数字电路教学大纲（通信）

数字电路教学大纲（通信）

《数字逻辑电路设计》教学大纲

课程名称：数字逻辑电路设计

课程性质：专业基础课

学分：4.5

总学时：80，其中，理论学时：64，实验(上机)学时：16

适用专业：通信工程

先修课程：大学物理，电路

一、教学目的与要求

本课程是通信工程专业的必修的技术基础课程。

通过本课程的学习，使学生了解数字系统的基本概念，掌握数字系统的工作原理及设计方法。

二、课程的基本内容及要求

三、各章节主要知识点与教学要求

第一章数字逻辑概论（ 3 学时）

第一节数字电路与数字信号

第二节数制

第三节二进制数的算术运算

第四节二进制代码

第五节二值逻辑变量与基本逻辑运算

第六节逻辑函数及其表示方法

本章重点：计算机中常用的数制及数制之间的转换；

计算机中常用的码制及码制之间的转换。

基本逻辑运算

本章难点：二进制，十进制，八进制之间的转换；

加权码和无权码的表示方法。

基本逻辑运算

本章教学要求：掌握计算机中常用的数制及数制之间的转换；掌握原码、反码、补码的概念。十进制数的编码及可靠性编码。掌握基本逻辑运算

第二章逻辑代数与硬件描述语言基础（ 7 学时）

第一节逻辑代数

第二节逻辑函数的卡诺图化简法

第三节硬件描述语言Verilog HDL基础

本章重点：逻辑代数的基本公式、基本定理、基本规则；

逻辑函数的代数化简方法；

逻辑函数的卡诺图化简方法。

本章难点：逻辑函数的基本定理应用；

逻辑函数的卡诺图化简方法的使用。

本章教学要求：掌握逻辑代数的基本公式、基本定理、基本规则掌握逻辑函数的化简方法。

第三章逻辑门电路（ 3 学时）

第一节MOS逻辑门电路

第二节TTL逻辑门电路

第三节射极耦合逻辑门电路

第四节砷化镓逻辑门电路

第五节逻辑描述中的几个问题

第六节逻辑门电路使用中的几个实际问题

第七节用Verilog HDL描述逻辑门电路

本章实验：集成门电路实验；（2学时）

本章重点：基本逻辑门电路的基本原理及特性；

三态门和集电极开路逻辑门的工作状态和原理。

本章难点：基本逻辑门电路的基本原理及特性；

三态门和集电极开路逻辑门的工作状态和原理。

本章教学要求：了解CMOS集成门电路基本结构及工作原理、TTL电路与CMOS电路的接口等其它接口电路

掌握三态门和集电极开路逻辑门的工作状态和原理。

第四章组合逻辑电路（ 15学时）

第一节组合逻辑电路分析

第二节组合逻辑电路的设计

第三节组合逻辑电路中的竞争冒险

第四节若干典型的组合逻辑集成电路

第五节组合可编程逻辑器件

第六节用Verilog HDL描述组合逻辑电路

本章实验：组合逻辑电路的设计；（2学时）

译码器应用；（2学时）

数据选择器应用；（2学时）

加法器应用。（2学时）

本章重点：组合逻辑电路分析的一般方法及组合逻辑电路的设计方法；

常用组合逻辑电路的原理及功能；

函数的组合逻辑电路实现方法。

本章难点：组合逻辑电路分析及设计方法；

函数的组合逻辑电路实现方法。

本章教学要求：掌握组合逻辑电路分析的一般方法及组合逻辑电路的一般设计方法；

理解组合逻辑电路设计中应考虑的问题；

掌握常见的基本组合逻辑电路的设计方法；

理解组合电路中的竞争与险象。

第五章锁存器和触发器（ 8 学时）

第一节双稳态存储单元电路

第二节锁存器

第三节触发器的电路结构和工作原理

第四节触发器的逻辑功能

第五节用Verilog HDL描述锁存器和触发器

本章实验：触发器功能验证；（2学时）

本章重点：RS触发器的工作原理及特性分析；

JK触发器的工作原理及特性分析；

D触发器的工作原理及特性分析；

T触发器的工作原理及特性分析；

不同类型触发器之间的转换方法。

本章难点：不同类型触发器的功能分析和特性描述；

不同类型触发器之间的转换方法。

本章教学要求：掌握RS触发器、JK触发器、D触发器、T触发器的工作原理；

了解不同类型触发器的转换方法。

第六章时序逻辑电路（ 15 学时）

第一节时序逻辑电路的基本概念

第二节同步时序逻辑电路的分析

第三节同步时序逻辑电路的设计

第四节异步时序逻辑电路的分析

第五节若干典型的时序逻辑集成电路

第六节用Verilog HDL描述时序逻辑电路

第七节时序可编程逻辑器件

本章实验：集成电路计数器、译码和显示。（2学时）

本章重点：同步及异步时序逻辑电路的分析方法；

同步时序逻辑电路的设计方法。

寄存器与移位寄存器的工作原理；

异步N进制计数器的实现方法；

同步N进制计数器的实现方法；

任意进制集成计数器的实现。

本章难点：时序逻辑电路的功能分析及状态转换过程；

异步和同步N进制计数器的实现方法；

用给定集成计数器芯片实现任意进制计数器的方法。

本章教学要求：理解时序逻辑电路的结构与类型

掌握同步时序逻辑电路的分析方法；

掌握同步时序逻辑电路的设计的方法；

理解常用同步时序逻辑电路；

掌握用给定集成计数器芯片实现任意进制计数器的方法。第七章存储器、复杂可编程器件和现场可编程门阵列（2学时）第一节只读存储器

第二节随机存取存储器

第三节复杂可编程逻辑器件

第四节现场可编程门阵列

第五节用EDA技术和可编程器件的设计例题

本章重点：存储器的分类与性能指标的相关概念；

存储器的扩展方法；

可编程阵列逻辑的工作原理。

本章难点：用可编程阵列逻辑实现逻辑函数的方法；

存储器的扩展方法。

本章教学要求：了解存储器的分类与性能指标的相关概念；

了解快闪存储器的特点；

掌握存储器的扩展方法；

掌握可编程阵列逻辑；

掌握CPLD和FPGA及其系统编程技术。

第八章脉冲波形的变换与产生（ 4 学时）