数字电路与逻辑设计 第四版
写灵
34,2屮规模集成通用译码器
97
3.43码剂转换译码器
L■■■■P
(103)
344中规模集成数宇显示译码器
■↓▲■■■會■■
(F7)
3.5二进制运算电路…
111
3.5.』半加器…
■冒l■■■■P
■■■■?·P?■■■■
T·■
■■■■平■■曹L■■
■■■
(11
352全加器……
■噜中凵■■
…………(12
353中规模集成4位加法器
■中■
(113
354数值比较器………
115
36数据选择器:……………
36.L数裾选择器的类型及主耍性能
(119
362用数据选择器设计组合逻辑电路
……臼l23)
37数据分配器
■■「俨■俨■ld最■T■卜:4m■T
…(126)
38寄偶产生器检验铝
■d■■■■
28i
38.1奇偶产生器检验器的设讣…
■·■
128
382中规模集成奇偶产生器检验器
129
39组合逻辑电路中的冒险现象………
Dn■■司
13∩
39]组合电路中的竞争与冒险……
(13
3.92逻輯冒险的检查和消除
132
393功能险的消除…
(E35
■■日LP↓■d卩■P■↓■
135
思考题和习题
中·■■1■會■會■■■』■■■■+
q■■,■L■■
I36)
第4章集成发器
■↓Hennen
140
4.1Rs触发器
……(140
4.1.1基本RS触发器………………
140
4.1.2时钟RS触发器…………
(142
413主从RS触发器
………………………(45
4.2主从孔触发器
■■■卜■db
r『·T『■■■·■
(146
4.3维持阻塞型D触发器…
中P■■
49
44T和丁发器…
15
441T艘发器
442T触发器…
(152
45边沿型触发器
■昏■
152
4.5.1T边沿型jK触发器……
……………………………………(53〕
4.5.2CMOs过沿型D触发器………
(154)
数空生路与远辉设圹
本4.5.3(MOs边沿型IK触发器
Laaa日
46集成触发器使用中的几个同题
(56)
46.1集成触友器的选用
■!■■b■l!「_■■■■■首■宁■『
462激励表时应用
46.3触发器类型转换………………+……
(|7
464如何画工作波形
■■■■■■■
思考题和以题……
bb■=即L日4日日P日1F
第5章时序逻辑电路…
|64)
5.1时序逻辑电峪概述
((斗)
5.2同步时序电路的设计…
166)
52]同形时电路的设计方法………
〔166)
52,2拟定厨始状表或状态图
(|66
52.3状态简化
l69
524状恋分配
■『■4:1bd1bq十lPP!m早日日,
………(]73
525确笼激函数和输出函数……
5.2b设计毕例…
1d斗■↓■d善L
53同步时序电路的分析
1■1}r■十b
■1·4
54寄存器和锁存器……
中■1加■P
……(8l)
54!寄存器
(|8)
54,2锁存器……
移位寄存器
…(185)
55移位寄夺器的设计
(85)
552中规模集成移位寄存器
■L■■▲■■■■■■■L■
l■■■■■
(187)
553移位寄存器的应用
■d■■■
■■■■■■『■昌■t
(|91)
56计数器
■b·rt
]93
561计数器的功能和分茭…
562同步计数器…
193
563异步计数器
…(204)
564中规模集成计数器
4■b
↓■k■■lL■命I司k■中■司卩L■
卩■卩■『■■司bLpp
(208
565采用中规模集成计数器设计住意进制计数器
b■hd
…………(215)
5.7序列信号发生器…
■■口■■
(218
小结
■φ!4P4卩■■P卩■甲日▲■L■■■L■■■■■■■■
222
思考题秆习题…
4:卜b■1■■4卜■备
(222)
与录
第6章硬件描述语言
……(2281
61哽件描述谱言概述
■P■■
(2281
6,1.]现代EDA技术简介…
(228
6.l2硬性描述语言及共开发软件游介…
(230
6.2A△BEL-HD的基本语注
(232)
62ABFI-HDL的特点……
(232
622AB说HL-DL的语法规定
233)
62.3ABE!JD中对基本逻辑器件的述…
242)
6,3ABEL-I-|DL模块源文件绪构
………………(244)
6.3.1AEL-FDL模块基不结均框架
(244
6.3,2ABL-IDL模块结构…
(245
6.33ABFL-HIDL中的层次设汁方法
(254
4ISPSynario软件及兵使用方法……
641SPSynario软件的特点及安装
257
642ISPSynari0设订起点
…(259)
64.3sPSynario原理图]设讠……………,…
·:·
260
644「SPSynarioabre-lID.设计…
4L··■↓
4kd■■+■↓
(263)
645设计结果的测试与仿点
(264)
65利用ABEL-HDL源支件描述真值表和逻些数……
