《可編程器件及數(shù)字系統(tǒng)》教學大綱

《可編程器件及數(shù)字系統(tǒng)》教學大綱Normal07.8磅02falsefalsefalseMicrosoftInternetExplorer4課程編碼：08465044課程名稱：可編程器件及數(shù)字系統(tǒng)英文名稱：ProgrammableLogicDevice&DigitalSystem開課學期：短2學時/學分：32/2（其中實驗學時：12）課程類型：專業(yè)選修課開課專業(yè)：測控技術與儀器專業(yè)，電氣工程及其自動化專業(yè)先修課程：數(shù)字電路選用教材：《數(shù)字系統(tǒng)設計與PLD應用技術》，電子工業(yè)出版社，2001年2月第一版主要參考書：1、盧毅，賴杰著：《VHDL與數(shù)字電路設計》，科學出版社，2001-04。2、侯伯亨著：《VHDL硬件描述語言與數(shù)字邏設計》，西安電子科技大學出版社，2001-04。3、【英】渥倫斯基（凌純清譯）：《VHDL數(shù)字系統(tǒng)設計》，電子工業(yè)出版社，2004-07。4、楊剛，龍海燕著：《現(xiàn)代電子技術：VHDL與數(shù)字系統(tǒng)設計》，電子工業(yè)出版社，2004-04。5、甘歷著：《VHDL應用與開發(fā)實踐》，科學出版社，2003-06。一、課程性質、目的與任務隨著集成電路制造技術的發(fā)展，可編程邏輯器件在數(shù)字系統(tǒng)設計中占據(jù)了越來越重要的地位。本課程是《數(shù)字電路》重要的后續(xù)選修課程。通過本門課程的學習，可以了解可編程邏輯器件基本的結構原理，掌握其開發(fā)使用方法，掌握數(shù)字系統(tǒng)設計的理論與方法，并初步學會使用硬件描述語言進行簡單的數(shù)字系統(tǒng)設計。二、教學基本要求1、掌握可編程邏輯器件的基本概念及結構原理。2、掌握VHDL語言的基本語法，并能進行簡單的功能模塊的設計。3、初步掌握數(shù)字系統(tǒng)的基本概念及基本的分析設計方法。4、初步掌握maxplusII的使用方法，并能進行簡單的數(shù)字系統(tǒng)設計。5、注重培養(yǎng)學生的獨自思考能力以及分析問題、解決問題的能力。采用理論與實踐相結合，理論講述與設計實例分析相結合的方法進行教學，力求使學生完成本門課程的學習之后，能夠進行簡單的數(shù)字系統(tǒng)設計。三、各章節(jié)內容及學時分配第一章

緒論（2學時）教學目的與要求通過本部分的學習，使學生概括了解本門課程的主要學習內容，了解數(shù)字集成電路的發(fā)展歷史，初步掌握可編程邏輯器件的概念及分類方法。教學內容一、數(shù)字集成電路的發(fā)展歷史二、可編程邏輯器件的概念三、可編程邏輯器件的分類四、可編程邏輯器件對數(shù)字系統(tǒng)設計產生的影響五、近年來可編程邏輯器件的發(fā)展動向六、主要生產廠商簡介考核要求了解：數(shù)字集成電路、可編程邏輯器件的發(fā)展歷史掌握：可編程邏輯器件的概念及分類方法第二章

可編程邏輯器件的結構原理（4學時）教學目的與要求通過本部分的學習，使學生了解可編程邏輯器件的分類，初步掌握可編程邏輯器件的結構原理，了解可編程邏輯器件中常用的兩種編程技術。教學內容一、簡單可編程邏輯器件的結構原理二、高密度可編程邏輯器件的結構原理三、可編程邏輯器件中的編程技術考核要求了解：可編程邏輯器件的分類理解：可編程邏輯器件的基本結構原理掌握：可編程邏輯器件的主流編程技術第三章

