数字电路与逻辑设计实验讲课教案
数字电路与逻辑设计微课版(第一章数字电路与逻辑设计基础)教案
第一章数字电路与逻辑设计基础本章的主要知识点包括数制及其转换、二进制的算术运算、BCD码和可靠性编码等。
1.参考学时2学时（总学时32课时，课时为48课时可分配4学时）。
2.教学目标（能力要求）●系统梳理半导体与微电子技术发展的历史，激发学生专业热情，结合我国计算机发展面临的卡脖子现状，鼓励学生积极投身信息成业自主可控；●学生可解释数字系统的概念、类型及研究方法；●学生能阐述数制的基本特点，可在不同数制之间进行数字的转换；●学生能理解带符号二进制数的代码表示，能将真值和原码、反码、补码的进行转换；●学生能熟记几种常用的编码（8421码、2421码、5421码、余三码），说明有权码和无权码的区别，能阐述不同编码的特点和特性；●学生能阐述奇偶校验码和格雷码的工作原理与主要特征，并能利用相关原理进行二进制和格雷码的转换，能根据信息码生成校验码，并能根据信息码和校验码辨别数据是否可靠。
3.教学重点●BCD码●奇偶校验码●格雷码4.教学难点●理解不同BCD码的编码方案及相关特征●理解可靠性编码方案、验证的原理以及使用方法。
5.教学主要内容（1）课程概述（15分钟）➢科技革命促生互联网时代➢半导体与微电子技术发展历程➢课程性质、内容与学习方法（2）芯片与数字电路（20分钟）➢数字信号和模拟信号➢数字逻辑电路的特点➢数字逻辑电路的分类➢数字逻辑电路的研究方法（3）数制及其转换（5分钟）➢进位计数值的概念和基本要素➢二进制和十进制的相互转换➢二进制和八进制数的相互转换➢二进制和十六进制数的相互转换（4）二进制数的算术运算（5分钟）➢无符号二进制数的算术运算➢带符号二进制数的机器码表示➢带符号二进制数的算术运算（5）BCD码（20分钟）➢有权码和无权码的区别➢8421码的编码规律及和十进制数的转换➢2421码的编码规律及和十进制数的转换➢5421码的编码规律及和十进制数的转换➢余三码的编码规律及和十进制数的转换（6）奇偶校验码（15分钟）➢奇校验和偶校验的概念➢奇校验和偶校验校验位的生成方法和校验方法➢奇校验和偶校验的特点（7）格雷码（10分钟）➢格雷码的特点和用途➢格雷码和二进制数的相互转换6.教学过程与方法（1）课程概述（15分钟）➢科技革命促生互联网时代以习总书记的讲话作为整个课程的导入，说明科技发展是强国必有之路，穿插不同国家崛起的历史，结合第一次工业革命、第二次工业革命，推出目前进入的互联网时代，结合中美贸易战事件，引导学生积极投身国产IT生态的建设。
数字电路与逻辑设计电子教案
数字电路与逻辑设计电子教案第一章：数字电路概述1.1 数字电路的基本概念数字信号与模拟信号的区别数字电路的基本组成1.2 数字电路的分类组合逻辑电路时序逻辑电路1.3 数字电路的特点与优势数字电路的可靠性数字电路的可编程性第二章：逻辑门电路2.1 基本逻辑门电路与门、或门、非门2.2 组合逻辑门电路缓冲器、译码器、多路选择器2.3 常用逻辑门电路与非门、或非门、异或门第三章：逻辑函数与逻辑代数3.1 逻辑函数的概念逻辑函数的定义逻辑函数的表示方法3.2 逻辑代数的基本运算逻辑与、逻辑或、逻辑非逻辑乘、逻辑除、逻辑乘方3.3 逻辑函数的化简逻辑函数的代数化简方法卡诺图化简方法第四章：数字电路的设计方法4.1 组合逻辑电路的设计方法模块化的设计思想组合逻辑电路的实现方法4.2 时序逻辑电路的设计方法时序逻辑电路的时序要求时序逻辑电路的设计步骤4.3 数字电路设计工具硬件描述语言（HDL）数字电路设计软件第五章：数字电路的仿真与验证5.1 数字电路仿真的概念数字电路仿真的意义数字电路仿真工具5.2 逻辑函数的仿真与验证逻辑函数的仿真方法逻辑函数的验证方法5.3 数字电路的测试与维护数字电路的测试方法数字电路的维护与故障排除第六章：触发器与计数器6.1 触发器的基本概念触发器的定义与功能触发器的类型与特点6.2 常见触发器SR触发器、D触发器、JK触发器T触发器、CP触发器6.3 计数器的基本概念计数器的定义与功能计数器的类型与特点6.4 常见计数器同步计数器、异步计数器二进制计数器、十进制计数器第七章：数字电路的应用7.1 数字电路在通信系统中的应用数字调制与解调数字信号处理器7.2 数字电路在计算机中的应用存储器与缓存7.3 数字电路在其他领域的应用数字电路在工业控制中的应用数字电路在医疗设备中的应用第八章：数字电路的优化与改进8.1 数字电路的优化方法最小化逻辑函数降低逻辑电路的复杂度8.2 数字电路的改进方法提高电路的可靠性提高电路的性能8.3 数字电路的节能设计节能电路的设计原则节能电路的应用实例第九章：数字电路project 9.1 数字电路设计项目流程需求分析电路设计仿真与验证实物制作与测试9.2 数字电路设计实例简易计算器数字音调发生器9.3 数字电路设计竞赛与创新国内外数字电路设计竞赛简介数字电路设计创新案例分享第十章：数字电路的发展趋势与展望10.1 数字电路技术的最新发展新型逻辑门电路量子计算与光子计算10.2 数字电路在物联网中的应用物联网概述数字电路在物联网中的应用案例10.3 未来数字电路技术的展望更加高效的计算能力更加可靠的电路性能更加广泛的应用领域重点和难点解析重点环节一：数字电路的基本概念与分类数字电路与模拟电路的区别：需要明确数字电路处理的是数字信号，具有离散的电压水平，而模拟电路处理的是连续变化的信号。
