第一章数值和码制

一、学习目标 
本章首先介绍数字信号和数字电路的特点；然后重点介绍几种常用的数制及其相互转换、二进制的算术运算；最后介绍几种常用的编码。
二、能力目标
 了解数字信号和数字电路的概念、特点，重点掌握数制及其相互转换；掌握反码、补码的概念及二进制的算术运算；了解几种常用的编码形式。
三、学习要点
1.数字电路研究的主要问题是输入变量与输出函数间的逻辑关系，其工作信号在时间和数值上是离散的，用二值量0、1表示。
2.二进制是数字电路的基本计数体制；十六进制有16个数字符号；4位二进制数可表示1位十六进制数。
3. 常用的编码有8421码、格雷码、余3码等。

●1.1数字电路概述

本节主要介绍数字信号和数字电路的特点，要求学习者了解数字信号和数字电路的概念、特点。

●1.2几种常用的数制及其转换

本节主要介绍几种常用的数制：二进制数、八进制数、十进制数、十六进制数及其相互转换。通过学习，学习者要了解常用的这几种数制的特点，重点掌握数制之间相互转换的方法。

●1.3二进制的算术运算

本节主要介绍二进制数的加、减、乘、除四种算术运算和带符号位的二进制数的原码、反码、补码的基本概念。通过学习，学习者掌握二进制数的基本运算，会求带符号位的二进制数的原码、反码、补码，能够熟练地利用补码进行加减运算。

●1.4几种常用的编码

本节主要介绍几种常用的编码，常用的编码有8421码、2421码、格雷码、余3码等。

第二章逻辑代数基础

一、学习目标 
本章首先介绍逻辑代数的基本运算（与、或、非）及基本定理；然后介绍逻辑函数及其表示方法；最后重点介绍逻辑函数的公式法化简和卡诺图法化简。
二、能力目标
掌握逻辑代数的基本运算（与、或、非）及基本定理；了解最小项、最大项的概念；掌握逻辑函数的表示方法及相互转换；重点掌握逻辑函数的化简方法。
三、学习要点
1.逻辑代数有3种基本的逻辑运算（与、或、非），由这3种运算可组合成多种复合运算（与非、或非、异或、同或、与或非）。
2.逻辑函数有五种常用的表示方法：真值表、逻辑函数表达式、逻辑图、波形图、卡诺图。这些方法虽然各具特点，但都能表示输出函数与输入变量之间的取值对应关系。五种表示方法可以相互转换。
3.逻辑函数的化简是分析、设计数字电路的重要环节。实现同样的功能，电路越简单，成本就越低，且工作越可靠。化简逻辑函数有两种方法：公式法和卡诺图法；公式法化简就是根据定理、公式、基本规则化简逻辑函数，它的使用不受任何条件的限制。卡诺图法化简的特点是简单、直观，而且可遵循一定的化简步骤，但对于变量超过5个以上的多变量逻辑函数化简，由于简单直观性较差而不大适用。两种方法各有所长，又各有不足，需熟练掌握。
4.在实际逻辑问题中，输入变量之间常存在一定的制约关系，称为约束，把表明约束关系的等式称为约束条件。在逻辑函数的化简中，充分利用约束条件可使逻辑表达式更加简单。

●2.1逻辑代数的三种基本运算

本节主要介绍逻辑代数有三种基本的逻辑运算（与、或、非）和由这三种运算组合成的多种复合运算（与非、或非、异或、同或、与或非）。通过学习，学习者掌握逻辑代数常用的逻辑运算关系。

●2.2 逻辑代数的基本公式和常用公式

本节主要介绍逻辑代数的基本公式和常用公式，这些公式常常应用于公式法化简逻辑函数。

●2.3逻辑代数的基本定理

本节介绍逻辑代数的基本定理——代入定理、反演定理、对偶定理。通过学习，学习者要掌握用反演定理求反函数和用对偶定理求对偶式的方法。

●2.4逻辑函数及其表示方法

本节介绍逻辑函数及其表示方法，逻辑函数有五种常用的表示方法：真值表、逻辑函数表达式、逻辑图、波形图、卡诺图。这些方法虽然各具特点，但都能表示输出函数与输入变量之间的取值对应关系，并且这五种表示方法可以相互转换。

