实用数字电路手册（TTC CMOS） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

内容简介

　　《实用数字电路手册（TTC CMOS）》为把标准、器件和图形符号三者融于一体编制的实用数字电路手册。它以国际通用的数字电路工程技术硬件语言（GB/T4728.12-2008/IEC60617database最新数据库国标）为载体来表示数字电路各个器件的功能（真值）表、波形图和逻辑图所含的外部功能，从而使篇幅庞大的器件手册微缩为便于携带和价格便宜的实用袖珍手册。
　　《实用数字电路手册（TTC CMOS）》收集了电气领域常用的TTL（7个系列）和CMOS（7个系列）两大主流产品共14个系列，以及国内外广泛使用的器件品种1104个、型号12540个。就TTL和CMOS而言，《实用数字电路手册（TTC CMOS）》是国内收集品种和型号最多的手册。手册还给出了以管脚和功能相同为互换条件的极其丰富的产品型号互换示例，同时也给出了器件简要技术指标、数模和模数转换器和部分微处理器及外围接口电路。
　　《实用数字电路手册（TTC CMOS）》既是实用简明手册，又是学习、贯彻新国标的宣贯和建（图形符号）库资料，同时也是学习“实用数字电路读图方法”的好教材。它可供从事电子、电工、电信、航天航空、自动控制和检测、仪器仪表、机电一体化和家电等电气领域中工程技术人员和工人以及大专院校有关专业师生使用和参考。

内页插图

目录

一、数字电路图形符号
1.TTL电路图形符号
2.CMOS电路图形符号
3.GB/T 4728.12／IEC 60617 database图形符号
4.微处理器和接口电路图形符号
5.数模（DAC）和模数（ADC）转换器及存储器图形符号

二、数字电路器件型号索引和功能索引
1.数字电路器件型号索引
（1）TTL电路品种代号、名称和图形符号图号对照
（2）CMOS电路品种代号、名称和图号对照
（3）GB/T 4728.12国标器件示例品种代号、名称和图号对照
（4）微处理器和接口电路品种代号、名称和图号对照
（5）数模（DAC）和模数（ADC）转换器及存储器图形符号对照
2.数字电路器件功能索引
（1）缓冲器和反相器
（2）与门和与非门
（3）或门和或非门
（4）与或门和与或非门
（5）或与门
（6）异或门和异或非门
（7）多功能门
（8）总线收发器和接口电路
（9）锁存器和触发器
（10）振荡器和定时器
（11）计数器（分频器）
（12）移位、只读、随机存取和先进先出寄存器（存储器）
（13）码制变换器
（14）数据选择器（分配器）和电子开关
（15）比较器
（16）电平转换器
（17）运算电路
（18）微处理器
（19）控制器（微处理器和接口及外设控制）
（20）微处理器时钟发生器（计时器）
（21）数模和模数转换器
（22）处理单元（器）和其他电路

三、数字电路器件特性与说明
1.TTL电路主要特性与说明
2.CMOS电路主要特性与说明
3.TTL和CMOS各品种器件典型参数
（1）TTL各品种器件典型参数
（2）CMOS各品种器件典型参数

