五邑大学专插本参考数字电路与逻辑设计教学内容
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。
《数字电路与逻辑设计》课程教学大纲
《数字电路与逻辑设计》课程教学大纲第一篇:《数字电路与逻辑设计》课程教学大纲《数字电路与逻辑设计》课程教学大纲先修课程:高等数学、普通物理、电路与电子学(一)课程地位、性质和任务《数字电路与逻辑设计》是计算机科学与技术专业的主干课程,是一门专业技术基础课。
它不仅为《计算机组成原理与汇编程序设计》、《微机接口技术》、《计算机系统结构》、《数据通信与计算机网络》等后续课程提供必要的基础知识,而且是一门理论与实践结合密切的硬件基础课程。
(二)课程教学基本要求本课程是计算机科学与技术专业的一门专业基础课程,通过本课程的学习,使学生熟悉数字电路的基础理论知识,理解基本数字逻辑电路的工作原理,掌握数字逻辑电路的基本分析和设计方法,具有应用数字逻辑电路,初步解决数字逻辑问题的能力,为学习计算机硬件打下扎实的基础。
(三)课程主要内容及学时分配第一章逻辑代数基础逻辑代数是分析和设计数字电路的数学工具,本章主要介绍逻辑代数的公式、定理及逻辑函数的化简方法,要求掌握常用进制及其转换,基本和常用逻辑运算,逻辑代数的公式、定理,逻辑函数的公式、图形化简化,逻辑函数的五种表示方法及相互之间的转换。
教学重点:逻辑代数的公式、定理,逻辑函数的公式、图形化简法。
教学难点:公式、定理、规则的正确应用,逻辑函数化简的准确性。
方法提示:通过多举例子,多做练习以提高对公式应用的熟练性。
第二章逻辑门电路集成逻辑门是构成数字电路的基本单元,本章主要介绍MOS和TTL集成逻辑门的逻辑功能的电气特性。
要求掌握高、低电平与正、负逻辑的概念,二极管、三极管、MOS管的开关特性,熟悉二极管与门和或门,三极管非门的电路结构及工作原理,掌握其电气特性和功能。
掌握与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门、三态门、OC门、CMOS传输门的逻辑符号、逻辑功能,熟悉各种门电路的特点和使用方法。
教学重点:CMOS和TTL集成门电路重点是外部特性,即逻辑功能和电气特性。
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。
五邑大学《数字电路与逻辑设计》 第2章 逻辑门电路.
Junction Transistor)构成的逻辑门电路。
输入端的负载特性 TTL输入端负载特性
A B TTL & Y1 A B TTL & Y2 A B
100 K
TTL & 1 Y3
100
(a)
100 K
(b)
(c)
一般对于TTL门电路,悬空和接逻辑高电平等效。
若输入端通过电阻接地,一般当RP≤0.9KΩ时,构 成低电平输入方式;当RP≥2.9KΩ时,构成高电平 输入方式。
I CS = VCC / RC
若v1 = VIL = 5V
BJT饱和
iB
VCC
RC
饱和导 通状态
vCE = 0.2 ~ 0.3V
12/11/2ห้องสมุดไป่ตู้1
3.3 TTL TTL反相器(非门) 门电路
TTL—Transistor-Transistor Logic(三
极管-三极管逻辑),TTL逻辑门就是由 双极型晶体三极管(BJT, Bipolar
OC门上拉电阻的计算 OC门上拉电阻的计算
m’-负载管输入端的个数 IOL-一个OC门T5管导通 时的电流; IIL-负载门每个输入端的 低电平输入电流 VOL(max) -驱动管输出低电 平的最小电压。 IOL VOL IIL
RL (min) ( I OL mI IL ) VCC VOL (max)
输入端的负载特性 CMOS输入端负载特性
A B COMS & Y1 A B COMS &
12/11/201
课前学习内容
2-3 TTL集成门电路 2-3-4集电极开路的TTL门电路(OC门) 2-3-5 OC门上拉电阻的计算 2-3-6 TTL三态门电路
五邑大学专插本参考数字电路与逻辑设计
命题人:徐秀平 审批人: 试卷分类(A 卷或B 卷) A五邑大学 试 卷学期: 2008 至 2009 学年度 第 一 学期 课程: 数字电路与逻辑设计 专业: 电子、计算机、交通 班级:姓名: 学号:一、(包含8个小题,共38分)4分)CD D A BD B A Y +++=利用卡诺图化简下面逻辑函数,要求画出卡诺图,求得最简与或式。