:■4■Ih"4
(266
*66利用ABEL-HDL瀌文件描述组合逻辑电路
(269)
G7利用ABCL-HIDL源文件描述时序逻辑电路
■■■■■冒■■■■TL「置
………………(272)
小结
276
思考题和习题………
(276
第7章半导体存储器……
■■T■■■■冒
■■■·■P■中■1■■P4P■■1■■■■■P
(279)
7!随机存诸器(RAM
(279}
7i.!RAM射基绀鸡
280}
2RAM的典型产品介绍
(284)
3RAM的容量扩展
……(285)
7.2只读存储器(RQM……
287)
721只读行储器(OM)
(288
7.2.2已可编只读存储器(PROM)…
…………(29()
723电可擦可编只读仔储器(2RCM
……【292)
伞72.4快因只读存储器(U盘
4294
*725ROM的应用…
「·P中自·日中■■
(295)
数字路与逻瓣饭计
7.3双端[随机存储器(OFRAN)
…(297)
7.3.!电路绪构
(297)
732工作原理………
298
小结…
…-(29)
思考题和习题
……(2919)
第8章可编程逻辑器件…
■「■t■■■
30
8.]可缩程逻辑器件的结构和分类
(301
81.PD器件表水方法
■1■日I■
0
8..2PLD的基本结构……
…………(303
83PLD的分类…
………(304)
814可编程逻辑器件的伊点
………(305i
82可编稔通用海利逻辑GAD
821GAI.器件的电路结构
(307
822输出遷斜宏单元OLM)组态结构…
*82.3编程应用中的几个叔术河题
……(3}14
*824用CAL.设计逻辑电路
83可编程逻辑阵列(PLA)………
■hlcd
831PLA的工作原理
…(318
832用PEA设计逻辑电路……灬
84复杂可编程逻辑器件(CPLD)…
…(321)
84MAx700S系列CPn器件
P,·■■
…(521)
312spLS1032EA器什
(328)
85现场可编程门阵列卜PGA)……
332)
85」FPGA的电路结构…,,
(332
8.52FPGA的连接方法…
853fP(A的编程和加载方法
■P+bm■
■■■P■俨■■■11■■
…(343)
*86用CPLD.FPGA设计数字系统
(347)
86,丨大规樸可编程逻辑器件的设计流程…………
347)
862用CPLD,FPGA设汁数字跑表
(348)
(356)
思考题和习题
(358
第9章脉冲单元电路
9!概述
(359
写录
91脉冲信号与脉冲电路
………………(359
92脉神信号的主要参数
集成运算放大器传输特性
……(360)
92施密特触发器
(36
92.J集门悔城的崩密特触发器………………
·會:
36)
92.2集运放构成的施密特触发器
364)
93单稳态触发器
366
93.1集成运放构成的单稳态触发器…
■■
……………………(366
932单片集成单稳态触发器
………(367)
933单稳态触发器的应用
■■l■肀■■噜1中■咱■中4·■Pd■■■■P!血可P"中I4卜q■■■卜■■l■·PP■
……(371)
94多谐振荡器…
■■■
■■■
372
94.集成运放构成的多谐振荡器
373)
942触密特触发器构成的多谐振荡器…
…………………“(374)
943单总态触发器构成的多谐振荡器
………(375}
944英品体振荡器
…(376)
*9555定时器及其应用
(376)
951555定时器的电路结构与功能……………
…………………(376
952用555定时器构成施密特触发器………
(378)
953用555定时器构成单稳态触发器………
…,(370)
9.54用555定时器构成自激多谐振荡器
(380)
小结
卜■中·■唱!甲■1會卩■■山1鲁■■自自
b4■■司■b+L
382)
思考题和习题…………
h■■■卜■■T冒n■■■■■a
L■■■
83
第10章模数及数模转换技术……
(386}
10.1模数及数模转换技术概述
(386
102数模转换器
(387}
i02.1数模转换器的基本原理
………87
!022电压型数模转换器
388
023电流型数模转换器
■日日■·日日日,日日4·上F中上
………391)
10,24中规模集成数模转换器………
(393
1025数葆转换器的性能指标
…(398)
0.3模数转换器
■■■■■■司卩I↓■b卩司db
…《40
1B3.了模数转换献基本原理
■■■P司由P上l■■◆b
(400
103,2直接转换型模数转换器
………(402
*13.3间接转换型模数转换器……
(407)
数字怒与逻沒过
10.34模数转换器的性能指标…
…(408)
10.4集成模数转换器
…(409)
■■ψb■中·■↓■■I壘■■『■■■■■■■■
■■■■■d■+l如■◆Pd■■Pq
(414)
恩考题和习题……
