B0400031S數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)教學(xué)大綱(共4頁)

1、數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)Digital Circuits and Logic Design 課程編號(hào)：B0400031S學(xué) 分：4開課學(xué)院： 電子科學(xué)與工程學(xué)院課內(nèi)學(xué)時(shí)： 64課程類別：學(xué)科基礎(chǔ)課課程性質(zhì)： 必修一、課程的性質(zhì)和目的本課程是高校理科、工科電子信息科學(xué)類、電氣信息類電子科學(xué)與技術(shù)、電磁場與無線技術(shù)、微電子學(xué)、通信工程、電子信息工程、網(wǎng)絡(luò)工程、廣播電視工程專業(yè)本科生在電子技術(shù)方面的學(xué)科基礎(chǔ)課。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握數(shù)字邏輯的基本理論；了解常用功能固定組合器件、時(shí)序器件及可編程邏輯器件（PLD）的結(jié)構(gòu)、工作原理，掌握它們的邏輯功能和應(yīng)用方法；掌握數(shù)字電路模塊的基本分析、設(shè)計(jì)方法；了解

2、A/D、D/A轉(zhuǎn)換的原理與過程；掌握半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的應(yīng)用方法；了解數(shù)字系統(tǒng)的描述工具，掌握數(shù)字系統(tǒng)的自頂向下設(shè)計(jì)方法。本課程以采用數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)數(shù)字硬件電路模塊、數(shù)字系統(tǒng)的自頂向下設(shè)計(jì)方法為特色，具有很強(qiáng)的邏輯推理和工程實(shí)踐性，能培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、數(shù)字硬件電路的分析和設(shè)計(jì)能力、數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力及從事科研工作的實(shí)踐動(dòng)手能力。學(xué)習(xí)本課程是為了給單片機(jī)原理與應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)接口技術(shù)、通信原理、自動(dòng)控制等后續(xù)課程打下基礎(chǔ)。二、課程教學(xué)內(nèi)容及基本要求1. 知識(shí)單元一:數(shù)制與碼制（3學(xué)時(shí)）（1）知識(shí)點(diǎn)一：數(shù)制、碼制的基本概念（2）知識(shí)點(diǎn)二：常用數(shù)制及其轉(zhuǎn)換（3）知識(shí)點(diǎn)三：常

3、用二進(jìn)制碼及BCD碼 教學(xué)基本要求：了解數(shù)制、碼制的基本概念，掌握常用數(shù)制（二、八、十、十六進(jìn)制）及轉(zhuǎn)換方法，了解常用二進(jìn)制碼（自然二進(jìn)制碼、循環(huán)碼、奇偶校驗(yàn)碼）及BCD碼（8421BCD、5421BCD、余3BCD）。2. 知識(shí)單元二:邏輯代數(shù)基礎(chǔ)（7學(xué)時(shí)）（1）知識(shí)點(diǎn)一：邏輯代數(shù)的基本概念、基本運(yùn)算、基本公式和規(guī)則（2）知識(shí)點(diǎn)二：邏輯函數(shù)的描述方式（3）知識(shí)點(diǎn)三：邏輯函數(shù)的簡化教學(xué)基本要求：掌握邏輯代數(shù)的基本概念、基本公式、基本規(guī)則，掌握邏輯函數(shù)的描述方式（真值表、表達(dá)式、電路圖、卡諾圖）及其相互轉(zhuǎn)換方法，了解邏輯函數(shù)最簡與或式的公式化簡法，掌握邏輯函數(shù)（4變量及以下）最簡與或式的卡諾圖化