●2.5逻辑函数的两种标准形式

本节介绍逻辑函数的两种标准形式：标准与或表达式（最小项之和）和标准或与表达式（最大项之积）。通过学习，学习者了解最小项、最大项的概念及性质，会求逻辑函数的两种标准形式。

●2.6逻辑函数的公式法化简

化简逻辑函数有两种方法：公式法和卡诺图法。本节介绍的公式化简法，就是根据定理、公式、基本规则化简逻辑函数，它的使用不受任何条件的限制。

●2.7逻辑函数的卡诺图化简法

本节介绍化简逻辑函数的另一种方法——卡诺图法。卡诺图法化简的特点是简单、直观，而且可遵循一定的化简步骤进行化简。通过学习，学习者要掌握用卡诺图表示逻辑函数的方法，重点掌握用卡诺图化简逻辑函数的方法及注意事项。

●2.8具有无关项的逻辑函数及其化简

本节介绍具有无关项的逻辑函数的化简。通过学习，学习者要明确约束项、任意项、无关项的概念，掌握利用无关项化简逻辑函数的方法及注意事项。

第三章门电路

一、学习目标
本章首先介绍半导体二极管、三极管、MOS管的开关特性及分离元件门电路；然后介绍TTL反相器和CMOS反相器的电路结构、工作原理、逻辑特性、电气参数，以及与非门、或非门、三态门、OC门、OD门和传输门的特性。最后介绍TTL门电路和CMOS门电路使用中需注意的事项以及TTL门电路和CMOS门电路的接口问题。
二、能力目标
掌握半导体二极管、三极管和MOS管的开关特性以及分离元件门电路。熟练掌握TTL反相器和CMOS反相器的电路结构、工作原理、逻辑特性、电气参数以及与非门、或非门、三态门、OC门、OD门和传输门的工作原理和特点。了解TTL门电路和CMOS门电路使用中需注意的事项以及TTL门电路和CMOS门电路的接口问题。
三、学习要点
1.半导体二极管、三极管和MOS管是数字电路中的基本开关元件。二极管具有单向导电性，三极管是电流控制的具有放大特性的开关元件，MOS管是用电压控制的具有放大特性的开关元件。二极管与门、二极管或门和三极管非门是最基本的分离元件门电路。
2.集成电路分为TTL和CMOS两大类。其主要电气特性有电压传输特性、噪声容限、功率损耗、传输延迟时间、开门电平、关门电平、扇出系数等。
3．TTL门电路具有工作速度高、带负载能力强等优点；CMOS门电路具有功耗低、集成度高、工作电压范围宽、抗干扰能力强等特点，它们都是目前广泛采用的集成电路。在逻辑门电路的实际应用中，有可能遇到不同类型门电路之间，门电路与负载之间的接口技术问题以及抗干扰工艺问题。正确分析与解决这些问题，是数字电路设计工作者应当掌握的基本功。

●3.1半导体器件的开关特性

本节介绍半导体二极管、三极管、MOS管的开关特性。二极管具有单向导电性，三极管是电流控制的具有放大特性的开关元件，MOS管是用电压控制的具有放大特性的开关元件。

●3.2分立元件组成的基本运算门电路

本节介绍半导体二极管、三极管、MOS管组成的分离元件门电路。要求学习者掌握这些分离元件门电路的结构、功能及特点。

●3.3 TTL反相器的电路结构及工作原理

本节介绍TTL反相器的电路结构、工作原理。要求学习者掌握TTL反相器的电路结构、工作原理、逻辑功能、电压传输特性以及相关电气参数（噪声容限、开门电平、关门电平等）。

●3.4TTL反相器的输入输出特性

本节介绍TTL反相器的输入特性、输入负载特性、输出特性。通过学习，学习者掌握TTL反相器的输入特性、输入负载特性、输出特性，掌握电气参数：输入短路电流、输入漏电流、开门电阻、关门电阻、拉电流、灌电流等的大小及方向的确定。

●3.5TTL与非门、或非门电路

本节介绍TTL与非门、或非门的电路结构及工作原理，掌握TTL与非门、或非门的逻辑功能及其输入端电流大小的确定。

●3.6 TTLOC门和三态门

本节介绍TTL三态门、OC门的电路结构、工作原理，要求学习者掌握TTL三态门、OC门的逻辑功能，重点掌握TTL三态门、OC门在实际工程中的应用。

●3.7CMOS反相器及其工作原理

本节介绍CMOS反相器的电路结构、工作原理、逻辑特性、电气参数。要求学习者了解CMOS反相器的逻辑功能，掌握CMOS反相器的电压传输特性及电气参数：输出高低电平、噪声容限、转折电压。

