数字逻辑与数字系统设计教学大纲.docx

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1、数字逻辑与数字系统设计教学大纲 西安电子科技高校 “卓越工程师教化培育安排”试点课程教学大纲 “数字逻辑与数字系统设计”教学大纲 课程编号：OE2121017 课程名称：数字逻辑与数字系统设计 英文名称： Digital Logic and Digital System Design 学 时：60 学 分：4 课程类型：必修 课程性质：专业基础课 适用专业：电子信息与通信工程（大类） 开课学期：4 先修课程：高等数学、高校物理、电路分析与模拟电子线路 开课院系：电工电子教学基地及相关学院 一、课程的教学任务与目标 数字逻辑与数字系统设计是重要的学科基础课。该课程与配套的“数字逻辑与数字系统设计

2、试验”课程紧密结合，以问题驱动、案例教学、强化实践和实力培育为导向，通过课程讲授、单元试验、综合设计项目大作业、设计报告撰写、研讨讲评等环节，实现学问实力矩阵中1.1.2.2、1.2.1.2以及2. 5、2.6、3. 6、4.1、4.2的实力要求。 要求学生驾驭数字电路的基本概念、基本原理和基本方法，了解电子设计自动化（EDA：Electronic Design Automation）技术和工具。数字电路部分要求学生驾驭数制及编码、逻辑代数及逻辑函数的学问；驾驭组合逻辑电路的分析与设计方法，熟识常用的中规模组合逻辑部件的功能及其应用；驾驭同步时序逻辑电路的分析和设计方法，典型的中大规模时序逻辑

3、部件。EDA设计技术部分，须要了解现代数字系统设计的方法与过程，学习硬件描述语言，了解高密度可编程逻辑器件的基本原理及开发过程，驾驭EDA设计工具，培育学生设计较大规模的数字电路系统的实力。 本课程教学特点和主要目的： （1）本课程概念性、实践性、工程性都很强，教学中应特殊注意理论联系实际和工程应用背景。 （2）使学生驾驭经典的数字逻辑电路的基本概念和设计方法； （3）驾驭当今EDA工具设计数字电路的方法。 （4）本课将硬件描述语言(HDL)融合到各章中，并在软件平台上进行随堂仿真, 通西安电子科技高校 “卓越工程师教化培育安排”试点课程教学大纲 过本课和试验教学, 使学生驾驭新的数字系统设计

4、技术.虽然现代设计人员已经很少运用传统的设计技术，但传统的设计可以让学生直观地了解数字电路是如何工作的，并可以为EDA设计工具所进行的操作供应说明，让学生进一步了解自动化设计技术的优点。 胜利的逻辑电路设计人员必需深化理解数字逻辑设计相关的基本概念，并娴熟驾驭EDA设计工具的运用。 二、本课程与其它课程的联系和分工 数字逻辑与数字系统设计主要探讨集成电路器件的外部特性，对门电路内部晶体管的工作原理及状态转换只作定性了解。 数字逻辑与数字系统设计在学科基础中的地位既要体现作为一门课程的完整性和电子线路体系结构的特点，也要体现为后续课程服务的目的。后续的专业课程如计算机组成原理，微机原理、接口技术

5、等都是数字电路系统高度集成的体现。数字电路与系统设计为微处理器与系统设计、嵌入式系统、数字通信等后续课程进行了基础学问打算。 三、课程内容及基本要求 （一）数制与编码（建议3学时） 学习数制表示方法和常用编码 1基本要求 （1）驾驭常用数制（ 2、 8、 10、16进制数）的表示方法与相互转换方法 （2）驾驭常用编码（842BCD码、5421BCD码、余3码、格雷码等）的表示方法 2重点、难点 重点：二进制，十六进制 难点：格雷码的驾驭 3说明：主要驾驭常用编码的表示方法 （二）逻辑代数与逻辑函数化简（建议10学时） 学习逻辑代数的基本运算及函数表示方式，了解逻辑函数的化简方法；学习硬件描述语

6、言（HDL）描述逻辑函数的基本结构，熟识逻辑函数与HDL之间的对应关系。 1基本要求 （1）娴熟驾驭基本逻辑运算与逻辑门 （2）了解逻辑代数的基本定理、法则和主要公式，了解逻辑函数代数化简法 （3）驾驭逻辑函数的标准表达式和常用的五种表达式及相互转换方法 （4）能够用HDL描述真值表，熟识逻辑函数的HDL表达方式 （5）熟识逻辑函数的卡诺图化简法 （6）驾驭包含无关项逻辑函数的表示方法及化简方法 2重点、难点 重点：逻辑函数的两种标准表示形式以及HDL表达方式 难点：五种表达式之间的相互转化 西安电子科技高校 “卓越工程师教化培育安排”试点课程教学大纲 3说明：5个变量以上的逻辑函数化简不作要

7、求 （三）组合逻辑电路（建议10学时） 学习组合逻辑电路的分析方法和设计方法，学习组合逻辑的HDL描述方式 1基本要求 （1）驾驭组合电路的分析方法和设计方法 （2）熟识组合逻辑电路的HDL设计方法，驾驭设计流程图的绘制方法 （3）熟识常用MSI组合逻辑部件（变量译码器、数据选择器）的逻辑功能，扩展方法及应用 （4）驾驭译码器、数据选择器的HDL描述方式 （5）驾驭由MSI器件构成组合电路的设计方法和分析方法 （6）了解组合电路的竞争冒险现象及消退方法 2重点、难点 重点：由门电路进行组合电路的设计 难点：中规模集成电路芯片应用 3.说明: 支配组合逻辑探讨试验 （四）触发器（建议6学时） 学