(6分) ∑∑+=),),,,,,,,,,138(1514109763210(d m Y.3电路如图所示,①试写出输出端逻辑式;2,已知输入信号的波形,请对应画出输出端的波形。
(4分)A B Y BA Y电路如图所示,其中所有的门均为TTL 门。
若已知各门的参数为I OH =,I OL =14mA ,I IH =,I IL =,试求能带多少个同类门?(4分)电路如图所示,请写出输出Q 的特性方程,并画出对应时钟脉冲CLK 的输出Q 的波形(4分)1. 6电路如图所示,①说明它的容量是多少?②写出各片的地址范围(十六进制表示)。
(6分)A DR'TTL NtR 'ACB555定时器接成的电路如图所示,若V CC =12V ,①试问CB555接成的是什么电路?②若输入电压v I 波形如图所示,试画出输出电压v 0的波形。
(6分)如图所示电路为4位倒T 型电阻网络D/A 转换器。
已知R=10K Ω,V REF =12V 。
当某位数字量d i =1时,开关接S i 接运算放大器的反相输入端,;当d i =0时,开关接S i 接地。
试求:①输出模拟电压v o 的范围;②求d 3d 2d 1d 0=1011时,对应的输出的模拟电压v o 值。
(4分)二、分析题(包含三道题,共32分)由3线-8线译码器74HC138构成的逻辑电路如图所示,分析电路的逻辑功能,要求写出输出端逻辑式和真值表,说明电路有什么作用。
(10分)S 11X 10X 1174HC 的功能表32S S '+'i Y 'i m '组合的最小项为012A A A i mv分析如图所示时序逻辑电路的功能,要求写出电路的驱动方程、状态方程、输出方程,画出状态转换图,说明是什么电路,并检查电路能否自启动。
数字电路与逻辑设计教学大纲
《数字电路与逻辑设计》教学大纲适用专业:通信工程、信息工程、自动化、测控技术与仪器、电气工程及其自动化课程类别:专业基础课先修课程:电路原理总学时:66学分:3考核方式:考试一、课程的性质与任务本课程是信息工程、通信工程、自动化、测控技术与仪器和电气工程及其自动化专业学生必修的技术基础课程,是一门实践性很强的课程。
通过本课程的学习,使学生掌握数字逻辑和数字系统的基础知识、基本分析方法和设计方法,培养使用标准逻辑器件的能力,初步了解可编程器件的知识,为深入学习后续课程和从事数字技术实际工作打下良好基础。
二、课程内容、基本要求与学时分配1、绪论(2学时)了解数字信号与模拟信号的定义与区别;掌握各种数制间的转换;了解常用的各种码制;了解数字电路的分类;2、逻辑函数及其化简(6学时)掌握布尔代数的运算规则;掌握逻辑变量与逻辑函数的表示方法;掌握逻辑函数的公式法化简法;掌握卡诺图的绘制方法和用图解法化简逻辑函数;3、集成逻辑门(6学时)了解晶体管的开关特性;了解TTL集成逻辑门的外部特性;了解CMOS集成逻辑门的外部特性;4、组合逻辑电路(8学时)掌握组合逻辑电路的分析方法;掌握用逻辑门电路设计组合逻辑电路的方法;掌握用中规模集成电路设计组合逻辑电路的方法;了解组合逻辑电路的冒险现象;5、触发器(8学时)掌握各类触发器的特征方程和功能描述方法;掌握基本触发器和钟控触发器的工作原理;了解主从触发器和边沿触发器的工作原理;6、时序逻辑电路(8学时)掌握同步、异步时序逻辑电路的分析方法;了解常用集成时序逻辑器件的使用方法;掌握用小规模IC器件和中规模IC器件设计同步时序逻辑电路的方法;了解异步时序逻辑电路的设计方法。
7、半导体存储器(2学时)了解随机存取存储器和只读存储器的工作原理;掌握随机存储器的扩展方法;了解用只读存储器设计组合逻辑函数的方法;8、可编程逻辑器件及其应用(2学时)初步了解可编程逻辑阵列、通用阵列逻辑(GAL)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)、现场可编程门阵列(FPGA)的结构特点和工作原理9、脉冲单元电路(2学时)了解自激多谐振荡器的工作原理;了解单稳触发器的功能;了解555时基电路的结构特点和应用;10、模数转换器和数模转换器(4学时)了解数模转换器和模数转换器的基本原理;了解常用数模转换器和模数转换器的特性本课程的理论教学时数为48学时,2.5学分。