●3.8其它类型的CMOS门电路

本节介绍CMOS与非门、或非门、OD门和传输门的电路结构、工作原理、逻辑功能。要求学习者掌握CMOS与非门、或非门、OD门和传输门的特点及实际应用。

第四章组合逻辑电路

一、学习目标
本章介绍组合逻辑电路的分析方法和设计方法，以及编码器、译码器、数据选择器、数据分配器、加法器、数值比较器等常用的中规模组合逻辑器件，重点介绍用中规模集成电路（MSI）设计组合逻辑电路。最后简单介绍组合逻辑电路中的竞争-冒险问题。
二、能力目标
理解组合逻辑电路的基本概念、特点，掌握组合逻辑电路的一般分析、设计方法。重点掌握常用中规模集成电路（MSI）的工作原理、逻辑功能、使用方法及典型应用。
三、学习要点
1.组合逻辑电路是由若干个门电路组合而成，它的特点是不论任何时候，输出信号仅仅决定于当时的输入信号，而与电路原来的状态无关。
2.组合逻辑电路的分析就是根据给定的逻辑电路图，得出输出与输入变量之间的逻辑关系。步骤是：写出整个电路的输出函数逻辑表达式并进行化简，再根据逻辑函数表达式列出真值表，最后根据逻辑函数表达式或真值表判断出电路的逻辑功能。
3.组合逻辑电路的设计就是根据给定的实际问题，分析其中的逻辑关系，确定输入、输出变量，列出真值表，再根据真值表写出逻辑函数表达式并进行化简和变换，最后根据化简或变换后的逻辑函数表达式画出逻辑电路图。
4.常用的中规模组合逻辑器件包括编码器、译码器、数据选择器、数值比较器、加法器等。为了增加使用的灵活性和便于功能扩展，在多数中规模组合逻辑器件中都设置了输入、输出使能端或输入、输出扩展端。它们既可控制器件的工作状态，又便于构成较复杂的逻辑系统。应用中规模组合逻辑器件进行组合逻辑电路设计的一般原则是：使用MSI芯片的个数和品种型号最少，芯片之间的连线最少。
5.负载电路对脉冲信号比较敏感时，电路中的竞争-冒险将会引起电路的逻辑错误。可以用代数法和卡诺图法判断一个电路是否存在竞争-冒险。

●4.1组合逻辑电路的分析方法

本节介绍组合逻辑电路的特点和分析方法。组合逻辑电路是由若干个门电路组合而成，它的特点是不论任何时候，输出信号仅仅决定于当时的输入信号，而与电路原来的状态无关。
组合逻辑电路的分析就是根据给定的逻辑电路图，得出输出与输入变量之间的逻辑关系。步骤是：写出整个电路的输出函数逻辑表达式并进行化简，再根据逻辑函数表达式列出真值表，最后根据逻辑函数表达式或真值表判断出电路的逻辑功能。

●4.2组合逻辑电路的设计方法

本节介绍组合逻辑电路的设计方法，组合逻辑电路的设计就是根据给定的实际问题，分析其中的逻辑关系，确定输入、输出变量，列出真值表，再根据真值表写出逻辑函数表达式并进行化简和变换，最后根据化简或变换后的逻辑函数表达式画出逻辑电路图。

●4.3普通编码器

编码就是将输入的每个高/低电平信号变成一个对应的二进制代码；实现编码的电路就是编码器；编码器的分为普通编码器和优先编码器。在普通编码器中,输入信号是相互排斥的,任一时刻只有一个输入信号出现。 

●4.4优先编码器

在普通编码器中，任何时刻只允许输入一个编码信号，否则其输出端将发生混乱，这就限制了它的使用的灵活性。优先编码器可以很好的解决这样一个问题。本节介绍优先编码器，优先编码器允许同时输入两个以上的编码信号，但只对其中优先权最高的一个进行编码。重点介绍集成优先编码器74148的逻辑功能及其应用。