教案数字电路组合逻辑
教案数字电路组合逻辑一、教学目标1. 理解组合逻辑电路的基本概念和特点2. 掌握逻辑门电路的原理和应用3. 学会使用逻辑门电路设计简单的组合逻辑电路4. 能够分析组合逻辑电路的功能和性能二、教学内容1. 组合逻辑电路的基本概念组合逻辑电路的定义组合逻辑电路的特点2. 逻辑门电路与门（AND gate）或门（OR gate）非门（NOT gate）与非门（NAND gate）或非门（NOR gate）与或门（AND-OR gate）3. 组合逻辑电路的设计设计原则和方法常用组合逻辑电路的设计实例4. 组合逻辑电路的分析分析方法和技术组合逻辑电路的功能和性能评估三、教学方法1. 讲授法：讲解组合逻辑电路的基本概念、逻辑门电路的原理和应用，以及组合逻辑电路的设计和分析方法。
2. 实验法：安排实验室实践环节，让学生亲自搭建和测试逻辑门电路，以及设计简单的组合逻辑电路。
3. 案例分析法：通过分析具体的组合逻辑电路实例，帮助学生理解和掌握组合逻辑电路的设计和分析方法。
四、教学准备1. 教材或教学资源：准备相关的教材或教学资源，包括PPT、讲义、实验指导书等。
2. 实验室设备：准备逻辑门电路实验套件，让学生能够进行实验操作。
3. 教学工具：准备投影仪、白板、粉笔等教学工具，以便进行讲解和演示。
五、教学评估1. 课堂参与度：观察学生在课堂上的参与程度，包括提问、回答问题和讨论等。
2. 实验报告：评估学生在实验环节的动手能力和对组合逻辑电路的理解程度。
3. 课后作业：布置相关的课后作业，评估学生对组合逻辑电路知识的掌握情况。
4. 期末考试：设计期末考试题目，包括选择题、填空题、简答题和计算题等，全面评估学生的学习成果。
六、教学计划1. 课时安排：本课程共计32课时，包括16次理论课和16次实验课。
2. 课程进度安排：理论课：每次课2课时，共计16课时实验课：每次课2课时，共计16课时七、教学活动1. 理论课：讲解组合逻辑电路的基本概念和特点讲解逻辑门电路的原理和应用讲解组合逻辑电路的设计方法分析组合逻辑电路的功能和性能2. 实验课：搭建逻辑门电路测试逻辑门电路的功能设计简单的组合逻辑电路分析组合逻辑电路的功能和性能八、教学资源1. 教材或教学资源：推荐学生阅读《数字电路与逻辑设计》等教材，并提供相关的教学PPT、讲义、实验指导书等资源。
数字电路与逻辑设计（40课时）教学内容（5篇范例）
数字电路与逻辑设计（40课时）教学内容（5篇范例）第一篇：数字电路与逻辑设计(40课时)教学内容第一章数制与编码1.1、数制：二进制、八进制、十六进制、十进制间的转换(掌握)1.2、编码1.2.1带符号数的原码、反码和反码（掌握）1.2.23、二进制编码：自然二进制码、格雷码（理解）1.2.3BCD 码：8421BCD码、余三码、2421码（理解）第二章逻辑函数及其化简2.1逻辑代数的基本运算及复合运算：（掌握）2.2逻辑运算基本公式及常用规则（正确理解）2.3逻辑函数表示方法（重点掌握）2.4逻辑函数的卡诺图化简（重点掌握）第三章组合逻辑电路3.1集成电路主要电气指标（了解）3.2常用组合逻辑模块（掌握）3.3组合逻辑电路分析（重点掌握）3.4组合电路的设计（重点掌握）3.5逻辑竞争与险象（理解）第四章时序电路分析4.1各类触发器及其应用（理解）4.2同步时序电路的分析（重点掌握）4.3集成计数器74163工作原理、功能及应用（重点掌握）4.4集成计数器74192工作原理、功能及应用（理解）第五章同步时序电路设计5.1建模（理解）5.2用触发器实现同步时序电路（重点掌握）5.3 用MSI时序模块设计同步时序电路。
（了解）第二篇：数字电路与逻辑设计实验报告实验报告书课程名称数字电路与逻辑设计专业计算机科学与技术班级姓名刘腾飞学号09030234指导教师王丹志成绩2010年年 11月月 10 日实验题目：译码器、数据选择器及其应用一、实验目的1、掌握中规模集成译码器与数据选择器的逻辑功能与使用方法2、熟悉数码管的使用3、学习用数据选择器构成组合逻辑电路的方法二、实验原理 1 1、中规模集成译码器 74 LS 13874LS138是集成3线－8线译码器，在数字系统中应用比较广泛。
图-1是其引脚排列。
其中 A2、A1、A0为地址输入端，0Y～ 7Y为译码输出端，S1、2S、3S为使能端。
图-1 74LS138真值表图-2如下：图-2 74HC138工作原理为：当S1=1，S— 2+S — 3=0时，器件使能，电路完成译码功能，输出低电平有效。
数字逻辑与电路设计实践教案
数字逻辑与电路设计实践教案教案：数字逻辑与电路设计实践一、教学目标1.掌握数字逻辑的基本概念和电路设计的基本原则。
2.学会分析和设计简单的数字电路。
3.培养学生对数字逻辑电路的兴趣和解决问题的能力。
二、教学内容1.数字逻辑的基本概念2.电路设计的基本原则3.简单数字电路的分析与设计4.数字逻辑电路的应用实例三、教学步骤1.导入新课：通过展示一些常见的数字逻辑电路应用实例（如计算机、计数器等），引导学生思考数字逻辑电路的基本概念和作用。
2.学习数字逻辑的基本概念：介绍数字逻辑的基本概念，包括二进制数制、逻辑代数、门电路等。
通过实例和习题帮助学生加深理解。
3.学习电路设计的基本原则：介绍电路设计的基本原则，包括电源、接地、布线等。