四、数字电路、图形符号、读图方法和示例

五、附录
附录A 图形符号部分元素的含义
附录B 常用数字电路电参数文字符号
附录C 数字集成电路型号含义示例
参考文献

前言/序言

　　本书为把标准、器件和图形符号三者融于一体编制的实用数字电路手册，是对当前图形符号最新国家标准（GB/T4728.12-2008/IEC60617database）数据库的全面、深入宣贯，为国内电气领域各单位提供了TTL和CMOS两类主流产品（器件）的画图方法和贯标建库所需的图形符号，也为电气领域工程技术人员、工人和大专院校师生提供了数字电路崭新的读看图方法，以及电气产品设计、调试及维修的硬件语言工具和手册。它以国际通用的数字电路工程技术硬件语言（GB/T4728.12-2008/IEC60617database最新数据库国标）为载体来表示数字电路各个器件的功能（真值）表、波形图和逻辑图所含的外部功能，从而使篇幅庞大的器件手册微缩为便于携带和价格便宜的实用袖珍手册。
　　本书收集了电气领域常用的TTL（7个系列）和CMOS（7个系列）两大主流产品共14个系列，以及国内外广泛使用的器件品种1104个、型号12540个。主要内容分为如下五大部分：一、数字电路图形符号；二、数字电路器件型号索引和功能索引；三、数字电路器件特性与说明；四、数字电路、图形符号、读图方法和示例；五、附录。就TTL和CMOS而言，本书是国内收集品种和型号最多的手册。手册还给出了以管脚和功能相同为互换条件的极其丰富的产品型号互换示例，同时也给出了器件简要技术指标，以及数模和模数转换器和部分微处理器及外围接口电路。
　　为突出重点，本书特意将数字电路图形符号这部分内容放在最前面，把为其服务的其他四个部分（器件型号索引和功能索引、器件特性与说明、读图方法和示例以及附录）紧放其后，以便达到方便使用手册、使用器件和器件互换，方便贯标建库和看懂库内器件图形符号和方便产品设计、调试与维修工作。
　　本书主要编著者为瞿德福。此外，参加本书编写的还有叶蓁和瞿元庆，他们分别参加了本书的器件型号索引和功能索引及器件特性与说明的编写工作。同时叶蓁还参加了全书的校对工作。
　　本书由原地矿部重庆地质仪器厂高级工程师欧祖良审稿，对于他的工作和支持深表谢意。同时也对全国电气信息结构文件编制和图形符号标准化技术委员会秘书处和委员们在本书编写过程中的帮助和支持表示感谢。

