數(shù)字邏輯教學(xué)大綱

數(shù)字邏輯教學(xué)大綱TheDigitalLogic 適用專業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程 課程編號(hào)：0809213049前修課程：大學(xué)物理、電子電路 學(xué)分：3.5總學(xué)時(shí)：56一、課程性質(zhì)、目的與要求課程性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)必修課、主干課課程目的：“數(shù)字邏輯”是研究數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的入門課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握數(shù)字邏輯電路的基本理論和基本分析方法，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程準(zhǔn)備必要的電路知識(shí)。在本課程中，將介紹數(shù)字邏輯電路的分析設(shè)計(jì)方法和基本的系統(tǒng)設(shè)計(jì)技巧；培養(yǎng)同學(xué)綜合運(yùn)用知識(shí)分析解決問題的能力和在工程性設(shè)計(jì)方面的基本素養(yǎng)。通過課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)及課外實(shí)驗(yàn)的方式，使同學(xué)深入了解和掌握數(shù)字邏輯電路的設(shè)計(jì)分析方法和電路的運(yùn)用過程。本課程在培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)作風(fēng)和抽象思維能力、分析設(shè)計(jì)能力、總結(jié)歸納能力等方面起重要作用?；疽螅合到y(tǒng)地介紹了數(shù)字電路設(shè)計(jì)與分析的基礎(chǔ)知識(shí)，內(nèi)容全面，實(shí)用性強(qiáng)。首先從數(shù)字電路、數(shù)制系統(tǒng)等基本概念入手；然后論述組合邏輯、時(shí)序電路的分析與設(shè)計(jì)以及異步時(shí)序電路；最后討論了數(shù)字編程邏輯器件與HDL。書中提供的習(xí)題能充分加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解與運(yùn)用。最為難得的是書中全部采用真實(shí)的集成電路器件進(jìn)行設(shè)計(jì)，使讀者可以迅速適應(yīng)實(shí)際設(shè)計(jì)工作。二、教學(xué)內(nèi)容： 理論總學(xué)時(shí)：40學(xué)時(shí)第一章數(shù)制與編碼 4學(xué)時(shí)基本要求：二進(jìn)制、八進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)的表示形式及其相互轉(zhuǎn)換。重點(diǎn)：帶符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的原碼、反碼、補(bǔ)碼表示及相互轉(zhuǎn)換；掌握十進(jìn)制數(shù)的8421BCD、余3碼、2421碼表示形式及其相互轉(zhuǎn)換。難點(diǎn)：gray碼和奇偶校驗(yàn)碼的編碼特點(diǎn)及在提高可靠性方面的作用；了解ASCII碼。第二章邏輯代數(shù)基礎(chǔ) 4學(xué)時(shí)基本要求：邏輯代數(shù)的基本概念；掌握邏輯代數(shù)的基本定理和規(guī)則，能靈活運(yùn)用。重點(diǎn)：邏輯函數(shù)的基本形式和標(biāo)準(zhǔn)形式、邏輯函數(shù)表達(dá)式的轉(zhuǎn)換。難點(diǎn)：兩種基本的化簡方法（代數(shù)法和卡諾圖法）。第三章組合邏輯 10學(xué)時(shí)基本要求：邏輯門符號(hào)及其邏輯運(yùn)算，組合邏輯電路的分析步驟。能正確寫出給定組合邏輯電路的函數(shù)表達(dá)式，對(duì)非簡化電路予以化簡，在簡化的基礎(chǔ)上找出輸出與輸入的取值關(guān)系，必要時(shí)對(duì)電路邏輯功能加以文字描述。常用組合功能模塊的邏輯功能、特點(diǎn)和使用方法。重點(diǎn)：TTL集成邏輯門和CMOS集成邏輯門電路，組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法。對(duì)一個(gè)文字描述的邏輯問題作出真值表，根據(jù)真值表寫出函數(shù)表達(dá)式，按問題的要求進(jìn)行化簡，最后用門電路實(shí)現(xiàn)要求的邏輯功能（畫出邏輯電路圖）。用基本組合邏輯部件實(shí)現(xiàn)各種邏輯功能。難點(diǎn)：組合邏輯電路產(chǎn)生險(xiǎn)象的原因、險(xiǎn)象的判別和消除方法。第四章同步時(shí)序邏輯 12學(xué)時(shí)基本要求：同步時(shí)序邏輯電路基本結(jié)構(gòu)和描述方法。常用時(shí)序功能模塊邏輯功能、特點(diǎn)和使用方法。重點(diǎn)：不同類型觸發(fā)器邏輯功能及狀態(tài)描述，同步時(shí)序邏輯電路的分析步驟。對(duì)一個(gè)給定的同步時(shí)序電路，能正確寫出激勵(lì)函數(shù)表達(dá)式，指出電路類型，作出狀態(tài)圖，必要時(shí)給出電路的時(shí)間圖和文字描述。用基本時(shí)序邏輯部件實(shí)現(xiàn)各種邏輯功能。難點(diǎn)：同步時(shí)序邏輯電路的一般設(shè)計(jì)方法。對(duì)一個(gè)文字描述的邏輯問題能正確形成原始狀態(tài)圖和狀態(tài)表，對(duì)原始狀態(tài)表進(jìn)行化簡和狀態(tài)分配，求出二進(jìn)制狀態(tài)表，確定電路的輸出函數(shù)和激勵(lì)函數(shù)，畫出邏輯電路圖。第五章編程邏輯 10學(xué)時(shí)基本要求：CPLD、FPGA結(jié)構(gòu)。重點(diǎn)：存貯器的功能，結(jié)構(gòu)及典型應(yīng)用。難點(diǎn)：用可編程邏輯技術(shù)及VHDL語言進(jìn)行邏輯設(shè)計(jì)的方法。三、實(shí)踐環(huán)節(jié)或相關(guān)課程16學(xué)時(shí)本課程配套實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)：序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱實(shí)驗(yàn)類型實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)內(nèi)容簡介應(yīng)達(dá)到的基本要求學(xué)時(shí)分配1組合電路實(shí)驗(yàn)綜合必做組合電路芯片使用和簡單組合邏輯電路的設(shè)計(jì)掌握一般組合邏輯電路的設(shè)計(jì)42時(shí)序電路實(shí)驗(yàn)綜合必做時(shí)序電路芯片使用和N進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)掌握N進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)43EDA設(shè)計(jì)環(huán)境綜合必做EDA設(shè)計(jì)環(huán)境操作步驟掌握EDA設(shè)計(jì)環(huán)境操作步驟44PLD表決器綜合必做PLD表決器設(shè)計(jì)掌握PLD表決器的設(shè)計(jì)4本課程配套相關(guān)課程：數(shù)字邏輯課程設(shè)計(jì)（1周，20學(xué)時(shí)）四、課時(shí)分配序號(hào)章節(jié)內(nèi)容理論環(huán)節(jié)時(shí)數(shù)實(shí)驗(yàn)時(shí)數(shù)其他環(huán)節(jié)1一數(shù)制與編碼42二邏輯代數(shù)基礎(chǔ)43三組合邏輯1044四同步時(shí)序邏輯1245五編程邏輯108合計(jì)4016總學(xué)分3.5總學(xué)時(shí)56五、建議教材與教學(xué)參考書序號(hào)書名編者出版社版本1數(shù)字邏輯（第二版）朱勇中國鐵道出版社20132數(shù)字邏輯(第4版)歐陽星明華中科技大學(xué)出版社20093DigitalLogicApplicationsandDesignJohnM.YarbroughHYPERLI