4、簡法。3. 知識(shí)單元三:邏輯門電路（4學(xué)時(shí)）（1）知識(shí)點(diǎn)一：MOSFET的開關(guān)特性（2）知識(shí)點(diǎn)二：CMOS門電路教學(xué)基本要求：掌握MOS場效應(yīng)管的開關(guān)特性和有關(guān)參數(shù)，掌握CMOS反相器的功能和主要外部電氣特性，了解CMOS與非門、或非門、OD門、三態(tài)門的工作原理。4. 知識(shí)單元四:組合邏輯電路（10學(xué)時(shí)）（1）知識(shí)點(diǎn)一：SSI組合電路的分析與設(shè)計(jì)（2）知識(shí)點(diǎn)二：MSI組合電路（編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)據(jù)比較器、加法器）及其應(yīng)用（3）知識(shí)點(diǎn)三：組合電路的競爭冒險(xiǎn)及消除方法教學(xué)基本要求：掌握SSI組合電路的分析方法與雙軌輸入條件下的設(shè)計(jì)方法，了解MSI組合電路編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)據(jù)

5、比較器、加法器的功能，掌握用MSI組合電路數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)據(jù)比較器、加法器實(shí)現(xiàn)組合邏輯設(shè)計(jì)的方法，了解組合電路中的競爭冒險(xiǎn)現(xiàn)象，掌握增加多余項(xiàng)消除邏輯冒險(xiǎn)的方法，了解取樣法消除冒險(xiǎn)的方法。5. 知識(shí)單元五:觸發(fā)器（5學(xué)時(shí)）（1）知識(shí)點(diǎn)一：基本SR觸發(fā)器 （2）知識(shí)點(diǎn)二：鐘控觸發(fā)器（3）知識(shí)點(diǎn)三：常用觸發(fā)器（邊沿DFF、邊沿JKFF）教學(xué)基本要求：掌握基本SR觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)、工作原理，掌握描述觸發(fā)器邏輯功能的各類方法，了解鐘控觸發(fā)器、邊沿DFF、邊沿JKFF的工作原理，掌握觸發(fā)器的邏輯功能及其應(yīng)用。6. 知識(shí)單元六:時(shí)序邏輯電路（17學(xué)時(shí)）（1）知識(shí)點(diǎn)一：一般時(shí)序電路的分析（2）知識(shí)點(diǎn)二：寄存器和移

6、存器（3）知識(shí)點(diǎn)三：計(jì)數(shù)器（4）知識(shí)點(diǎn)四：序列碼發(fā)生器（5）知識(shí)點(diǎn)五：順序脈沖發(fā)生器（6）知識(shí)點(diǎn)六：一般同步時(shí)序電路的設(shè)計(jì)方法教學(xué)基本要求：掌握時(shí)序電路的基本概念，了解一般時(shí)序電路的分析方法，掌握寄存器和移存器電路結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，了解典型MSI移存器74194的功能及其典型應(yīng)用，了解二進(jìn)制同步、異步計(jì)數(shù)器的一般結(jié)構(gòu)和典型MSI二進(jìn)制、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的功能，掌握任意進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器分析和設(shè)計(jì)方法（復(fù)0法和預(yù)置0法、預(yù)置最大數(shù)法、預(yù)置最小數(shù)法），了解計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)方法，了解移存型計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作特點(diǎn)及其設(shè)計(jì)方法，掌握序列碼發(fā)生器（已知碼型和已知序列長度兩種情況）的設(shè)計(jì)方法，了解順序脈沖發(fā)生器的構(gòu)成方法

7、，掌握一般同步時(shí)序電路的設(shè)計(jì)方法。7. 知識(shí)單元七:D/A和A/D轉(zhuǎn)換（3學(xué)時(shí)）（1）知識(shí)點(diǎn)一：D/A和A/D轉(zhuǎn)換（2）知識(shí)點(diǎn)二：典型D/A和A/D轉(zhuǎn)換電路教學(xué)基本要求：掌握D/A和A/D轉(zhuǎn)換電路的主要技術(shù)指標(biāo)，掌握D/A和A/D轉(zhuǎn)換的一般原理和過程，了解典型D/A和A/D轉(zhuǎn)換電路的工作原理及其應(yīng)用。8. 知識(shí)單元八:半導(dǎo)體存儲(chǔ)器（2學(xué)時(shí)）（1）知識(shí)點(diǎn)一：ROM（MROM、PROM、EPROM、E2PROM、FLASH MEMORY）（2）知識(shí)點(diǎn)二：RAM（SRAM、DRAM）教學(xué)基本要求：了解各種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的工作原理，掌握ROM、RAM的使用方法和存儲(chǔ)容量擴(kuò)展方法，掌握用ROM實(shí)現(xiàn)組合電路

