目    录
 
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
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
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
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
第10章  数据存储	333
10.1  半导体存储器基础	333
10.1.1  二进制数据的单位：
        位、字节、半字节和字	333
10.1.2  基本半导体存储阵列	333
10.1.3  存储器地址和容量	334
10.1.4  存储器的基本操作	335
10.1.5  RAM和ROM	337
10.2  随机访问存储器(RAM)	337
10.2.1  RAM系列	337
10.2.2  静态RAM(SRAM)	338
10.2.3  异步SRAM的操作	339
10.2.4  具有突发特性的同步
        SRAM	341
10.2.5  高速缓冲存储器	343
10.2.6  动态RAM(DRAM)存储
        单元	344
10.2.7  DRAM的组成结构	345
10.2.8  DRAM的类型	348
10.3  只读存储器(ROM)	349
10.3.1  ROM系列	349
10.3.2  掩模ROM	349
10.3.3  ROM的组成结构	352
10.3.4  ROM存取时间	353
10.4  可编程 ROM	353
10.4.1  PROM	353
10.4.2  EPROM	354
10.5  闪存	356
10.5.1  闪存单元	356
10.5.2  基本闪存操作	356
10.5.3  闪存阵列	357
10.5.4  闪存和其他存储器的
        比较	358
10.5.5  USB闪存	359
10.6  存储器扩展	360
10.6.1  字长扩展	360
10.6.2  字容量扩展	362
10.6.3  存储模块	363
10.7  特殊类型的存储器	365
10.7.1  先进先出(FIFO)存储器	365
10.7.2  FIFO寄存器的应用	366
10.7.3  后进先出(LIFO)存储器	366
10.7.4  CCD存储器	368
10.8  磁和光存储	369
10.8.1  磁存储	369
10.8.2  磁-光存储	372
10.8.3  光存储	372
判断题  	374
自测题  	374
习题 	375
答案	378
第11章  数字信号处理	381
11.1  模拟信号转换为数字信号	381
11.1.1  采样和滤波	381
11.1.2  保持采样值	383
11.1.3  模-数转换	383
11.2  模-数转换方法	386
11.2.1  快速浏览运算放大器	386
11.2.2  快速(同时)模-数转换器	387
11.2.3  双积分模-数转换器	389
11.2.4  逐次渐近模-数转换器	390
11.2.5  求和-增量模-数转换器	392
11.2.6  测试模-数转换器	394
11.2.7  模-数转换错误	394
11.3  数-模转换方法	395
11.3.1  二进制权值输入数-模
        转换器	395
11.3.2  R/2R阶梯形数-模转换器	397
11.3.3  数-模转换器的性能特征	399
11.3.4  测试数-模转换器	400
11.3.5  数-模转换错误	400
11.3.6  重构滤波器	402
11.4  数字信号处理基础	402
判断题  	403
自测题  	403
习题  	404
答案	407
第12章  数据传输	410
12.1  数据传输介质	410
12.1.1  电线连接	410
12.1.2  同轴电缆	410
12.1.3  双绞线电缆	411
12.1.4  光缆	411
12.1.5  光纤的数据通信链路	412
12.1.6  无线传输	413
12.2  数据传输方式和模式	414
12.2.1  串行和并行数据	414
12.2.2  异步数据	415
12.2.3  同步数据	415
12.2.4  传输速率	417
12.2.5  传输效率	418
12.2.6  传输模式	418
12.3  模拟信号的数字调制	418
12.3.1  幅移键控	418
12.3.2  频移键控	419
12.3.3  相移键控	419
12.3.4  正交调幅	420
12.3.5  星座图	420
12.4  数字信号的模拟调制	421
12.4.1  脉冲幅度调制	421
12.4.2  脉冲宽度调制	422
12.4.3  脉冲位置调制	423
12.4.4  脉冲编码调制	425
12.4.5  数字数据系统	426
12.5  多路复用和解复用	427
12.5.1  时分多路复用	427
12.5.2  频分多路复用	430
12.6  总线基础	431
12.6.1  总线	431
12.6.2  并行和串行总线	431
12.6.3  内部和外部总线	432
12.6.4  通用总线的特性	432
12.6.5  总线协议	433
12.6.6  同步和异步总线	433
12.6.7  单端总线和差分总线
        的比较	434
12.7  并行总线	435
12.7.1  PCI总线	435
12.7.2  PCI-X总线	435
12.7.3  PCI-Express总线	436
12.7.4  IEEE-488总线	436
12.7.5  并行SCSI总线	439
12.8  通用串行总线(USB)	439
12.8.1  USB电缆和连接器	440
12.8.2  USB的数据格式	441
12.9  其他串行总线	442
12.9.1  RS-232/422/423/485总线	442
12.9.2  SPI总线	444
12.9.3  I2C总线	444
12.9.4  CAN总线	445
12.9.5  法尔接口总线	446
12.9.6  串行SCSI总线	447
12.10  总线接口	447
12.10.1  基本多路复用总线	447
12.10.2  总线信号	448
12.10.3  将设备连接到总线	448
12.10.4  总线争用	450
12.10.5  多路复用I/O	450
判断题  	451
自测题  	452
习题  	454
答案	458
奇数编号习题的答案	461