通过实例和习题帮助学生加深理解。
4.分析简单数字电路：通过实例，引导学生分析简单的数字电路，如AND、OR、NOT等门电路，以及如何使用这些门电路组成更复杂的电路。
5.设计简单数字电路：通过实例，引导学生设计简单的数字电路，如一位全加器、一位比较器等。
鼓励学生尝试不同的设计方案，并通过讨论和指导完善设计方案。
6.应用实例讲解：介绍数字逻辑电路的应用实例，如计算机中的CPU、内存等，引导学生了解数字逻辑电路在计算机科学中的应用。
7.课堂互动与讨论：通过提问、讨论等方式，鼓励学生参与课堂互动，加深对数字逻辑电路的理解。
8.布置作业：布置相关习题和项目，帮助学生巩固所学知识和提高实践能力。
9.复习与总结：回顾本节课的重点内容，总结数字逻辑与电路设计的基本概念和实践方法。
四、教学评价1.通过课堂互动和讨论，观察学生对数字逻辑和电路设计的理解程度。
2.通过课后作业和项目，评价学生的实践能力和解决问题的能力。
3.通过定期测验和考试，检查学生对本课程内容的掌握程度。
五、教学反思1.反思教学内容是否符合学生的认知水平和兴趣爱好。
2.反思教学方法是否能够激发学生的学习兴趣和参与度。
3.反思教学评价是否能够真实反映学生的学习情况和能力水平。
数字电路与逻辑设计微课版(第6章 时序逻辑电路)教案
第6章时序逻辑电路本章的主要知识点时序逻辑电路的基本知识、时序逻辑电路的分析和设计、关于自启动的修正问题、常用的中规模时序电路。
1.参考学时10学时（总学时32学时，课时为48课时可分配12学时）。
2.教学目标（能力要求）●掌握同步时序逻辑电路的分析和设计方法；●掌握电路挂起的修正方法；●掌握常用的中规模时序逻辑电路（计数器、寄存器）的外部特性及使用方法；●掌握脉冲异步时序逻辑电路的分析和设计方法；●掌握中规模时序逻辑电路的分析和设计方法。
3.教学重点●同步时序逻辑电路的设计：包括设计中的原始状态图、状态表、状态化简、状态编码、确定激励函数和输出函数等；●同步时序逻辑电路的自启动的分析：能根据设计好的电路分析电路是否存在自启动的问题，并学会修正它。
●脉冲异步时序逻辑电路的分析和设计方法：了解和同步时序逻辑电路的分析和设计方法的差异性，并熟练掌握脉冲异步时序逻辑电路的分析和设计方法●中规模时序逻辑电路的外部特性及使用方法：通过理论分析来学习常用中规模时序逻辑电路的外部特性及使用方法，通过具体实例来学习中规模时序逻辑电路的分析和设计方法4.教学难点●原始状态图：学生开始不知道如何增加状态，什么时候增加状态●自启动的修正：学生能分析出挂起，但是对于修正比较困难●脉冲异步时序逻辑电路的分析：当脉冲异步时序逻辑电路的存储电路是没用统一时钟端的钟控触发器时，如何分步找到每个触发器的时钟的跳变时刻对学生来说是一大挑战●计数器的使用方法：掌握置数法、清零法、级联法实现任意模的计数器5.教学主要内容（1）时序逻辑电路概述（15分钟）（2）小规模时序逻辑电路分析（120分钟）➢小规模时序逻辑电路的分析方法和步骤➢小规模同步时序逻辑电路的分析➢小规模异步时序逻辑电路的分析（3）小规模时序逻辑电路设计（180分钟）➢小规模时序逻辑电路的设计方法和步骤➢小规模同步时序逻辑电路的设计➢小规模异步时序逻辑电路的设计（4）常用中规模时序逻辑电路（45分钟）➢集成计数器➢寄存器（5）中规模时序逻辑电路的分析和设计（90分钟）➢中规模时序逻辑电路的分析➢中规模时序逻辑电路的设计6.教学过程与方法（1）时序逻辑电路概述（15分钟）简要介绍时序逻辑电路的结构、特点、分类和描述方法等。
数字逻辑电路设计实验教案赵蕙
数字逻辑电路设计实验教案赵蕙一、实验目的1. 理解数字逻辑电路的基本概念和原理。
2. 掌握逻辑门电路的组成和功能。
3. 学会使用逻辑门电路设计简单的数字电路。
4. 培养实验操作能力和团队协作能力。
二、实验原理1. 数字逻辑电路的基本概念：数字逻辑电路是由逻辑门电路组成的，能够实现数字信号的逻辑运算和处理。
2. 逻辑门电路：包括与门、或门、非门、异或门等，分别实现不同的逻辑运算。
3. 数字电路设计：根据实际需求，选择合适的逻辑门电路进行组合，实现所需的数字功能。
三、实验内容1. 实验器材：逻辑门电路模块、导线、电源等。
2. 实验任务：设计与实现一个简单的数字电路，完成特定的逻辑功能。
3. 实验步骤：a. 了解并分析所需实现的数字逻辑功能。
b. 选择合适的逻辑门电路，进行电路设计。
c. 连接电路，进行功能验证。
d. 分析实验结果，优化电路设计。
四、实验注意事项1. 实验前需认真了解实验原理和内容，明确实验目的。
2. 严格遵守实验操作规程，确保实验安全。
3. 实验过程中，要仔细观察现象，认真记录数据。
五、实验报告要求1. 报告内容：实验目的、原理、内容、步骤、结果及分析。
2. 报告格式：文字描述清晰，图表规范，数据准确。
4. 提交时间：实验结束后一周内。
六、实验评价1. 评价标准：能否准确理解数字逻辑电路的基本概念和原理。
是否能够熟练掌握逻辑门电路的组成和功能。
能否独立完成简单的数字电路设计。
2. 评价方法：实验过程观察：观察学生在实验过程中的操作是否规范，是否能与团队成员有效沟通协作。
实验结果分析：分析学生设计的数字电路是否能实现预定功能，结果是否准确。
实验报告评审：评审学生的实验报告是否内容完整，分析深入，结论合理。