●4.5译码器

译码器的逻辑功能是将每个输入的二进制代码翻译成对应的输出高低电平信号，所以译码是编码的逆操作。实现译码功能的电路为译码器；常用的译码器有二进制译码器、二-十进制译码器、显示译码器等。本节介绍译码器的分类及逻辑功能，重点介绍集成 二进制译码器——3线-8线译码器（74HC138）的逻辑功能及其在扩展和实现逻辑函数中的应用。


本节介绍译码器的逻辑功能及其应用。

●4.6显示译码器

在实际应用中，为了能将数字系统的运行数据以十进制数直观的显示出来，如交通信号灯。这就要用到显示译码器，本节介绍经常用到的显示译码器的功能及其应用。

●4.7数据选择器

当数字信号传输的过程中，有时候需要从一组输入数据中选出某一个数据来，这时候就要用到一种称为数据选择器或者多路开关的逻辑电路。本节介绍数据选择器的工作原理、逻辑功能，重点介绍常用的集成数据选择器74HC153和74HC151的逻辑功能及其应用。

●4.8加法器

我们在工程实践中经常用计算机进行算术运算，加法器是构成算术运算的基本单元。本节介绍一位的加法器和多位的加法器的逻辑功能及其应用。通过学习，学习者要明确半加和全加的概念，重点掌握集成的4位超前进位加法器74HC283的逻辑功能及其应用。

●4.9数值比较器

在数字系统中，除了用计算机进行二进制数的算术运算外，还经常要求比较两个数值的大小，完成这一功能的逻辑电路就是数值比较器。本节介绍一位数值比较器和多位数值比较器的基本原理，重点介绍集成4位二进制数比较器74LS85 的逻辑功能及其应用。

第五章触发器

一、学习目标
本章首先介绍基本RS触发器、电平触发器、主从触发器和边沿触发器的组成原理、特点和逻辑功能。然后较详细地讨论RS触发器、JK触发器、D触发器、T触发器、T＇触发器的逻辑功能及其描述方法以及各类触发器之间的相互转换。最后简单介绍集成触发器的脉冲工作特性和主要技术指标。
二、能力目标
理解并掌握基本RS触发器、电平触发器、主从触发器和边沿触发器的组成原理和动作特点。掌握各类触发器的逻辑功能及其描述方法以及各类触发器之间的相互转换。了解常用的集成触发器的逻辑功能、脉冲工作特性和主要技术指标。
三、学习要点
1.触发器有两个基本性质：（1）在一定条件下，触发器可维持在两种稳定状态（0或1状态）之一而保持不变；（2）在一定的外加信号作用下，触发器可从一个稳定状态转变到另一个稳定状态。这就使得触发器能够记忆二进制信息0和1，常被用作二进制存储单元。
2.触发器的逻辑功能是指触发器输出的次态与输出的现态及输入信号之间的逻辑关系。描述触发器逻辑功能的方法主要有特性表、特性方程、驱动表、状态转换图和波形图(又称时序图)等。按照结构不同，触发器可分为：基本RS触发器、同步触发器、主从触发器、边沿触发器。根据逻辑功能的不同，触发器可分为：RS触发器、JK触发器、D触发器、T触发器和 触发器。
3.同一电路结构的触发器可以做成不同的逻辑功能；同一逻辑功能的触发器可以用不同的电路结构来实现；不同结构的触发器具有不同的触发条件和动作特点，触发器逻辑符号中CP端有小圆圈的为下降沿触发；没有小圆圈的为上升沿触发。利用特性方程可实现不同功能触发器间逻辑功能的相互转换。

●5.1SR锁存器

在各种复杂的数字电路中，不但需要对二值信号进行算术运算和逻辑运算，还经常需要将这些信号和运算结果保存起来，这就需要有记忆功能的基本逻辑单元——触发器。
本节介绍了发器的概念、特点和分类；SR锁存器是各种触发器电路的基本构成部分，分别对两种结构的SR锁存器进行分析，要求正确区分两种结构SR锁存器的电路符号、特性方程和功能条件。

●5.2电平触发的触发器

触发器按照触发方式不同可分为三种，本节首先介绍了电平触发的触发器，通过对电平触发SR触发器和电平触发D触发器的电路结构和工作原理分析，掌握电平触发的动作特点、功能表和逻辑符号。

●5.3脉冲触发的触发器

电平触发的触发器的最大缺点就是存在空翻现象，为了提高触发器工作的可靠性，提出了脉冲触发的触发器。
本节介绍了两种脉冲触发的触发器——主从SR触发器和主从JK触发器的电路结构和工作原理，掌握脉冲触发方式的动作特点、图形符号和逻辑功能。