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。
《数字电路与逻辑设计》课程教学大纲
《数字电路与逻辑设计》课程教学大纲《数字电路与逻辑设计》课程教学大纲一、课程名称数字电路与逻辑设计二、课程代码020008035 三、课程属性专业基础必修课四、学时数、学分数64学时、3.5学分五、适用专业四年制本科计算机科学与技术专业六、编制者编制:七、编制日期2021年7月八、本课程的目的和任务《数字电路与逻辑设计》是计算机科学与技术专业的主干课程之一。
通过本课程的学习,使学生获得数字逻辑器件、数字逻辑电路的基本理论知识和基本技能。
为学习后续有关专业课与进一步接受新技术打下必要的基础。
本课程的主要任务:1.了解典型数字逻辑器件的逻辑符号和逻辑功能; 2.掌握数字逻辑电路的基本分析方法和设计方法; 3. 使学生能够阅读典型数字电路的工程图纸。
九、本课程与专业课程体系中其他有关课程的关系先修课程:电路与模拟电子技术;后续课程:微机原理及接口技术,计算机组成原理。
十、各教学环节学时分配教学课时分配表教学时数序号 1 2 3 4 5教学内容逻辑代数基础集成逻辑门电路(实验:TTL与非门参数性能测试,门电路)组合逻辑电路(实验:加法器,组合逻辑电路综合实验)触发器(实验:触发器)时序逻辑电路(实验:计数器) 1讲课 6 4 10 6 12 实验 4 4 2 2 其他机动 6 7 8 脉冲波形产生与整形数/模与模/数转换半导体存储器件 4 4 4 50 12 2 合计十一、课程教学内容及基本要求(一)逻辑代数基础(6学时) 1.主要教学内容数制和码制,逻辑代数的基本公式和定理,逻辑函数的化简,逻辑函数的表示方法及相互转换。
2.教学要求了解模拟信号、数字信号、二值数字和逻辑电平、数字波形,数字电路的特点及研究方法;理解十进制、二进制、八进制和十六进制,十-二进制之间的转换,逻辑函数的概念;掌握二进制码,基本逻辑运算,逻辑代数的公式和定理,逻辑函数的公式化简法和图形化简法,逻辑函数的表示方法及其相互转换。
数字电路教学大纲
数字电路教学大纲一、课程简介本课程旨在介绍数字电路的基本理论和设计方法,帮助学生建立数字电路分析与设计的基本能力。
通过本课程的学习,学生将掌握数字电路的基本概念、逻辑门、布尔代数、组合逻辑电路、时序逻辑电路等知识。
二、教学目标1. 理解数字电路的基本理论和设计原理;2. 掌握数字电路的逻辑运算和布尔代数;3. 能够设计和分析组合逻辑电路和时序逻辑电路;4. 具备解决实际数字电路设计问题的能力。
三、教学内容1. 数字电路基础知识- 二进制数系统- 逻辑代数和布尔代数- 逻辑门及其特性2. 组合逻辑电路设计- 组合逻辑电路的基本结构- 卡诺图方法简化布尔表达式- 组合逻辑电路的设计与分析3. 时序逻辑电路设计- 时序逻辑电路的时钟信号- 触发器及其应用- 状态机设计方法四、教学方法1. 理论讲授通过讲解理论知识,使学生建立数字电路的基本概念和理论框架。
2. 实例分析通过具体的实例,帮助学生理解数字电路的设计过程和方法。
3. 实践操作通过实验操作,增强学生对数字电路理论知识的实际运用能力。
五、教学评估1. 平时表现考察学生课堂表现、作业完成情况和参与度。
2. 期中考试考察学生对数字电路基础知识的掌握情况。
3. 期末考试考察学生对组合逻辑电路和时序逻辑电路设计的能力。
六、教材参考1. 《数字电路与逻辑设计》2. 《数字电路设计与仿真》3. 《数字逻辑与数字系统设计》七、教学安排1. 开设学期:大三上学期2. 授课时间:每周三节课,每节90分钟3. 实验教学:每周一次,每次180分钟通过本课程的学习,学生将掌握数字电路设计的基本方法和技巧,为未来在数字电路领域的深入研究和实践打下坚实基础。
希望学生在学习过程中勤奋钻研,不断提升自己,取得优异的成绩。
祝各位同学学习愉快!。
《数字电路与逻辑设计B》教学大纲
《数字电路与逻辑设计B》理论课教学大纲
一、课程基本信息
二、课程目标与任务
本课程目的是通过课堂讲授、课外作业和实验等教学环节使学生获得数字电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能,培养学生分析问题和解决问题的能力,为以后深入学习电子计算机及接口技术等方面的课程打下良好的基础。
