3.3.5  应用举例  69

3.4  与非门  69

3.4.1  与非门运算  70

3.4.2  具有波形输入的与非门运算  70

3.4.3  与非门的逻辑表达式  73

3.5  或非门  73

3.5.1  或非门运算  73

3.5.2  具有波形输入的或非门运算  74

3.5.3  或非门的逻辑表达式  76

3.6  异或门和同或门  76

3.6.1  异或门  76

3.6.2  同或门  77

3.6.3  具有波形输入的运算  78

3.6.4  应用举例  79

3.7  固定功能的逻辑门  79

3.7.1  74系列逻辑门功能  79

3.7.2  74系列逻辑电路  82

3.7.3  工作特性和参数  85

判断题  89

自测题  89

习题  90

答案  93

第4章  布尔代数和逻辑化简  97

4.1  布尔运算和表达式  97

4.1.1  布尔加法  97

4.1.2  布尔乘法  98

4.2  布尔代数的定律和法则  98

4.2.1  布尔代数的定律  98

4.2.2  布尔代数的法则  100

4.3  德?摩根定理  103

4.3.1  德?摩根定理的应用  105

4.4  逻辑电路的布尔分析  106

4.4.1  逻辑电路的布尔表达式  106

4.4.2  构建逻辑电路的真值表  107

4.5  使用布尔代数进行化简  108

4.6  布尔表达式的标准形式  111

4.6.1  乘积项之和(SOP)形式  111

4.6.2  一般表达式向乘积项之和形式的转换  112

4.6.3  最小项(标准乘积项)之和形式  113

4.6.4  和项之乘积(POS)形式  114

4.6.5  最大项(标准和项)之乘积形式  115

4.6.6  把最小项之和转换为最大项之乘积  116  [1] 