●5.4边沿触发的触发器

脉冲触发的触发器，虽然在一定程度上提高了触发器的抗干扰能力，但是触发器的翻转仍然可能会受到输入变化的影响，因此提出边沿触发的触发器。
本节介绍了两个电平触发D触发器组成的边沿触发器的电路结构和工作原理，要求掌握边沿触发器的动作特点、逻辑功能和图形符号。

●5.5触发器逻辑功能的描述方法及其转换

触发器按照逻辑功能的不同特点，可分为SR触发器、JK触发器、 T 触发器和D触发器等几种类型。 本节课针对每种触发器分别介绍了其逻辑功能的描述方法：特性表、 特性方程、状态转换图、 驱动表（状态转换表）、逻辑符号。
另外，介绍了不同类型的触发器之间的相互转换，触发器的电路结构和逻辑功能、触发方式的关系。

第六章时序逻辑电路

一、学习目标
本章首先介绍时序逻辑电路的基本概念、特点及时序逻辑电路的一般分析方法。然后重点讨论典型的集成时序逻辑部件寄存器和计数器的工作原理、逻辑功能、使用方法及典型应用。最后介绍时序逻辑电路的设计方法。
二、能力目标
理解时序逻辑电路的基本概念、特点，掌握时序逻辑电路的一般分析、设计方法。重点掌握常用集成时序逻辑部件寄存器和计数器的工作原理、逻辑功能、使用方法及典型应用。
三、学习要点
1.时序逻辑电路在任何一个时刻的输出状态不仅取决于当时的输入信号，还与电路的原状态有关。因此时序逻辑电路中必须含有具有记忆能力的存储器件，触发器是最常用的存储器件。描述时序逻辑电路逻辑功能的方法有状态转换真值表、状态转换图和时序图等。时序逻辑电路的分析步骤一般为：逻辑图→时钟方程（异步）、驱动方程、输出方程→状态方程→状态转换真值表→状态转换图和时序图→逻辑功能。时序逻辑电路的设计步骤一般为：设计要求→最简状态表→编码表→次态卡诺图→驱动方程、输出方程→逻辑图。
2.寄存器是一种常用的时序逻辑器件。寄存器分为数码寄存器和移位寄存器两种，移位寄存器又分为单向移位寄存器和双向移位寄存器。集成移位寄存器使用方便、功能全、输入和输出方式灵活。用移位寄存器可实现数据的串行-并行转换、组成环形计数器、扭环形计数器、顺序脉冲发生器等。
3.计数器也是一种简单而又最常用的时序逻辑器件。它们在计算机和其它数字系统中起着非常重要的作用。计数器不仅能用于统计输入时钟脉冲的个数，还能用于分频、定时、产生节拍脉冲等。用已有的 进制集成计数器产品可以构成 (任意)进制的计数器。采用的方法有异步清零法、同步清零法、异步置数法和同步置数法，根据集成计数器的清零方式和置数方式来选择。当 ＜ 时，用l片 进制计数器即可；当 ＞ 时，要用多片 进制计数器组合起来，才能构成 进制计数器。当需要扩大计数器的容量时，可将多片集成计数器进行级联。
4.时序逻辑电路通常都包含组合逻辑电路和存储电路两个部分，所以它的竞争-冒险现象也包含两个方面。一方面是其中的组合逻辑电路部分可能发生的竞争-冒险现象；另一方面是存储电路（或者说是触发器）工作过程中发生的竞争-冒险现象。存储电路的竞争-冒险现象实质上是由于输入信号和时钟信号在时间配合不当，从而导致触发器误动作，这种现象一般发生在异步时序逻辑电路中。

●6.1同步时序电路的分析方法

本节介绍时序逻辑电路的特点和分析方法。时序逻辑电路一般是由组合电路和存储电路两部分组成，它的特点是，输出信号不仅决定于当时的输入信号，而且与电路原来的状态有关。
时序逻辑电路的分析就是根据给定的逻辑电路图，得出其逻辑功能。步骤是：首先根据逻辑电路图写出输出方程、驱动方程、并将驱动方程代入触发器的特性方程，得出得出状态方程。然后根据需要画出状态转换表或状态转换图，进而得出逻辑功能。有时候还可以画出时序图，使整个电路逻辑功能更清楚。