硬件描述語言VHDL基礎（6學時）教學目的與要求通過本部分的學習，使學生初步了解硬件描述語言的概念，掌握VHDL語言的基本語法，并通過設計實例初步學會運用VHDL語言進行簡單的功能模塊的設計。教學內容一、VHDL簡介二、VHDL基本數(shù)據(jù)類型三、VHDL基本命令語句四、VHDL設計實例（一）五、VHDL進階數(shù)據(jù)類型六、VHDL進階命令語句七、VHDL設計實例（二）考核要求了解：VHDL語言的發(fā)展歷史理解：硬件描述語言與一般編程語言的區(qū)別掌握：VHDL語言的基本語法第四章

可編程邏輯器件開發(fā)（4學時）教學目的與要求通過本部分的學習，使學生初步了解可編程邏輯器件開發(fā)的一般流程，了解常用的幾種設計軟件，初步學會maxplusII軟件的使用。教學內容一、概述二、開發(fā)工具簡介三、MaxplusⅡ使用簡介考核要求了解：可編程邏輯器件的主要開發(fā)工具理解：可編程邏輯器件的開發(fā)步驟掌握：maxplusII的使用第五章

數(shù)字系統(tǒng)設計初步（4學時）教學目的與要求通過本部分的學習，使學生掌握數(shù)字系統(tǒng)的基本概念，初步掌握數(shù)字系統(tǒng)的設計方法學，并通過設計實例體會數(shù)字系統(tǒng)的分析及設計方法。教學內容一、數(shù)字系統(tǒng)的概念二、數(shù)字系統(tǒng)設計方法三、數(shù)字系統(tǒng)設計實例（數(shù)字鐘設計）考核要求了解：數(shù)字系統(tǒng)的概念理解：數(shù)字系統(tǒng)的組成掌握：數(shù)字系統(tǒng)的基本設計方法四、實驗課（12學時）a)

實驗目的與任務（1）初步學會maxplusII的使用，掌握原理圖和VHDL語言的輸入方法和仿真方法。（2）掌握VHDL語言的基本語法。（3）初步掌握利用VHDL語言進行組合邏輯電路的設計方法。（4）初步掌握利用VHDL語言進行時序邏輯電路的設計方法。（5）學會利用狀態(tài)機描述和設計較復雜的時序電路。b)

實驗教學基本要求（1）實驗前應充分預習：認真閱讀實驗指導書，明確實驗要求、目的和任務。（2）按照實驗指導書中的要求認真完成實驗。（3）實驗完成后應寫出實驗報告。（4）實驗過程中應服從實驗老師安排，愛護實驗設備。c)

實驗教材或指導書《可編程邏輯器件實驗指導》d)

實驗項目一覽表序號實驗項目內容提要實驗類型學時分配主要儀器設備實驗地點備注1maxplusII軟件基本操作（1）初步學會maxplusII基本操作，掌握原理圖輸入方法。驗證性實驗2PC/實驗包地質宮330必做2maxplusII軟件基本操作（2）掌握VHDL語言輸入，學會仿真驗證方法。驗證性實驗2PC/實驗包地質宮330必做37人表決器用用VHDL語言設計要求功能電路；下載并驗證結果。設計性實驗2PC/實驗包地質宮330必做4BCD碼加法器設計一個BCD碼加法器，并給出仿真結果。設計性實驗2PC/實驗包地質宮330必做5可逆計數(shù)器設計一個12進制的可逆計數(shù)器，并給出仿真結果。設計性實驗2PC/實驗包地質宮330必做6序列檢測器設計一個101011序列檢測器，并給出仿真結果。設計性實驗2PC/實驗包地質宮330選做7四位并行乘法器用VHDL語言或原理圖輸入法設計四位乘法器;設計乘法器功能模塊及四位加法器功能模塊;鎖定引腳,并下載;設計性實驗2PC/實驗包地質宮330選做8多功能數(shù)字鐘按實驗要求設計一個數(shù)字鐘，并下載驗證結果。綜合性實驗2PC/實驗包地質宮330必做9數(shù)字密碼鎖按實驗要求設計一個數(shù)字密碼鎖，并下載驗證結果。綜合性實驗2PC/實驗包地質宮330選做10交通燈控制器按實驗要求設計一個交通燈