4.7  布尔表达式和真值表  117

4.7.1  把乘积项之和表达式转换

为真值表的形式  117

4.7.2  把和项之乘积表达式转换

为真值表的形式  117

4.7.3  从真值表确定标准表达式  118

4.8  卡诺图  119

4.8.1  3变量卡诺图  120

4.8.2  4变量卡诺图  120

4.8.3  小方格相邻  121

4.8.4  Q-M(奎恩-麦克拉斯基)

方法  121

4.8.5  Espresso算法  121

4.9  卡诺图乘积项之和的最小化  122

4.9.1  最小项之和表达式的卡诺图

映射  122

4.9.2  非最小项之和表达式的

卡诺图映射  123

4.9.3  乘积项之和表达式的卡诺图

化简  124

4.9.4  直接从真值表映射  127

4.9.5  “无关”项  128

4.10  卡诺图和项之乘积的最小化  129

4.10.1  最大项之乘积表达式的

卡诺图映射  129

4.10.2  和项之乘积表达式的

卡诺图化简  130

4.10.3  使用卡诺图在和项之乘积与

乘积项之和之间进行转换  131

4.11  Q-M方法  132

判断题  135

自测题  135

习题  136

答案  141

第5章  组合逻辑分析  146

5.1  基本组合逻辑电路  146

5.1.1  与-或逻辑  146

5.1.2  与-或-非逻辑  147

5.1.3  异或逻辑  148

5.1.4  同或逻辑  149

5.2  组合逻辑电路的实现  150

5.2.1  从布尔表达式到逻辑电路  150

5.2.2  从真值表到逻辑电路  152

5.3  与非门和或非门的通用特性  155

5.3.1  与非门作为通用的逻辑

元件  155

5.3.2  或非门作为通用的逻辑

元件  156

5.4  使用与非门和或非门的组合

逻辑  157

5.4.1  与非逻辑  157

5.4.2  或非逻辑  159

5.5  具有脉冲波形输入的逻辑电路

运算  161

判断题  163

自测题  163

习题  164

答案  168

第6章  组合逻辑电路  171

6.1  基本加法器  171

6.1.1  半加器  171

6.1.2  全加器  172

6.2  并行二进制加法器  174

6.2.1  4位并行加法器  175

6.2.2  4位并行加法器的真值表  175

6.2.3  加法器扩展  176

6.2.4  应用举例  177

6.3  异步进位与超前进位加法器  179

6.3.1  异步进位加法器  179

6.3.2  超前进位加法器  179

6.3.3  超前进位与异步进位加法器

的组合  181

6.4  比较器  182

6.4.1  相等  182

6.4.2  不相等  183

6.5  译码器  185

6.5.1  基本二进制译码器  185

6.5.2  4位译码器  186

6.5.3  BCD-十进制译码器  188

6.5.4  BCD-7段译码器  189

6.5.5  4位显示器的灭零  190

6.6  编码器  191

6.6.1  十进制-BCD编码器  191

6.6.2  应用举例  193

6.7  代码转换器  194

6.7.1  BCD-二进制转换  194

6.7.2  二进制-格雷码和格雷码

-二进制转换  196

6.8  多路复用器(数据选择器)  196

6.8.1  应用举例  200

6.9  多路分配器  203

6.9.1  4线-16线多路分配器  204

6.10  奇偶发生器/校验器  204

6.10.1  基本奇偶逻辑  205

6.10.2  数据传输系统的错误检测  206

判断题  207

自测题  208

习题  209

答案  215  [1] 

第7章  锁存器、触发器和定时器  219

7.1  锁存器  219

7.1.1  S-R(置位-复位)锁存器  219

7.1.2  应用举例  222

7.1.3  门控S-R锁存器  223

7.1.4  门控D锁存器  223

7.2  边沿触发器  225

7.2.1  边沿触发的D触发器  225

7.2.2  边沿触发的J-K触发器  226

7.2.3  边沿触发操作  228

7.2.4  异步预置位和清零输入  231

7.3  触发器运算特性  234

7.3.1  传输延迟时间  234

7.3.2  建立时间  234

7.3.3  保持时间  235

7.3.4  最大时钟频率  235

7.3.5  脉冲宽度  235

7.3.6  功率损耗  235

7.3.7  触发器的具体比较  236

7.4  触发器应用  236

7.4.1  并行数据存储  236

7.4.2  分频  237

7.4.3  计数  239

7.5  单稳态触发器  240

7.5.1  不可重复触发单稳态

触发器  242

7.5.2  可重复触发单稳态触发器  243

7.5.3  应用举例  244

7.5.4  555定时器  244

7.6  非稳态多谐振荡器  247

7.6.1  555定时器用作非稳态

多谐振荡器  247

判断题  250

自测题  251

习题  252

答案  257

第8章  移位寄存器  260

8.1  移位寄存器的功能  260

8.2  移位寄存器数据输入/输出的

类型  261

8.2.1  串行输入/串行输出移位

寄存器  261

8.2.2  串行输入/并行输出移位

寄存器  263

8.2.3  并行输入/串行输出移位

寄存器  264

8.2.4  并行输入/并行输出移位

寄存器  267

8.3  双向移位寄存器  268

8.4  移位寄存器计数器  271

8.4.1  约翰逊计数器  271

8.4.2  环形计数器  272

8.5  移位寄存器应用  273

8.5.1  时间延迟  273

8.5.2  串行到并行数据转换器  275

8.5.3  通用异步接收发送机

(UART)  276

8.5.4  键盘译码器  278

8.6  关联标注的逻辑符号  280

判断题  281

自测题  281

习题  282

答案  285

第9章  计数器  288

9.1  有限状态机  288

9.1.1  有限状态机的一般模式  288

9.2  异步计数器  290

9.2.1  2位异步二进制计数器  290

9.2.2  异步译码计数器  293

9.3  同步计数器  296

9.3.1  2位同步二进制计数器  296

9.3.2  3位同步二进制计数器  297

9.3.3  4位同步二进制计数器  299

9.3.4  4位同步译码计数器  299

9.4  加/减同步计数器  302

9.5  同步计数器的设计  306

9.5.1  步骤1:状态图  306

9.5.2  步骤2:次态表  306

9.5.3  步骤3:触发器转换表  306

9.5.4  步骤4:卡诺图  306

9.5.5  步骤5:触发器输入的逻辑

表达式  308

9.5.6  步骤6:计数器的实现  308

9.6  级联计数器  311

9.6.1  具有截断序列的级联

计数器  314

9.7  计数器译码  315

9.7.1  译码假信号  316

9.8  计数器应用  318

9.8.1  数字时钟  318

9.8.2  停车控制  320

9.8.3  并行数据到串行数据

的转换(多路复用)  321

9.9  关联标注的逻辑符号  323

判断题  324

自测题  324

习题  325

答案  330

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