七、实验拓展1. 数字逻辑电路的进一步学习：学习组合逻辑电路和时序逻辑电路的design。
研究数字电路的仿真和实际应用。
2. 相关课程和资源推荐：数字电路与逻辑设计相关课程。
专业书籍和在线教程。
数字电路与逻辑设计电子教案
数字电路与逻辑设计电子教案第一章：数字电路概述1.1 数字电路的基本概念了解数字电路的定义、特点和分类掌握数字信号与模拟信号的区别1.2 数字电路的基本元素熟悉逻辑门、逻辑函数及其表示方法掌握逻辑门电路的基本连接方式1.3 数字电路的基本电路了解组合逻辑电路、时序逻辑电路的概念掌握触发器、计数器等基本电路的工作原理第二章：逻辑函数及其简化2.1 逻辑函数的定义与表示方法熟悉逻辑函数的概念、特点和表示方法掌握逻辑函数的图像表示法、代数表示法2.2 逻辑函数的化简学会使用逻辑函数化简的方法和技巧掌握卡诺图、逻辑函数的最小项和最大项2.3 逻辑函数的优化了解逻辑函数优化的目的和方法学会使用逻辑函数优化工具进行优化设计第三章：数字电路的设计与仿真3.1 数字电路设计的基本步骤熟悉数字电路设计的基本流程和原则掌握数字电路设计的常用方法和技术3.2 数字电路仿真概述了解数字电路仿真的概念、目的和意义熟悉数字电路仿真工具的使用方法3.3 数字电路实例设计与仿真学会使用数字电路设计工具进行实例设计掌握数字电路仿真过程中信号的观察与分析方法第四章：组合逻辑电路4.1 组合逻辑电路的基本概念了解组合逻辑电路的定义、特点和分类掌握组合逻辑电路的设计方法4.2 常用组合逻辑电路熟悉编码器、译码器、多路选择器等电路的工作原理学会使用组合逻辑电路实现特定功能4.3 组合逻辑电路的应用掌握组合逻辑电路在实际应用中的设计方法了解组合逻辑电路在现代电子系统中的应用第五章：时序逻辑电路5.1 时序逻辑电路的基本概念了解时序逻辑电路的定义、特点和分类掌握时序逻辑电路的设计方法5.2 常用时序逻辑电路熟悉触发器、计数器、寄存器等电路的工作原理学会使用时序逻辑电路实现特定功能5.3 时序逻辑电路的应用掌握时序逻辑电路在实际应用中的设计方法了解时序逻辑电路在现代电子系统中的应用第六章：数字电路与逻辑设计实验6.1 实验目的与要求了解数字电路实验的基本目的和要求熟悉实验设备的使用方法和实验步骤6.2 基本逻辑门电路实验掌握基本逻辑门电路的搭建和测试方法学会使用逻辑分析仪进行逻辑功能测试6.3 组合逻辑电路实验学会设计并搭建编码器、译码器等组合逻辑电路掌握组合逻辑电路的功能测试与性能评估第七章：数字电路与逻辑设计软件工具7.1 数字电路设计软件概述了解数字电路设计软件的作用和分类熟悉常见数字电路设计软件的特点和应用7.2 使用EDA工具进行数字电路设计学会使用EDA工具进行电路图绘制和仿真掌握EDA工具中的逻辑分析、波形显示等功能7.3 数字电路设计案例分析通过实际案例，掌握数字电路设计的整个流程学会分析设计过程中可能遇到的问题和解决方案第八章：数字电路与逻辑设计项目实践8.1 项目实践概述了解项目实践的意义和目的掌握项目实践的基本步骤和方法8.2 数字电路设计项目案例通过具体项目案例，实践数字电路设计与验证学会项目实践中的团队协作和沟通技巧8.3 项目实践成果评估掌握项目实践成果的评估标准和方法了解项目实践对个人和团队能力的提升作用第九章：数字电路与逻辑设计的现代发展9.1 数字电路技术的最新发展了解数字电路技术的最新发展趋势和应用领域掌握新兴数字电路技术的基本原理和特点9.2 数字逻辑设计的新方法学会使用现代数字逻辑设计方法和技术掌握数字逻辑设计在新兴领域的应用案例9.3 数字电路与逻辑设计的未来展望探讨数字电路与逻辑设计的未来发展方向激发学生对数字电路与逻辑设计研究的兴趣和热情第十章：总结与展望10.1 课程总结回顾整个课程的学习内容，总结关键知识点强调数字电路与逻辑设计在现代电子技术中的重要性10.2 能力评估与提升评估学生在课程中的学习成果和能力提升提出进一步提升学生能力的建议和指导10.3 未来学习方向和建议给出学生在数字电路与逻辑设计领域的未来学习方向提供相关学习资源和研究建议，助力学生继续深造重点解析本文档为数字电路与逻辑设计电子教案，共包含十个章节。
电子与计算机工程专业数字电路与逻辑设计课程的优秀教案范本
电子与计算机工程专业数字电路与逻辑设计课程的优秀教案范本本教案旨在为电子与计算机工程专业的学生提供一份优秀的数字电路与逻辑设计课程教案范本。
通过本教案的实施，学生将能够系统地了解数字电路与逻辑设计的基础知识和实践技能，培养解决实际问题的能力。
第一部分：引言在引言部分，我们将向学生介绍数字电路与逻辑设计课程的重要性和目标，激发学生的学习兴趣。
同时，通过引入实际案例，让学生了解数字电路与逻辑设计在现实世界中的应用。
第二部分：课程概述在本部分，我们将详细介绍数字电路与逻辑设计课程的主要内容和学习目标。
通过明确课程的知识结构和培养目标，帮助学生了解课程的重要性和发展前景。
第三部分：教学目标本部分将明确本课程的教学目标，为学生提供明确的学习目标，帮助学生规划学习进程。
教学目标的设定将包括知识目标、能力目标和情感目标等方面。
第四部分：教学内容这一部分将详细介绍数字电路与逻辑设计课程的教学内容和学习进程。
教学内容将主要包括数字电路的基本概念与原理、数字电路的设计与分析、数字电路的测试与调试等方面内容。
第五部分：教学方法在本部分，我们将介绍适用于数字电路与逻辑设计课程的教学方法与策略。