《实用数字电路手册（TTC CMOS）》是一本旨在为电子工程领域的研究人员、工程师、技术人员及相关专业学生提供全面、深入且实用的数字电路设计与分析指导的参考书。本书专注于CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）技术在数字电路中的应用，这是当今集成电路制造中最主流、最关键的技术之一。 本书的整体定位与目标读者 本书的定位是成为一本“实用”的手册，这意味着它不仅仅是理论的堆砌，更侧重于将理论知识转化为实际可操作的设计方法和分析技巧。它旨在帮助读者理解数字电路的基本原理，掌握CMOS电路的特性，并能独立地进行数字系统的设计、仿真、验证和故障排除。 本书的目标读者群非常广泛： 在校学生： 学习数字逻辑、数字系统设计、微电子学等课程的学生，可以通过本书系统地学习CMOS数字电路的理论与实践。 初级工程师： 刚踏入集成电路设计、FPGA设计、嵌入式系统开发等领域的工程师，可以借助本书打下坚实的CMOS数字电路基础，快速上手工作。 资深工程师： 经验丰富的工程师也可以将本书作为一本全面的参考，温故知新，深入理解CMOS工艺的最新发展和复杂设计中的细节问题。 科研人员： 从事数字电路、 VLSI（Very Large Scale Integration）设计、低功耗设计等领域研究的学者，可以从本书中获取前沿的理论知识和实践经验。 技术爱好者： 对数字电路感兴趣的业余爱好者，可以通过本书学习如何构建和理解数字电路。 本书内容的核心构成与深度分析 本书的内容结构经过精心设计，力求逻辑清晰、循序渐进，涵盖了从基础概念到高级应用的各个层面。 第一部分：数字电路基础与CMOS技术入门 数字逻辑基础： 这一部分将回顾并巩固数字逻辑设计的基石，包括布尔代数、逻辑门（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR）、组合逻辑（编码器、解码器、多路选择器、加法器、减法器等）和时序逻辑（触发器、寄存器、计数器、状态机等）的基本概念和原理。本书会通过清晰的图示和实例来解释这些概念，确保读者能够扎实掌握。 CMOS技术原理： 深入浅出地介绍CMOS技术的基本原理。包括MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）的结构、工作特性（阈值电压、跨导、漏电流等）、CMOS反相器的基本工作原理。强调CMOS技术相对于其他工艺（如NMOS、PMOS）在功耗、速度和集成度上的优势。 CMOS基本逻辑门实现： 详细讲解如何使用CMOS晶体管构建基本的逻辑门（NOT, NAND, NOR, AND, OR, XOR）。分析这些门电路的静态和动态功耗特性，以及它们的传播延迟。这一部分将是理解后续复杂电路设计的基础。 CMOS器件特性与寄生效应： 探讨CMOS器件在实际制造过程中遇到的各种特性，如阈值电压的变化、漏电流、寄生电容和寄生电阻等。分析这些寄生效应对电路性能的影响，并介绍基本的处理方法。 第二部分：CMOS组合逻辑电路设计 组合逻辑电路的性能指标： 介绍评价组合逻辑电路性能的关键指标，包括传播延迟（Propagation Delay）、功耗（Power Consumption）、噪声容限（Noise Margin）和面积（Area）。 CMOS组合逻辑电路的优化设计： 讲解如何优化CMOS组合逻辑电路的设计，以满足性能要求。包括逻辑极性选择、门级优化、逻辑综合工具的使用等。 复杂组合逻辑电路的设计实例： 通过实际的例子，如多路选择器（Multiplexer, MUX）、数据选择器（Demultiplexer, DEMUX）、编码器（Encoder）、译码器（Decoder）、加法器（Adder，包括半加器、全加器、进位传播加法器CPA、进位产生加法器CGA、先行进位加法器CLA等）、减法器（Subtractor）、比较器（Comparator）、乘法器（Multiplier）等的CMOS电路实现和设计方法。本书会重点分析不同设计方案的优劣，以及如何权衡速度、功耗和面积。 第三部分：CMOS时序逻辑电路设计 时序逻辑基础回顾： 简要回顾触发器（Flip-Flop，如SR, D, JK, T触发器）和锁存器（Latch）的基本原理，以及它们在存储信息中的作用。 CMOS触发器和锁存器的实现： 详细介绍各种类型触发器和锁存器的CMOS电路实现。重点分析主从结构触发器、边沿触发触发器（Edge-Triggered Flip-Flop）的设计，以及如何克服时钟抖动（Clock Jitter）和建立时间（Setup Time）、保持时间（Hold Time）违例的问题。 寄存器（Register）与移位寄存器（Shift Register）： 讲解如何构建不同位宽的寄存器，以及移位寄存器在数据串行/并行转换、移位操作中的应用。 计数器（Counter）： 介绍异步计数器（Ripple Counter）和同步计数器（Synchronous Counter）的CMOS实现。分析不同计数模式（如上/下计数、任意模计数）的设计方法。 