●6.2寄存器

寄存器是一种常用的时序逻辑器件。寄存器分为数码寄存器和移位寄存器两种，移位寄存器又分为单向移位寄存器和双向移位寄存器。集成移位寄存器使用方便、功能全、输入和输出方式灵活。用移位寄存器可实现数据的串行-并行转换、组成环形计数器、扭环形计数器、顺序脉冲发生器等。

●6.3同步二进制计数器

计数器是一种简单而又最常用的时序逻辑器件。它不仅能用于统计输入时钟脉冲的个数，还能用于分频、定时、产生节拍脉冲等。按照工作步调分可以分为同步计数和异步计数器；按照编码方式分可以分为二进制计数、二-十进制计数、格雷码计数等。本节介绍同步二进制计数的结构、原理及使用方法。

●6.4同步十进制计数器

同步十进制计数器在同步二进制计数器电路的基础上修改而成。当计到1001时，则下一个CLK有效时刻，电路状态回到0000。与同步二进制计数类似也可分为加计数、减计数、和可逆计数等，对应型号的功能表相同，不同的只是计数长度。

●6.5任意进制计数器的构成方法

用已有的N进制集成计数器产品可以构成任意M进制的计数器。采用的方法有异步清零法、同步清零法、异步置数法和同步置数法，具体采用何种方法，应根据集成计数器的清零方式和置数方式来选择。当M ＜ N时，用一片N进制计数器即可；当M＞N 时，要用多片 进制计数器组合起来，才能构成 进制计数器。当需要扩大计数器的容量时，可将多片集成计数器进行级联。

●6.6时序逻辑电路的设计方法

时序电路的设计是根据时序逻辑要求，设计满足实际需要的逻辑电路。其中同步时序逻辑电路的设计步骤是：
1、逻辑抽象，求出状态转换图或状态转换表；
2、状态化简，合并等价状态；
3、状态分配（又称状态编码）；
4、选择触发器类型，求驱动方程；
5、根据驱动方程和输出方程画出逻辑图；
6、检查自启动。

第七章脉冲波形的产生和整形

一、学习目标
本章重点介绍555定时器基本功能以及由555定时器构成的施密特触发器、多谐振荡器、单稳态触发器的工作原理和典型参数的计算。简单介绍由门电路组成的施密特触发器、多谐振荡器、单稳态触发器的工作原理和相关参数的分析计算方法。
二、能力目标
熟悉施密特触发器、多谐振荡器、单稳态触发器的基本工作原理；掌握波形分析的方法，能够熟练地计算对应波形的脉冲周期、占空比以及脉冲宽度等典型参数；能够根据设计要求设计各种应用电路。
三、学习要点
1.555定时器是一种用途很广的集成电路，除了能组成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器以外，还可以接成各种灵活多变的应用电路。
2.多谐振荡器是一种自激振荡电路，不需要外加输入信号，就可以自动地产生出矩形脉冲。石英晶体多谐振荡器，利用石英晶体的选频特性，只有频率为 的信号才能满足自激条件，产生自激振荡，其主要特点是 的稳定性极好。
3.施密特触发器和单稳态触发器，虽然不能自动地产生矩形脉冲，但却可以把其它形状的信号变换成为矩形波，为数字系统提供标准的脉冲信号。

●7.1施密特触发器

本节主要介绍由门电路构成的施密特触发器，通过学习，学习者要掌握施密特触发器的工作原理、电压传输特性，重点掌握施密特触发器的应用。

●7.2单稳态触发器

      单稳态触发器的工作特性具有如下特点：
      ①有稳态和暂态两个不同的工作状态
      ②在外界触发信号作用下，能从稳态翻转到暂态， 维持一段时间后自动返回稳态。
       ③暂态维持时间的长短取决于电路本身的参数。与触发脉冲的宽度和幅度无关。
       单稳态触发器被广泛用于脉冲整形、延时以及定时等场合。
       单稳态触发器可以用门电路构成，也可以用集成电路构成。本节介绍前者。
       单稳态触发器的暂态通常是靠RC电路的充、放电过程来维持的。根据RC电路的不同接法，可以分为微分型和积分型两种。