附录一常用逻辑单元图形符号对照表
(416
附录二本书中的文字符号和图形符号及其说明
…(48)
附录三汉英名词、缩写词对照表
(420)
参考文献
■『+司
………(424)
第0章绪论
内容提要本章介了数字按术发展历史,应信号三数了信号:重点讨
数制转换方法,包二进制数与一进制数.二进制数与;(+六)进制数以及仁意进
l数与伍意进制数二间的相豆换法。
01数字技术发展史
数子锼术是研究数字电路和它在各种学科领域应用的一门科学,它的发展大致
可分为5个阶段
数宁技术早在19世纪末就开始获得工程应用,电报通倍就是个简单的二值
数字系统。20世纪30年代:电话逐渐普及,在众多电话机中依靠人工方法来选取
所需要的对象已经不可能了,因此,拨号式自动电话交换系统应运而生。该系统在
数宇技术中首次引进了信息存堵的訴功能。特别需要指出的是在该系统的研究中
英国数学家乔治·布尔(eo:geboole:1847年创立了布尔代数理论轶得工程应
用,并在随后的实践中丰富和发展,逐渐形成了近代开关理论:继电鰍点网络理论
Relay-ContactNetworkTheory,在这个理论基础上建立了一套对数字逻辑电路的分
析方法和设计方法,为以后数字技术的发展莫定了理论基础
进入20世纪40年代,许多华事科学的研究迫切需要进行快速的大量计算.例
如,火箭的飞行迹和自动控制等,这就要求计算工作白动化,因此,1946年世界
上出现了第一台以电子管为基本元件的电子计算机(名为ENAC)但是,由于电子
管在性能指标上存在许多缺宥,困此,在晶体管出现以前,采用电子管为基本器伫
的一些数字设备只是在自动电话交换系统、数字通信和专用计算栿等少数学科领城
获得应用,这是数字技术发展的初期阶
从20世纪60年代开始,就在数字技术中广泛采用晶体管代替电子管仵为基本
器件。由于晶体管具有体积小、功耗低、工作速度高和工作命长等优点,使数宁
设备縮小了体积、降低了功耗、提高了工作速度和可靠性,因而,为数字技术的推
疒ˆ应用创造了条件。在计算杌、数字通信、测量仪表和自动京制等学科领城中都开
始妨用数字技术。这可称为数字技术发展的第二阶段
20世红60年代末至70年代中期是数技术发展的第二阶段。这一时削在数字
技术中广泛采用集成电路作为基本器件集成电路可以把成千上万约晶体管.电阻
数字电培与逻辉饭计
电容等元件以及它们的连线都制作在个面积很小的芯片上,它的应用使数字设备
的体积缩小、助耗降低和可靠性大幅度提高,特别是集成电路的价整随若生
技术豹进步丽愈来愈低廉。因此:数宇技术开始进人国民经济的各行各业叶,有数
♀达、卫足电视、自动控制、遥控、遥测,医学等学科领域都荻得应用
2G世纪7年代中期全80年代中期,由于微电子学的发展和集成电路生产:艺
的选步,集成电路在集成度和工作速度等性能指标上取得突被性进展。大规模超
大规模集成电路的生产技术已经非常威熟,一块芯片上可以集成儿百万.甚至尔千
万个元{。因而,出现了将一台计算机都集成在一块芯片⊥的黴型计算矾.它的出
现柝杰着数々技术发展进人了第四阶段、这是数字技术全而迅猛发展的一个阶段
不仅在计算机、通信、雷达、卫墓电视、测量仪表、宇航、医学生物工程等科
领域获得普遍应用:而遍及入们口常生活中的各亼方面,如交通自动控锕.程控
电话全电子交换系统、可视电话、家庭炊具自动榨制等
从20世纪80年代中期开始:超大规模的专用集成电路ASC的,作技术凵趋
成熟。∫商可以代客广将他们汝计的十分厐大的数字系统制作在块芯片十:,客户
便得鈣了所需费的系统级芯片:与此冋时,涌瑰了各种用户可编程逻辑器件,例如,
可编程阵列逻褀PAL,可编程通用阵列逻辑GAL,现场可编程门阵列FPGA
它们有配金的系列产品,用户只要将自己设计的数字系统通过编制·定的程序(通常
称为软件),再将程序输人到这些可编稃逻辑器件中便可得到所需的芯片。这些专用
的和通用的系统级芯片的应用不但进一步捉高了设备的性能,而且将数字系统的设
讨、安装和调试融为一体,并且都是在计算机上来完成的,这就彻底更新∫数子设
传统的研制方法,大大缩短了设备的研制周期和降低了设备成本,使之成为当今
数字技术发展的主要方向。
通过对数铲技术发展史的简要回顾,我们已经可以得出结论:在人类近向信息
社会的进程中,数字技术起到了关键性的作用
0.2脉冲信号与数字信号
在自然界中存在着许多物理量,其中有一些物理量,如温度、湿度、压刂、速
度等,它们在时间上和数值上都具有连续变化的特点,在一定范内可以取任意实
数值,通常称这种连续变化的物理量为模拟属.表示模拟量的电信号称为模拟信号
模拟倌号分为两类;是弦信号,二是冲信号.广义的来说、凡不具有迕续变
比形状的偯号,都叮以通称为脉冲信号。如方波、矩形波、尖脉冲、锯齿泼、钟形
畚见“跗录县名问、缩与诃对照表".(下同
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