数字逻辑与vhdl逻辑设计综述

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课程的基本要求 1．掌握并能灵活运用逻辑代数的基本定律和规则。 2．熟悉逻辑函数的不同表示方法及其相互转换方法。 3．掌握运用公式法和卡诺图法化简逻辑函数。 4．熟悉构成数字电路的集成单元电路（集成门电路、集成触发 器、存储器等）的基本结构、逻辑功能。 5．掌握组合逻辑电路的基本分析和设计方法。 6．掌握同步时序逻辑电路的基本分析和设计方法。 7．掌握存储器的原理和存储器容量的扩展技术。 8．熟悉常用的具有代表性的MSI的原理、功能和应用。
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现代计算机都是数字电子计算机，数字逻辑是计算机设计的 基础。“数字逻辑”是“计算机组成原理” 的最重要的先修课。 具有难度大、知识点多的特点。
为了学好本门课程，要求： 1．上课认真听讲，记笔记，做课堂练习，不说话。 2．课后抓紧时间阅读教材的有关内容，认真做作业，不抄袭。 3．每章讲完后及时归纳要点，抓住“三基” （基本概念，基本 原理，基本方法） 。 4．在学习中有问题，抓住课间时间问老师。同学之间互相交流。 注意：前面3章是后面的基础。 5．注意积累英文的专业术语，提高专业英语阅读能力。 6．认真做实验，必须预习实验，认真写实验报告。 在本门课程的教学中：部分教学内容的顺序可能与教材不同 本门课程的平时成绩中包含：小测验、课堂练习、提问等。
例如：
ki r i
i n
m
(101101 .101 ) 2 1 25 0 2 4 1 23 1 2 2 0 21 1 20 1 2 1 0 2 2 1 2 3 (45.625)10
八进制 Octal 逢八进一。
十六进制 Hexadecimal 逢十六进一。
0，1，2，3，4，5，6，7 (27.3)8 = 27.3Q
0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F (94. B8)16 = 94. B8H (D2.8F)16 = 0D2.8FH
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二、八、十六和十进制数的对应关系
6 ·1 ·5
4位二进制数对应一位十六进制数
(E1.58)16 = ( 11100001.01011000
1110
(257.05)8 = ( 10101111.000101
0001 ·0101 1000
)16
)2 = ( AF.14
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② 任意进制数转换成十进制数 按权展开相加。
( N )r kn r n kn1 r n1 k0 r 0 k1 r 1 k m r m
( N )r kn r n kn1 r n1 k0 r 0 k1 r 1 k m r m ki r i
i n
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m
在计算机系统中常用的进位计数制 十进制 Decimal 逢十进一。 二进制 Binary 逢二进一。 0，1，2，3，4，5，6，7，8，9 (47.9)10 = 47.9D = 47.9 0，1 (1001.101)2 = 1001.101B
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Decimal 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
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1.1.2 不同计数制间的转换 ① 二进制、八进制、十六进制数之间的转换 以小数点为界，向左 / 向右分组直接写出 3位二进制数对应一位八进制数 (10110. 0011)2 = ( 26.14 )8 10 110 2 )2 E 1 · 001 1 4 8
9．掌握用硬件描述语言VHDL设计逻辑电路的基本方法。
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参考书目 ① Thomas L．Floyd(美)，Digital Fundamentals，科学出版社， 2007年英文影印版 ② 阎石主编，数字电子技术基础，高等教育出版社，第5版 ③ 王永军等主编，数字逻辑与数字系统设计，高等教育出版社, 第1版 ④ 蒋立平主编，数字逻辑电路与系统设计，电子工业出版社， 2008年第1版 ⑤ 盛建伦著，数字逻辑与VHDL逻辑设计习题解答，清华大学 出版社，2013年第1版
Binary 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
10000
Octal 00 01 02 03 04 05 06 07 10 11 12 13 14 15 16 17 20
Hexadecimal 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
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1.1 数制和码制
数制 Number System 1.1.1 进位计数制 按进位进行计数。 基数（Radix）：计数所用的不同数码的个数。 权（Weight）：不同数位上的数字所代表的数量级。 例如： 55555.555
104 102 100 10-2 10-3 3 101 10-1 10 基数为r的任意进制数可表示为：
第 1章
数字逻辑基础
Fundamentals of Digital Logic
⑴ 掌握进位计数制及不同数制间的转换； ⑵ 熟练掌握基本逻辑运算和基本逻辑门； ⑶ 熟练掌握逻辑代数的基本公式、常用公式和三个定理； ⑷ 熟练掌握逻辑函数的表示方法； ⑸ 掌握逻辑代数的公式化简法和卡诺图化简法； ⑹ 掌握无关项的概念和包含无关项的逻辑函数的化简； ⑺ 熟悉几种常用的码制。
数 字 逻 辑
Digital Logic
广义双语教学课程 课程网站 211.64.192.58
教材：盛建伦，《数字逻辑与VHDL逻辑设计》， 清华大学出版社，2012
任课教师：刘淑霞 E_mail：liu_shuxia@126.com QQ：63917101
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课程的目的与任务
本课程是计算机科学与技术、软件工程和网络工程专业的一 门主要的技术基础课，具有很强的工程实践性。通过本课程的学 习，使学生获得数字技术方面的基本理论、基本知识和基本技能， 掌握数字系统的基本分析和设计方法，为学习后继课程和用中、 大规模集成电路设计计算机和数字系统奠定良好基础。 后继课：计算机组成原理，微型计算机技术，单片机原理与接口 技术，嵌入式系统，计算机网络。