●7.3多谐振荡器

多谐振荡器不需要外加输入信号，只要接通电源，就能自动产生矩形脉冲信号。又叫自激振荡器。其构成方式可以是门电路形式，也可以是集成芯片（如NE555）。根据门电路和反馈、延时元件的的不同组合，可以构成对称式、非对称式、环形振荡或石英晶体振荡等不同类型。

●7.4555定时器的结构与功能

555定时器是一种用途很广的集成电路，本节介绍555定时器的电路结构和逻辑功能。

●7.5555定时器的应用

本节介绍由555定时器构成的施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的工作原理和典型参数的计算。

第八章半导体存储器

一、学习目标
本章首先介绍只读存储器ROM的特点、分类和技术指标，较详细地讨论固定ROM、可编程PROM、光可擦除可编程EPROM、电可擦除可编程E2PROM和快闪存储器Flash Memory的特点和工作原理。然后介绍静态和动态随机存储器RAM的工作原理和特点。最后介绍存储器容量（字线、位线）的扩展。
二、能力目标
理解并掌握各种只读存储器ROM和随机存储器RAM的特性及工作原理，重点掌握存储器容量的计算以及存储器容量的扩展方法。
三、学习要点
1.存储器是数字系统和计算机中不可缺少的组成部分，它用来存储数据、资料和运算程序等二进制信息。存储器从功能上分为ROM和RAM两种。
2.只读存储器ROM分为固定ROM、可编程PROM、光可擦除可编程EPROM、电可擦除可编程E2PROM和快闪存储器Flash Memory。ROM器件主要是由各个存储单元的结构来存放二进制信息，结构一旦确定，信息也就固定，可以长期保存，因此它有非易失性。存储的信息可以方便读出，而修改信息相对复杂。
3.随机存储器RAM分为静态RAM和动态RAM。静态RAM的存储单元为触发器，常用在存储容量不是很大的场合。动态RAM的存储单元是利用MOS管具有极高的输入电阻，在栅极电容上可暂存电荷的特点来存储信息，由于栅极电容存在漏电，因此工作时需要周期性地对存储数据进行刷新。RAM断电后信息也消失，因此它具有断电易失性。
4.如果一片RAM或ROM不能满足存储容量及位数要求，可以利用位扩展、字扩展、字和位同时扩展的方法满足系统对存储容量的要求。

●8.1半导体存储器概述

在计算机以及其他一些数字系统的工作过程中，都需要大量的数据进行存储。这使得存储器，成为数字系统中不可缺少的组成部分。本节介绍半导体存储器的定义、特点和分类，半导体存储器的两个主要技术指标：存储容量和存储时间。

●8.2只读存储器ROM

只读存储器用于存储固定信息的存储器件，即先把信息和数据写入到存储器中，在正常工作时它存储的数据是固定不变的，只能读出，不能迅速随时修改或重新写入数据。本节介绍了三种只读存储器：掩膜只读存储器、可编程只读存储器和可擦除的可编程只读存储器。
首先分析了只读存储器的结构以及各部分的作用；然后分别介绍了 掩模ROM、可编程ROM、可擦除的可编程ROM 的构成原理和使用特点；同时介绍了 字、存储单元、存储容量等概念。

●8.3随机存储器RAM

随机存储器与只读存储器的根本区别在于，正常工作状态下可以随时从任何一个地址读出数据，也可随时将数据写入任何一个指定的存储单元中去。本节介绍了静态随机存储器和动态随机存储器的工作原理和特点，并对两者进行比较。

●8.4存储器的扩展及应用

存储器在实际应用中，常遇到两个问题存储器容量的扩展和用存储器实现组合逻辑函数。
本节用实例介绍了两种存储齐荣的扩展方式：位扩展和字扩展，如何用存储器实现组合逻辑函数。

第九章可编程逻辑器件

一、学习目标
本章介绍可编程逻辑器件PLD的发展、分类，重点介绍两种可编程逻辑器件CPLD和FPGA的结构、工作原理和主要产品。
二、能力目标
掌握常用的可编程逻辑器件在数字系统设计中的应用。
三、学习要点
可编程逻辑器件PLD的发展过程中的主要产品有PROM、PLA、PAL、GAL、FPGA、EPLD、CPLD，经历了从简单PLD到复杂PLD的过程，目前主流器件为FPGA和CPLD。CPLD采用的是可编程的与阵列和固定的或阵列结构，为非易失性器件；FPGA采用的是查找表结构，为易失性器件。