通过多种教学手段的结合，如讲授、案例分析、实验操作、小组讨论等方式，激发学生的积极性和主动性，提高教学效果。
第六部分：教学资源本部分将列出数字电路与逻辑设计课程所需的教学资源，包括教材、参考书目、实验设备、计算机软件等。
学生可以根据提供的资源进行学习和实践。
第七部分：教学评价与考核教学评价与考核是课程教学过程中的重要环节。
本部分将介绍教学评价的方法和标准，包括课堂表现、作业考核、实验报告等方式，以确保学生能全面掌握和运用数字电路与逻辑设计的知识与技能。
第八部分：教学实施计划在本部分，我们将提供数字电路与逻辑设计课程的详细实施计划，包括每个章节的教学安排、实验安排和任务布置等，以帮助学生合理安排学习时间，提高学习效率。
结语：通过本教案的实施，我们相信学生将能够全面了解数字电路与逻辑设计的基础理论和实践应用，提高解决实际问题的能力。
数字电路实验与课程设计
数字电路实验与课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握数字电路基础知识，包括逻辑门电路、组合逻辑电路及时序逻辑电路的原理与功能。
2. 培养学生运用数字电路设计简单系统，如：加法器、计数器、触发器等。
3. 使学生了解数字电路的测试与调试方法，培养实际操作能力。
技能目标：1. 培养学生动手搭建和调试数字电路的能力，提高实验操作技能。
2. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，具备一定的创新设计能力。
3. 提高学生团队协作能力，学会在实验过程中相互交流、探讨和解决问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字电路的兴趣，激发学习热情，增强自信心。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据的准确性和实验结果的可靠性。
3. 培养学生遵守实验室纪律，爱护实验器材，养成良好的实验习惯。
本课程针对高年级学生，具有一定的数字电路基础知识和实验技能。
通过本课程的学习，使学生能够将理论知识与实际操作相结合，提高分析问题和解决问题的能力。
课程注重培养学生的动手能力、创新意识和团队协作精神，为后续相关课程的学习和实际工作打下坚实基础。
教学要求注重实践性、实用性和综合性，使学生在掌握基本知识技能的同时，提升情感态度价值观。
通过具体的学习成果分解，为后续教学设计和评估提供明确依据。
1. 数字电路基础知识回顾：逻辑门电路、组合逻辑电路及时序逻辑电路的原理与功能，涉及教材第1-3章内容。
- 逻辑门电路：与门、或门、非门等基本逻辑门的功能和符号。
- 组合逻辑电路：加法器、编码器、译码器等组合电路的设计与分析。
- 时序逻辑电路：触发器、计数器等时序电路的工作原理及应用。
2. 数字电路实验操作：动手搭建和调试简单数字电路，包括教材第4章实验内容。
- 实验一：逻辑门电路的搭建与测试。
- 实验二：组合逻辑电路的设计与实现。
- 实验三：时序逻辑电路的搭建与调试。
3. 数字电路课程设计：以小组为单位，设计并实现一个数字电路系统，如：数字钟、交通灯控制器等，参考教材第5章课程设计实例。
数字电路与逻辑设计电子教案
数字电路与逻辑设计电子教案第一章：数字电路基础1.1 数字电路概述数字电路的定义数字电路的特点数字电路的应用领域1.2 数字逻辑与逻辑门逻辑运算与逻辑函数基本逻辑门电路逻辑门电路的应用1.3 逻辑函数与逻辑代数逻辑函数的定义与表示方法逻辑代数的基本运算逻辑函数的化简与优化第二章：组合逻辑电路2.1 组合逻辑电路概述组合逻辑电路的定义组合逻辑电路的特点组合逻辑电路的应用领域2.2 常用的组合逻辑电路编码器译码器多路选择器算术逻辑单元2.3 组合逻辑电路的设计方法组合逻辑电路的设计原则组合逻辑电路的设计步骤组合逻辑电路设计实例第三章：时序逻辑电路3.1 时序逻辑电路概述时序逻辑电路的定义时序逻辑电路的特点时序逻辑电路的应用领域3.2 触发器触发器的定义与功能基本触发器类型触发器的时序特性3.3 时序逻辑电路的设计方法时序逻辑电路的设计原则时序逻辑电路的设计步骤时序逻辑电路设计实例第四章：数字电路的仿真与测试4.1 数字电路仿真的概念与方法数字电路仿真的定义数字电路仿真软件的使用数字电路仿真的一般步骤4.2 数字电路测试的基本概念数字电路测试的目的数字电路测试的方法数字电路测试的策略4.3 数字电路的测试与维护数字电路故障的类型与特点数字电路故障诊断的方法数字电路的维护与优化第五章：数字系统的综合与设计5.1 数字系统综合的概念与方法数字系统综合的定义数字系统综合的目标数字系统综合的一般步骤5.2 数字系统设计的基本原则数字系统设计的要求数字系统设计的流程数字系统设计的注意事项5.3 数字系统设计实例数字系统设计实例一：计算器数字系统设计实例二：数字钟数字系统设计实例三：数字音量控制器第六章：数字电路与逻辑设计工具6.1 硬件描述语言硬件描述语言的概念VHDL和Verilog的介绍硬件描述语言的编写基础6.2 数字电路设计工具电路图设计工具逻辑符号编辑器仿真和测试工具6.3 设计流程和实例设计流程的概述设计实例的步骤解析设计实例的测试和仿真第七章：数字电路与逻辑设计实践7.1 数字电路设计实践设计要求与约束设计流程与方法设计实例解析7.2 