状态机（Finite State Machine, FSM）的设计： 讲解如何使用时序逻辑电路来实现有限状态机，包括Mealy型和Moore型状态机的设计。重点在于状态编码、状态转换逻辑的设计和时序约束。 时序电路的性能分析与设计： 关注时序电路的同步性、时钟树（Clock Tree）的设计、时序约束（Timing Constraints）的建立以及如何进行时序分析（Timing Analysis）来确保电路的正确工作。 第四部分：CMOS存储器设计 存储器基础： 介绍存储器的基本分类（RAM, ROM）、存储单元（Memory Cell）的概念以及存储器的组织结构（行地址、列地址、数据线、控制线等）。 CMOS SRAM（Static Random-Access Memory）设计： 详细讲解SRAM的存储单元（如6T SRAM cell）的CMOS实现。分析SRAM的读操作、写操作和刷新操作（尽管SRAM不需要刷新）的电路原理。探讨SRAM的阵列结构、地址译码器（Address Decoder）和读写电路的设计。 CMOS DRAM（Dynamic Random-Access Memory）设计： 介绍DRAM的基本原理，包括其存储单元（如1T1C DRAM cell）和刷新机制。虽然DRAM的实现比SRAM复杂，本书会侧重于其核心思想和电路组成部分。 CMOS ROM（Read-Only Memory）设计： 介绍ROM的类型，如PROM, EPROM, EEPROM, Flash Memory等，并重点讲解其CMOS实现的基本思路。 第五部分：CMOS低功耗设计技术 低功耗设计的重要性： 强调在现代电子系统中，功耗已成为一个关键的设计挑战，尤其是在便携式设备、IoT设备和大规模集成电路中。 CMOS电路的功耗来源： 分类分析CMOS电路的动态功耗（开关功耗、短路功耗）和静态功耗（漏电功耗）。 低功耗设计策略： 介绍多种CMOS低功耗设计技术，包括： 降低工作电压（Voltage Scaling）： 分析降低电压对功耗和性能的影响。 降低工作频率（Frequency Scaling）： 讨论动态电压频率调整（DVFS）等技术。 多阈值电压（Multi-Threshold CMOS, MTCMOS）： 解释如何利用不同阈值电压的MOSFET来降低漏电流。 电源门控（Power Gating）： 介绍如何通过关闭不使用模块的电源来大幅降低静态功耗。 时钟门控（Clock Gating）： 讲解如何关闭不活跃部分的时钟信号以减少动态功耗。 优化逻辑设计： 采用更节能的逻辑结构和算法。 低功耗存储器设计： 介绍低功耗SRAM和DRAM的设计技巧。 第六部分：CMOS电路的验证与测试 设计验证的重要性： 强调在实际的IC设计流程中，验证是确保设计正确性的关键环节。 仿真技术： 介绍电路仿真器（如SPICE）在CMOS电路验证中的作用，包括暂态分析、直流分析、交流分析等。 形式验证（Formal Verification）： 介绍形式验证技术，如等价性检查（Equivalence Checking）和模型检查（Model Checking），用于证明设计的功能正确性。 物理验证（Physical Verification）： 简要提及设计规则检查（DRC）和版图与原理图一致性检查（LVS）等物理验证流程。 芯片测试： 介绍芯片生产后的测试方法，包括功能测试、性能测试和可靠性测试。 第七部分：高级CMOS设计主题与未来展望 时钟同步与时钟树合成（Clock Tree Synthesis, CTS）： 深入探讨时钟信号在高速数字电路中的重要性，以及如何设计低偏斜（Skew）和低占空比（Duty Cycle Distortion）的时钟树。 互连线效应（Interconnect Effects）： 分析在深亚微米工艺下，互连线电阻和电容对电路性能的影响，以及相应的处理方法。 噪声与信号完整性（Noise and Signal Integrity）： 讨论电源噪声（Power Noise）、串扰（Crosstalk）等问题，以及如何保证信号的完整性。 新兴CMOS技术与发展趋势： 展望CMOS技术在纳米尺度下的发展，如FinFET、GAAFET等新器件结构，以及对超低功耗、高性能计算的未来需求。 本书的特色与优势 内容全面且深入： 覆盖了CMOS数字电路设计的核心内容，理论与实践相结合，适合不同层次的读者。 注重实用性： 强调实际设计中的技巧和注意事项，提供可操作的设计指南。 清晰的结构和图示： 逻辑清晰的章节安排，辅以大量的原理图、波形图和设计实例，便于理解。 贴近工业界实践： 介绍的许多设计方法和技术都与当前的工业界IC设计流程紧密相关。 理论与实践的桥梁： 帮助读者将抽象的理论知识转化为具体的电路设计能力。 详细的分析： 对各种电路的性能、功耗、面积进行深入的分析，并提供权衡方案。 系统性的知识框架： 为读者构建一个完整的CMOS数字电路知识体系。 总之，《实用数字电路手册（TTC CMOS）》将是一本不可或缺的参考工具书，它不仅能够帮助读者掌握CMOS数字电路的核心知识，更能引导读者在复杂的数字电路设计领域中游刃有余，实现高性能、低功耗的数字系统。