●9.1可编程逻辑器件概述

众所周知，集成电路的出现为设计和开发具有一定功能的系统提供了极大的方便，但是在用量不大的情况下，设计和制造专业集成电路不仅成本高，而且设计和制造周期也长，这是一个很大的矛盾。PLD（可编程逻辑器件）的出现为解决这一矛盾提供了一条理想的途径。本节主要讲述PLD的基本概念以及分类等。

●9.2可编程阵列逻辑——PAL

PAL（可编程逻辑阵列）是20世纪70年代末期由MMI公司推出的一种可编程逻辑器件，它采用双极型工艺制作，熔丝编程方式。总体来说，它由与逻辑阵列、或逻辑阵列和输出电路三部分构成。本节主要讲述该器件的基本结构、工作原理，重点讲述它的输出电路结构和反馈形式。

●9.3可擦除的可编程逻辑器件——EPLD

EPLD是继PAL、GAL之后推出的一种可编程逻辑器件，它采用CMOS和UVEPROM工艺制作，集成度比PAL和GAL高很多。本节主要讲述EPLD的结构、特点、工作原理以及常用型号，重点讲述它的乘积项共享的可编程结构，最后讲述了该器件常用的领域。

●9.4现场可编程门阵列——FPGA

本章前面几节所讲的几种PLD都采用了与-或逻辑阵列加上输出逻辑单元的结构形式，本节要讲述的是一种全新的器件-FPGA（现场可编程门阵列），它的电路结构形式则完全不同，FPGA属于高密度的PLD产品。本节讲述FPGA的内部电路结构，特点及工作原理，并简单介绍了几种常用FPGA的型号。

第十章数-模和模-数转换

一、学习目标
目前D/A、A/D转换器的总类很多，本章只介绍几种使用较多也比较典型的转换电路。在D/A转换器中，介绍权电阻DAC电路、倒T型电阻网络DAC电路、权电流DAC电路的工作原理和典型集成芯片DAC0832及其应用；在A/D转换器中，介绍并行比较、反馈比较和双积分型ADC电路的工作原理和典型集成芯片ADC0801及其应用。简单介绍D/A、A/D转换器的主要技术指标。
二、能力目标
理解并掌握D/A和A/D典型转换电路的基本工作原理，掌握DAC和ADC的主要技术指标，了解集成DAC和ADC芯片的功能及其应用。
三、学习要点
1.模/数转换和数/模转换是数字系统的重要组成部分，是数字系统应用于实际的接口电路。
2.实现数/模转换的DAC电路有二进制权电阻DAC、倒T型电阻网络DAC、权电流DAC。二进制权电阻DAC转换原理简单；倒T型电阻网络DAC电阻值仅有R和2R两种，而且具有较高的转换速度，集成DAC中广泛使用此种类型电路。
3.实现模/数转换的ADC电路有并行比较ADC、反馈比较式ADC、双积分型ADC、反馈型ADC（包括计数型ADC和逐次逼近型ADC）。不同的模/数转换方式具有各自的特点。并行ADC一般应用在转换速度高的场合；双积分型ADC一般应用在精度要求高的情况；而逐次逼近型ADC在一定程度上兼有以上两种转换器的优点，应用更普遍。
4.实际上，在计算机控制、快速检测和信号处理等系统中，其所能达到的精度和速度最终还是取决于ADC、DAC转换器的转换精度和转换速度。因此，转换精度和转换速度是ADC、DAC转换器的两个重要指标。

●10.1数模和模数转换概述

模/数转换和数/模转换是数字系统的重要组成部分，是数字系统应用于实际的接口电路。目前，D/A、A/D转换器的种类很多，本节主要介绍D/A、A/D转换器在实际工程中的应用实例及D/A、A/D转换器的分类。

●10.2D/A转换器

本节介绍几种使用较多也比较典型的D/A转换电路——权电阻DAC电路、倒T型电阻网络DAC电路、权电流DAC电路的工作原理和典型集成芯片DAC0832及其应用。

●10.3A/D转换的基本原理

本节介绍A/D转换的基本工作原理，明确A/D转换的几个过程：取样、量化、编码。

●10.4A/D转换器

本节介绍几种典型的A/D转换器——并联比较、反馈比较和双积分型ADC电路的工作原理和典型集成芯片ADC0801及其应用，简单介绍A/D转换器的主要技术指标。