逻辑电路实现逻辑电路设计的考虑因素逻辑电路实现步骤设计实例实现7.3 电路仿真与测试仿真工具的使用测试用例的设计测试结果分析第八章：数字电路与逻辑设计案例分析8.1 微处理器设计微处理器的基本结构微处理器的设计流程微处理器设计实例分析8.2 数字信号处理器设计数字信号处理器的基本结构数字信号处理器的设计流程数字信号处理器设计实例分析8.3 数字通信系统设计数字通信系统的基本原理数字通信系统的设计流程数字通信系统设计实例分析第九章：数字电路与逻辑设计的最新发展9.1 新型数字电路技术新型数字电路的类型新型数字电路的特点新型数字电路的应用9.2 数字电路设计的新方法设计方法的创新点设计方法的实施步骤设计方法的实例分析9.3 数字电路与逻辑设计的未来趋势未来技术的发展方向未来应用的拓展领域未来发展的机遇与挑战第十章：数字电路与逻辑设计的评估与优化10.1 数字电路性能评估性能评估指标性能评估方法性能评估实例10.2 逻辑电路优化优化方法与策略优化工具与技术优化实例分析10.3 设计综合与验证设计综合的概念与方法设计验证的步骤与技术设计综合与验证实例重点和难点解析重点环节一：逻辑门电路的应用补充和说明：逻辑门电路是数字电路的基础，其应用广泛。
数字电路与逻辑设计-教案
2.握组合逻辑电路的分析方法和设计方法，熟悉时序逻辑电路的分析方法和设计方法;掌握任意进制计数器的设计方法和设计步骤。能运用数字电路的表达式、真值表、状态图和时序图等表示数字电路与逻辑设计的电路图，并识别和判断其功能。
2.1能运用数学、自然科学及网络工程的基本原理，识别和判断网络工程问题的关键环节。
二、教学内容与安排
课程简介与要求
《数字逻辑与数字系》是网络工程专业的主干课程，一门主要技术基础课程，属于专业基础课。本课程要求学生掌握数字逻辑电路的基本原理、基本分析方法和基本设计方法，掌握数字逻辑电路的使用，了解可编程逻辑器件原理和数字电路EDA设计概念，掌握使用Verilog HDL语言&Vivado开发环境设计组合逻辑电路和时序逻辑电路的方法。为后续专业课程的学习打下基础。
课程目标
课程目标
支撑毕业要求指标点
与课程关联度
1.掌了解数制和码制的概念及应用，掌握逻辑代数的公式和定理、逻辑函数的描述方法、逻辑函数的化简和变换；能将函数式化成与所用器件逻辑类型相适应的形式，使用基本门电路设计所需要的逻辑电路。
1.4能够将专业知识和数学模型方法用于网络系统问题解决方案的比较与综合。
授课时间：第1周至第16周
周学时
3
相关课程与环节
本课程另外安排有30学时的独立实验课
先修课程：高等数学、计算机电路基础、计算机电路基础实验
二、授课对象
基本情况
专业
网络工程
年级
大二
班级
1-2班
修读人数
84
授课对象分析
学生已学高等数学、计算机电路基础等课程，掌握了计算机电路的相关知识，对于学习数字电路与逻辑设计有较好的基础，学生还缺少逻辑代数基础知识，先要求掌握好逻辑代数基础知识，在此基础上要求掌握组合逻辑电路和时序逻逻辑电路的基本原理及其分析和设计方法。了解CPLD与FPGA基本原理，掌握使用Verilog HDL语言&Vivado开发环境设计组合逻辑电路和时序逻辑电路的方法。
数字逻辑与电路设计综合实践教案
数字逻辑与电路设计综合实践教案教案名称：数字逻辑与电路设计综合实践一、教学目标1.理解和掌握数字逻辑的基本概念和电路设计原则。
2.学会分析和设计简单的数字电路。
3.掌握数字电路的测试和调试技巧。
4.培养学生对数字逻辑和电路设计的兴趣和解决问题的能力。
二、教学内容1.数字逻辑基础：包括二进制数制、逻辑代数、门电路等。
2.电路设计原则：包括电路图设计、PCB布局、元件选择与匹配等。
3.数字电路分析与设计：以实际案例为例，讲解电路的分析与设计过程。
4.数字电路测试与调试：包括测试方案制定、调试技巧等。
三、教学方法1.理论教学：通过讲解、演示、讨论等方式，使学生掌握数字逻辑和电路设计的基本概念和原理。
2.实践教学：安排实验和设计任务，让学生亲自动手进行电路分析和设计，加深对理论知识的理解和应用。
3.项目式教学：以实际项目为例，引导学生参与到电路设计和制作的整个过程中，提高他们的解决问题能力和创新能力。
四、教学过程1.导入新课：通过提问、演示等方式，引导学生思考数字逻辑与电路设计的相关问题。
2.新课讲解：讲解数字逻辑基础、电路设计原则、数字电路分析与设计、数字电路测试与调试等内容。
3.案例分析：以实际案例为例，引导学生分析电路图，理解电路设计思路和元件匹配原则。
4.实验与设计：安排实验和设计任务，让学生亲自动手进行电路分析和设计，加深对理论知识的理解和应用。
5.讨论与总结：引导学生进行讨论和总结，提高他们的解决问题能力和创新能力。
五、教学评估1.课堂表现：观察学生在课堂上的表现，包括听讲、讨论、实验等方面的表现。
2.作业与考试：布置适量的作业和考试题目，检验学生对理论知识的掌握程度和实践能力。
3.项目成果评估：对学生在实际项目中的表现进行评估，包括电路设计、制作、调试等方面的表现。
4.创新能力评估：观察学生在解决问题和创新方面的表现，鼓励他们提出自己的想法和方案。
六、教学反思与改进1.对本次综合实践课程进行总结和反思，分析教学中存在的问题和不足之处。
数字电子技术与逻辑设计课程设计
数字电子技术与逻辑设计课程设计一、前言数字电子技术与逻辑设计是计算机专业中的重要课程，是学习计算机体系结构和数字系统设计的基础。