本课程任务是通过本课程学习,要求学生掌握:
数字电子技术方面的基本理论、基本知识。
包括逻辑代数基础;组合逻辑电路和常用的组合逻辑电路模块;时序逻辑电路及常用的时序逻辑电路模块;脉冲波形的产生和整形电路;半导体存储器及数/模、模/数转换的基本概念。
掌握数字电路的基本设计方法和技能。
包括组合逻辑电路和时序逻辑电路的分析和设计,常用组合和时序逻辑模块的应用等。
三、课程主要内容、要求及学时分配
四、主要教学组织形式与方法手段
1.组织形式
本门课程以理论教学为主,辅以实验教学和仿真实践的方法来让学生从理论、实践、创新多方面对课程进行学习、理解和掌握。
2.教学方法
在教学过程中,会在教学的不同阶段,给学生布置不同的设计任务。
为鼓励学生动手和创新,从课程开始,就将学生按3-4人分为一个小组,来完成布置的设计任务,并鼓励学生自己思考提出想要解决的问题,形成解决方案,最终可将课程设计任务分散到整个学期来完成,这不仅有利用本门课程的掌握,更会增强学生的动手和思考创新能力。
3.教学手段
教学过程中,以多媒体理论教学为主,辅以仿真软件进行电路的验证和开发设计。
五、课程考核和成绩评定。
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。
5-5任意进制计数器的设计
任意进制计数器-置零法
【例】 试利用置零法将同步十进制计数器74160接成同步七进 制计数器。 解:
0000 1110 1111
Q3Q2Q1Q0
0001
0010
0011
1
EP ET
D0 D1 D2 D3
任意进制计数器的设计-整体置数/整体置零
★当M是素数时,应先将两片N进制计数器按并行或串行进位 方式连成NN(>M )进制计数器, 然后采用整体置零方式或 整体置数方式来实现。注意M是合数也适用此方法。 【例】 试用整体置零方式将两片同步十进制计数器74160接成 二十三进制计数器。 解:
1
EP ET
C
74160
LD
1
1001
0100
1101
1100
CLK
计数脉冲输入
CLK Q Q Q Q RD 0 1 2 3
1 1 1 0 实现的电路
G 进位输出
1000
0111
0110
0101
1010
1011
暂态,产生置零信号
状态转换图
http://202.192.240.9/shudian/index.html
M 个 状 态
...
(a)异步预置数
末态(产生预置数的信号)
(b)同步预置数
...
注:初态Si可以是M中任一个状态。
http://202.192.240.9/shudian/index.html 10/10/2016
任意进制计数器-置数法
【例】 试利用置数法将同步十进制计 数器74160接成同步七进制计数器。 1
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。
五邑大学《数字电路与逻辑设计》 第2章 逻辑门电路讲义
三极管反相器(非门)
双极型晶体管的开关特性 1.双极型晶体管的开关作用
BJT的基本开关电路
BJT的输出特性
4/16/2020
三极管反相器(非门)
若v1 = VIL = 0V
BJT截止
iB ≈0
iC ≈0
v0 = vCE ≈VCC
截止 状态
4/16/2020
三极管反相器(非门)
Y (AB)
(2)当EN=0时,与非门为高阻态,即Y=Z
CMO2S.普3 通C门MO电S路门电路
在CMOS集成电路中,以金属-氧化物半导体场效应管(Metal-OxideSemiconductor Field-Effect Transistor,简称 MOS管)作为开关器件。
CMOS逻辑门电路是在TTL器件之后,出 现的应用比较广泛的数字逻辑器件,在功耗、 抗干扰、带负载能力上优于TTL逻辑门,所 以超大规模器件几乎都采用CMOS门电路, 如存储器ROM、可编程逻辑器件PLD等
OC门上拉O电C门阻上的计拉算电阻的计算
m’-负载管输入端的个数
I时OL的-电一流个;OC门T5管导通
I低IL电-平负输载入门电每流个输入端的
IOL
VOL IIL
V平O的L(m最ax小) -电驱压动。管输出低电
VCC RL(min)(IOL mI IL ) VOL(max)
RL (m in)