8、的方法。9. 知識(shí)單元九:可編程邏輯器件（5學(xué)時(shí)）（1）知識(shí)點(diǎn)一：PLD的基本結(jié)構(gòu)、基本原理、描述方法和分類（2）知識(shí)點(diǎn)二：PLA、PAL、GAL教學(xué)基本要求：掌握PLD的基本結(jié)構(gòu)和基本原理，了解PLD的描述方法和分類，掌握應(yīng)用可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路的基本方法。10. 知識(shí)單元十:數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（8學(xué)時(shí)）（1）知識(shí)點(diǎn)一：數(shù)字系統(tǒng)概述（2）知識(shí)點(diǎn)二：寄存器傳輸語言（3）知識(shí)點(diǎn)三： ASM圖（4）知識(shí)點(diǎn)四：數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例教學(xué)基本要求：了解數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程，了解寄存器傳輸語言描述數(shù)字系統(tǒng)的方法，掌握使用ASM圖設(shè)計(jì)數(shù)字系統(tǒng)的方法。三、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)及基本要求1. 實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教

9、學(xué)環(huán)節(jié)在本課程中的作用及要求（實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱單獨(dú)編寫）。2. 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（具體要求見實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱）。四、本課程與其它課程的聯(lián)系與分工本課程的先修課程是高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、電路分析基礎(chǔ)和模擬電子技術(shù)（線路）。為本課程中的門電路、A/D和D/A轉(zhuǎn)換、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器教學(xué)內(nèi)容提供支撐作用。本課程的后續(xù)課程為單片機(jī)原理與應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)接口技術(shù)、通信原理、自動(dòng)控制等，為后續(xù)課程中涉及的硬件電路的工作原理、接口設(shè)計(jì)提供支撐作用。五、對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)的要求通過課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生在掌握邏輯代數(shù)的基本理論、理解常用數(shù)字集成電路功能的基礎(chǔ)上，具有分析一般組合電路、時(shí)序電路功能的能力，具有設(shè)計(jì)常見數(shù)字電路模塊的能力，

10、具有設(shè)計(jì)能獨(dú)立運(yùn)行的小型數(shù)字系統(tǒng)的能力，具有獨(dú)立從事科研的較高硬件素質(zhì)。六、課程學(xué)時(shí)分配總學(xué)時(shí)64，其中講課57時(shí)，習(xí)題及討論7學(xué)時(shí)。課程主要內(nèi)容和學(xué)時(shí)分配見課程學(xué)時(shí)分配表。課程學(xué)時(shí)分配表教學(xué)環(huán)節(jié)時(shí)數(shù)課程內(nèi)容講課上機(jī)實(shí)驗(yàn)習(xí)題及討論小計(jì)數(shù)制與碼制33邏輯代數(shù)基礎(chǔ)77邏輯門電路44組合邏輯電路8210觸發(fā)器55時(shí)序邏輯電路15217D/A和A/D轉(zhuǎn)換33半導(dǎo)體存儲(chǔ)器22可編程邏輯器件415數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)628總 計(jì)57764七、建議教材和教學(xué)參考書目1教材張順興. 數(shù)字電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì). 東南大學(xué)出版社，2004年2主要參考書1 王毓銀. 數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)（第二版）. 高等教育出版社，2007年2 閻石. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）. 高等教育出版社，2006年 3 劉寶琴. 數(shù)字電路與系統(tǒng)(第二版) . 清華大學(xué)出版社，2007年八 、課程考核本課程采用閉卷筆試考核，學(xué)業(yè)總評(píng)成績構(gòu)成建議為：無期中考試，平時(shí)成績占20%，期末成績占80%，平時(shí)成績從作業(yè)、上課出勤率等幾方面進(jìn)行考核。 九、說明本