本次课程设计旨在让学生们通过实践来深入学习数字电子技术与逻辑设计的相关知识，掌握数字电路的设计与仿真流程，提高学生的实践动手能力。
二、任务目的本次课程设计的主要目的是让学生们通过实践了解数字电子技术与逻辑设计的相关知识，掌握数字电路的设计与仿真流程，能够熟练使用EDA工具进行数字电路的设计与仿真，并掌握数字电路实现基本功能的方法。
三、任务要求1. 平台与工具本次课程设计所需的平台和工具如下：•EDA工具：Xilinx ISE•实验板：Nexys 4 DDR2. 任务内容本次课程设计的任务为设计一个4位加法器，并通过EDA工具进行仿真测试。
加法器需要满足以下要求：•输入：两个4位二进制数A、B（通过DIP开关）；•输出：一个4位二进制数S（通过LED灯）；•操作：计算A+B并将结果S输出。
3. 设计流程加法器的设计流程如下：1.定义和描述：定义加法器的输入输出和操作，确定加法器的功能。
2.整体设计：确定加法器的总体结构，包括组合逻辑电路和时序逻辑电路，确定加法器所需的电路元器件。
3.组合逻辑设计：对输入进行处理，确定加法器的运算规则和计算方法。
4.时序逻辑设计：确定加法器的时序控制电路。
5.仿真测试：使用EDA工具进行仿真测试，验证加法器的设计能够正确实现给定的功能。
6.硬件实现：将加法器设计转化为硬件，在FPGA实验板上进行验证，从而实现加法器的功能。
4. 实验方法步骤1：电路图设计利用Xilinx ISE工具，设计一个4位加法器的电路图。
步骤2：编程利用VHDL语言编写4位加法器的代码。
步骤3：仿真使用Xilinx ISE工具进行仿真模拟，验证设计是否正确。
步骤4：综合将VHDL代码和综合约束文件加入工程，进行综合。
步骤5：下载验证将综合后的位文件下载到Nexys 4 DDR实验板中，通过DIP开关输入两个4位二进制数A、B，并通过LED灯输出计算结果S，验证设计是否实现了所需功能。
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实验三 利用MSI设计组合逻 辑电路
要求：内容1，内容2 作完要分别检查。 内容1： 1、自己设计 2、静态测试。注意接电源，接地，附加 控制端应接低电平。
S1
S0
Y
0
0
A.B
0
1
A+B
1
0
A⊕B
1
1
A
S1 S0 A B Y 0 0000 0 0010 0 0100 0 0111 0 1000 0 1011 0 1101 0 1111 1 0000 1 0011 1 0101 1 0110 1 1001 1 1011 1 1100 1 1110
00
11
01
1
11 1 1 1 1
10
1
3、静态测试验证真值表。 4、观测A的险象。
中值宽度
毛刺幅度
5、6、判断险象是否影响下一级电路的正常工作，应看毛刺 的幅度大小。
F
1
F’
F
C
（5）
7、同内容4
（6）
8、使用公式 AB+AC+BC=AB+AC
本实验中
F’
冗余项
F=AB+BCD+ACD=AB+BCD+ACD+BCD
AB C
00 0 00 1 01 0 01 1 10 0 10 1 11 0 11 1
F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 D0 0 000 0 0 0D 0 000 0 0 00 D 000 0 0 00 0 D00 0 0 00 0 0D0 0 0 00 0 00D 0 0 00 0 000 D 0 00 0 000 0 D
3、线路连接，按教材提示连接。注意：地址 输入端A、B、C与A2、A1、A0的连接顺序。
4、静态测试
地址输入端接模拟开关，输出端接0-1显示器。 对照真值表检测。
5、动态测试
用74LS197连接成8进制。其输出作为地址输 入端。观测记录输入输出波形。
A0 A1 A2
实验四 译码显示电路
1、七段发光二极管数码管 实验箱上数码管是共阴极，注意两个公共端
Q0n+1=DSR Q1n+1=Q0 Q2n+1=Q1 Q3n+1=Q2
DSR→Q0→Q1→Q2→Q3
（2）S1=1，S0=0，左移 DSL为左移送数端，当脉冲到来时，其状态变
化情况。
Q0n+1=Q1 Q1n+1=Q2 Q2n+1=Q3 Q3n+1=DSL
DSL→Q0→Q1→Q2→Q3
（3）S1=1，S0=1，并行送数 D0、D1、D2、D3为并行送数端，当脉冲到来，
00 X
01 1
11 1
10 1
01 11 10
0
0
1
0
0
1
x
x
x
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0
0
1
Q1nQ0n
Q3nQ2n 00
00 X
01 0
11 0
10 0
01 11 10
1
0
1
1
0
1
x
x
x
1
0
1
Q1nQ0n Q3nQ2n 00
01 11 10
Q0n+1=Q0
00
01 11
X
0
1
1
1
0
0
x
x
0
0
1
Q1n+1=Q0Q1+Q0Q1
接0-1显示器 G3 G2 G1 G0
转换电路
B3 B2 B1 B0
QD QC QB QA CPB
74LS197 LD
1
1
Cr CPA
手动单步脉冲
4. 动态测试
接示波器 G3 G2 G1 G0
转换电路