8、习触发器的工作原理和功能描述方法，学习触发器的HDL描述方法 1基本要求 （1）驾驭基本RS触发器及常用沿触发的（D、T、JK）触发器的逻辑功能及其描述方法 （2）触发器的HDL描述方法（包括行为级描述和结构化描述） （3）熟识常用集成触发器的逻辑符号刚好序图的画法 （4）驾驭触发器的HDL描述方法中的沿触发与电平触发 2重点、难点 重点： 触发器的多种描述方法 难点：触发器电路的HDL描述刚好序波形 3说明：触发器部分要求记忆逻辑符号驾驭逻辑功能，对触发器内部电路不做要求,支配集成触发器试验。 （五）时序逻辑电路（建议16学时） 学习同步时序电路的分析方法和典型同步时序电路的设计方法，时序电

9、路的HDL描述。 1基本要求 （1）驾驭同步时序电路的分析方法，要求依据电路能正确列出状态表，画出状态刚好序图并分析其功能 （2）了解同步时序电路的一般设计方法和步骤，驾驭给定状态同步时序电路的设计方法 （3）驾驭时序电路的HDL描述方法 西安电子科技高校 “卓越工程师教化培育安排”试点课程教学大纲 （4）驾驭典型MSI时序逻辑部件（74LS16 1、74LS194）的逻辑功能，扩展方法及应用 （5）学习状态机的HDL描述方法，并驾驭困难时序逻辑电路的HDL描述方法 （6）驾驭以MSI为主的典型同步时序电路的分析方法与设计方法： 随意模值计数器；移位型计数器；序列码发生器 （7）驾驭典型时序电

10、路的HDL描述方法 （8）了解异步时序电路的主要特点 2重点、难点 重点：电路自启动自校正的设计；MSI时序逻辑部件的逻辑功能及应用 难点：时序逻辑点状态机HDL描述 3说明：学习这一章后，要求能看懂器件手册，支配计数器和移位寄存器应用试验。 （六）集成逻辑门（建议3学时） 1基本要求 （1）了解典型TTL与非门的基本工作原理，驾驭其主要外特性和参数 （2）驾驭集电极开路门和三态门的主要特点 （3）驾驭MOS逻辑门（以CMOS为主）的主要特点和运用方法 2重点、难点 重点：TTL与非门的主要外特性和参数 难点：集电极开路门 （七）脉冲波形的产生与整形（建议3学时） 了解脉冲电路的分析方法 1基

11、本要求 （1）了解典型脉冲电路（单稳、多谐、施密特触发器）的基本特点及脉冲电路的分析方法 （2）驾驭555定时器的基本工作原理及典型应用 （3）驾驭晶体振荡器，施密特单稳集成电路的基本原理及运用方法。 2重点、难点 重点： 555定时器 难点：振荡电路性能提高须要考虑的因素 3说明：支配脉冲电路的产生和整形试验。 （八）存贮器及可编程器件（建议4学时） 1基本要求 （1）驾驭ROM的基本工作原理和几种不同的编程方法 （2）了解静态RAM和动态RAM的基本工作原理 （3）了解可编程器件的内部结构特点, 可用资源, 主要参数和选型依据 西安电子科技高校 “卓越工程师教化培育安排”试点课程教学大纲

12、(4) 结合试验, 逐步驾驭FPGA的仿真与设计技术 2重点、难点 重点：ROM的基本工作原理, FPGA的仿真与设计技术 难点：ROM实现组成逻辑函数, FPGA的仿真与设计技术 （九）D/A和A/D（建议1学时） 1基本要求 （1）了解D/A和A/D转换器的基本原理和主要技术指标 （2）了解典型集成D/A和A/D芯片的特点 2重点、难点 重点：D/A和A/D转换器的主要技术指标 难点：D/A和A/D转换器的基本原理 四、布置大作业 综合设计(1)- 用VHDL设计一数字频率计(结合试验在FPGA上实现) 综合设计(2)- 用VHDL设计一DDS信号发生器(结合试验在FPGA上实现) 系统设

13、计完成通过EDA软件仿真后，在FPGA系统上实现验证，期间支配两次探讨。第一次是设计方案评审和讲评，其次次的实现结果报告和讲评。 五、教学支配及方式 总学时 60 学时，讲课 56 学时。探讨4学时。试验单独开课，大作业采纳开放式试验方式利用课外时间进行。 六、考核方式 1.期末笔试(以闭卷考试为主，也可开卷考试或半开卷半闭卷考试) 占60% , 2.大作业-综合设计占30%, 3.平常成果占10% . 七、举荐教材与参考资料 教材： (1) 新编: 任爱锋, 孙万蓉, 周端等 (2) 杨颂华等 数字电子技术基础 西安 西安电子科技高校出版社 2009 参考书： (1) 夏宇闻等译 数字逻辑基

14、础与Verilog设计 机械工业出版社 (2) John F.Wakerly 数字设计原理与实践（第三版 影印版） 高等教化出版社 西安电子科技高校 “卓越工程师教化培育安排”试点课程教学大纲 数字逻辑与数字系统设计教学大纲 数字逻辑与数字系统教学大纲(理论)李冶 数字逻辑教学大纲 数字逻辑系统设计教学大纲(电信专) 数字电路与逻辑设计教学大纲 数字逻辑设计及应用教学大纲 数字电路与逻辑设计(网络)教学大纲 数字电路与逻辑设计课程教学大纲 数字逻辑电路课程教学大纲 数字逻辑设计及应用课程教学大纲 本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！第12页 共12页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页