TTL输输入入端负端载的特负性载特性
TTL
TTL
TTL
A B
&
A
Y1 B
&
& 1 A
Y2 B
Y3
100
100K
(a)
(b)
100K
(c)
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命题人:徐秀平 审批人: 试卷分类(A 卷或B 卷) A
五邑大学 试 卷
学期: 2008 至 2009 学年度 第 一 学期 课程: 数字电路与逻辑设计 专业: 电子、计算机、交通 班级:
姓名: 学号:
一、 (包含8个小题,共38分)
1.1 4分)
CD D A BD B A Y +++=
1.2 利用卡诺图化简下面逻辑函数,要求画出卡诺图,求得最简与或式。
(6分) ∑∑+=
),),,,,,,,,,138(1514109763210
(d m Y
.3电路如图所示,①试写出输出端逻辑式;2,已知输入信号的波形,请对应画出输出端的波形。
(4分)
A B Y B
A Y
1.4电路如图所示,其中所有的门均为TTL 门。
若已知各门的参数为I OH =0.25mA ,I OL =14mA ,I IH =0.05mA ,I IL =1.6mA ,试求能带多少个同类门?(4分)
1.5电路如图所示,请写出输出Q 的特性方程,并画出对应时钟脉冲CLK 的输出Q 的波形(4分)
1. 6电路如图所示,①说明它的容量是多少?②写出各片的地址范围(十六进制表示)。
(6分)
Q
Q
SET
CLR
D
A B CLK
Q
D
R 'TTL }
N Y 0
0000
t
t
t
t
t
CLK
D
R 'A B
1.7 CB555定时器接成的电路如图所示,若V CC =12V ,①试问CB555接成的是什么电路?②若输入电压v I 波形如图所示,试画出输出电压v 0的波形。
(6分)
1.8 如图所示电路为4位倒T 型电阻网络D/A 转换器。
已知R=10K Ω,V REF =12V 。
当某位数字量d i =1时,开关接S i 接运算放大器的反相输入端,;当d i =0时,开关接S i 接地。
试求:①输出模拟电压v o 的范围;②求d 3d 2d 1d 0=1011时,对应的输出的模拟电压v o 值。
(4分)
I
v
o
v 0
t
t
10V 5V
二、 分析题(包含三道题,共32分)
2.1由3线-8线译码器74HC138构成的逻辑电路如图所示,分析电路的逻辑功能,要求写出输出端逻辑式和真值表,说明电路有什么作用。
(10分)
S 11
X 10
X 11
74HC 的功能表32
S S '+'i Y 'i m '
组合的最小项
为012A A A i m
2.2 分析如图所示时序逻辑电路的功能,要求写出电路的驱动方程、状态方程、输出方程,画出状态转换图,说明是什么电路,并检查电路能否自启动。
(12分)
2.3由中规模集成同步十进制计数器74160构成的电路如图所示,试写出电路的状态转换图,说明构成多少进制计数器,并对应所给CLK 波形画出各输出端的波形。
(10分)
CLK
EP
ET
101111
1
111
0D
R 'D L '1输出端的工作状态清零(异步)
预置数(同步)
)保持(包括C )
保持(但0C =计数
功能表
Q Q Q Q
三、
设计题(包含三道题,共30分)
3.1 用双4选1数据选择器74HC153实现异或逻辑和同或逻辑,不得使用其他门。
要求输入变量为A和B,输出异或为Y1,同或为Y2。
写出真值表和逻辑表达式,并在所给的图上连线。
(10分)
3.2 利用中规模同步十六进制集成计数器74161的置数端D
L 和非门(不得用与非门)构成12进制计数器,在所给的图上画出连线图,标出输入时钟端和进位输出端,写出电路状态转换图。
74161的逻辑符号和功能表如图所示。
(8分)
3.3用D 触发器构成循环码(000→001→011→111→101→100→000)规律工作的六进制同步计数器,要求①确定D 触发器的个数;②列出各触发器的状态方程、驱动方程;③画出实现的电路;④写出状态转换图,检查能否自启动。
(12分)
CLK
EP ET 0101111
1
111
0D R 'D L '1输出端的工作状态清零(异步)
预置数(同步))保持(包括C )
保持(但0C =计数
)
(a 功能表
)(b。