B3 B2 B1 B0
QD QC QB QA CPB
74LS197 LD
1
1
Cr CPA
S1
1 (接函数发生器）连续脉冲（10KHz）
2、实验箱（电位器） 3、万用表 4、示波器 二、实验内容
每块74LS00包含4个与非门，前面的内容选其 中的一个进行测试。
高电平输入电流IIH较小，难以测量，测不出则
以0µA记录。
集成电路的功耗和集成密度密切相关。功耗大的的元器件则集 成度不能很高。
当输出端空载,门电路输出低电平时电路的功耗称为空载导通功 耗Pon。当输出端为高电平时，电路的功耗称为空载截止功耗 Poff。平均功耗P=(Pon+Poff)/2。例如74H系列TTL门电路，平 均功耗为22毫瓦。而CMOS门电路平均功耗在微瓦数量级。
10
Q1nQ0n
0
Q3nQ2n 00
00 X
1
01 0
x
11 0
0
10 1
01 11 10
0
0
0
0
1
0
x
x
x
1
1
1
Q2n+1=Q1Q0Q2+(Q3Q1+Q3Q0)Q2
Q3n+1=Q2Q3+Q2Q1Q0Q3
(5)求各触发器的驱动方程
Q0n+1=Q0 Q1n+1=Q0Q1+Q0Q1 Q2n+1=Q1Q0Q2+(Q3Q1+Q3Q0)Q2 Q3n+1=Q2Q3+Q2Q1Q0Q3
3、动态测试。74LS197接成16进制计数器，观测输出波形。 C
BP(QA) A(QB)
S0(QC) S1(QD)
Y
内容二： 1、原理：
F0 A B CD F1 A BC D F2 A B CD F3 A B C D F4 A B CD F5 A BC D F6 A B CD F7 A B C D
实验一 TTL与非门的静态参数测试
一、器件使用 1、集成芯片的使用
Vcc 14 13 12 11 10 9 8
74LS00
1 2 3 4 5 6 7地
注意：TTL门电路对电源电压VCC要求较严，VCC只允许在 +5V±10%的范围内工作，超过5.5V将损坏器件，低于4.5V器 件的逻辑功能不正常。
10 1001 1010 1100 1011
1111
↓
0000 1101 1111
↓ ↓↓
0001→0010→0011→0100→0101→0110
↑
↓
1100←1011←1010←1001←1000←0111
（7）画出逻辑图
Q0
Q1
Q2
Q3
二、实验
1、电源：一般为5 ± 0.25V
（1）如果将电源接入电路后稳压源为零及指示灯暗， 而将电源连线拔出，则稳压源正常及指示灯变亮，则 可断定，你连接的电路中有短路现象。 （2）如果低电平时“0-1”显示器微亮，高电平时更 亮，则可断定接地有问题。 2、时序逻辑器件，不能以悬空代替高电平。 3、时序逻辑器件的清零端和置1端。如果是低电平有 效，则正常工作时这两端都接1。反之如果是高电平 有效，则正常工作时这两端都接。0。 4、用示波器观察和记录波形：一般是比较两个波形的 相位关系。 待观察信号分别接入CH1、CH2 Vertical Mode 置“ALT”
一、实验目的和要求
要求独立完成设计、安装、调整、测试的全 过程。提高能力。实验中遇到问题自行解 决。
二、预习
为了按质、按量、按时完成每一个实验，做 实验之前要求先预习。做好预习报告。预 习报告要求按照教材要求的实验内容，掌 握解实验原理，先做好设计，拟定实验步 骤。如果预习报告作的好，可在实验过程 中将实验数据直接填入预习报告。作为正 式的实验报告。不必再花时间写实验报告。
CPB
74LS197 LD
1
Cr CPA
1
手动单步脉冲
QD QC QB QA 0 0 00 0 0 01 0 0 10 0 0 11 0 1 00 0 1 01 0 1 10 0 1 11 1 0 00 1 0 01 1 0 10 1 0 11 1 1 00 1 1 01 1 1 10 1 1 11
Triggering Mode 置“NORM”或“AUTO” Triggering Source，置CH1或“CH2” 若波形不显示或不稳定则可调“LEVEL” 5、电路故障： （1）电源、接地是否正确。 （2）断线或接触不稳的判断：除非是悬空，否则，
如果测得电压1.4伏左右。 （3）线路连接错误。 （4）设计错误。 （5）元器件使用不当或功能不正常 （6）仪器（主要指数字电路实验箱）和集成器件本
实验六 同步计数器的设计
实验内容2 一 设计按要求自己设计
实验内容二
一、设计
（1）根据实验要求可以的该特殊十二进制计 数器状态转换图。
0001→0010→0011→0100→0101→0110
↑
↓
1100←1011←1010←1001←1000←0111
（2）确定电路所需触发器数目 有效状态为m=12，求所需触发器数目n。
接模拟开关
5V
CP接连续脉冲 1-2Hz
注意：启动节拍发
生器时，应先清零，
Ya Yb Yc Yd Ye Yf Yg 74LS48
即将清零模拟开关 放置在低电平，待 清零置数后，清零
A3 A2 A1 A0 LT IBR
模拟开关放置在高 电平。
5V
接模拟开关
实验五 组合电路中的竞争与冒险
1、F=AB+BCD+ACD
要求只有原变量输入即实现时不能用模拟开关的反变量，要实 现反变量，用非门。没有非门，可用与非门。要能观察到竞争 冒险现象，实现时应尽可能使同一变量的经过两条路径到达同 一点时，两条路径相差的门数尽可能多。