数字逻辑与数字系统设计
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课程评价
spContent=课程以数字逻辑与数字系统的理论和实践课程的知识点为主题,跟踪现代电子的EDA、HDL的最新成果,引入现代数字系统设计的方法,每讲内容以“知识点背景-知识展示-应用实例”进行介绍。您想系统学习并亲身体验数字逻辑与数字系统设计的魅力吗?来吧,我们在真实的数字世界中等您!
—— 课程团队
课程概述

    《数字逻辑与数字系统设计》是电类专业大类核心(必修)课程,具有较强的理论性、实践性,是面向实际应用的重要专业基础课,是整个电类专业培养目标中一个重要的能力单元,与其他课程有着很强的关联性,起着承上启下的作用。

本课程内容以数字电路设计为目的,贯穿EDA技术为主线,包括逻辑代数、组合逻辑电路、时序逻辑电路和数字系统、存储与转换等模块。首先讲解数制、码制和逻辑代数等基础知识,接着重点讲解组合逻辑电路和时序逻辑电路的分析与设计方法,再讨论脉冲波形的产生与变换电路、半导体存储器和数/模与模/数转换器的原理及使用方法,最后介绍当今数字系统设计的新方法,包括硬件描述语言和可编程逻辑器件。提供学习使学生具有硬件和软件设计中、大规模数字系统的能力,全面提高学生数字电路方面的综合素质与创新能力。

本课程是在传统的数字电子技术课程基础上,增加了大规模可编程逻辑器件和硬件描述语言应用的知识;拓展学生电子设计自动化的应用和数字系统设计的能力,使学生具备健全的人格、涵养家国情怀,牢记使命担当。

该课程2002年为江苏省优秀课程,2012年、2016年为中国矿业大学校级精品课程。2019年为江苏省在线开放立项建设课程。

授课目标

《数字逻辑与数字系统设计》是电气电子信息类专业基础(必修)课。本课程的任务是使学生获得数字逻辑与数字系统等方面的基本理论、基本知识和基本技能。目的在于培养学生分析问题和解决问题的能力以及实践动手能力,为以后深入学习电子技术某些领域中的内容以及为电子技术在专业中的应用打好基础。

通过本课程的学习,可以使学生熟悉数制与编码、逻辑函数及其化简、集成逻辑部件、中大规模集成组合逻辑构件。掌握组合逻辑电路分析和设计、同步时序逻辑电路分析和设计、异步时序逻辑电路分析和设计;中规模集成时序逻辑电路分析和设计。了解可编程逻辑器件、数字系统设计,掌握数字系统的基本算法与逻辑电路实现,掌握HDL设计数字系统。为专业课的学习打下坚实的基础。


课程大纲
预备知识

大学物理、电路理论、模拟电子技术

参考资料

1.曹国清主编.数字电路与逻辑设计(第二版)中国矿业大学出版社,2010.

2袁小平主编.电子技术综合设计教程.机械工业出版社,2008.

3袁小平主编.数字电子实验教程.机械工业出版社,2012.

4.阎石主编数字电子技术(第六版).高等教育出版社,2016.

5.康华光主编电子技术基础数字部分(第六版).高等教育出版社,2014.

6.邓元庆主编数字电路与系统设计(第三版)西安电子科技大学出版社,2016.

7.臧春华,沈嗣昌,蒋璇编著数字设计引论(第二版).高等教育出版社,2010.

8.何小艇主编.电子系统设计(第三版).浙江大学出版社,2004.

常见问题

Q:学习这门课程真的需要那么多的模拟电子技术课程的基础吗?需要掌握到什么程度?

A:电子技术包括模拟电子技术和数字电子技术。但是不用担心,学习数字电子技术知识只是需要少量的模拟电子技术知识,用到的模拟电子技术知识是最基本、最简单的,可能比你们在模拟电子技术课上遇到的要简单的多。例如比如二极管、三极管的基本原理及其特性,运算放大器的虚短、虚断概念等。即使你记不清了,到时候结合课程中的问题再复习一下,很快就能掌握。另外,利用课程中的实例,也可以使得你对模拟电子技术知识和工具的意义和应用价值有更加深刻的认识。


Q:是不是光看视频就能够完成学习任务了吗?

A:远远不够。数字电子技术基础课程的内容很广,很多地方知易行难,需要多阅读和练习。教学视频仅仅是一个提纲性的索引。如果要学好这门课程,通过视频学习的同时还需要仔细阅读教材和相关辅助材料,以及亲自完成相关的练习和作业,才能从理论上真正掌握这门课程。


Q:是不是通过在线课程就可以掌握数字电子技术基础知识?

A:不可以。数字逻辑与数字系统包括理论知识和实践知识,通过在线课程能够使得学生较好掌握其理论知识,但是实践知识的获得还需要通过数字逻辑与数字系统实验环节才能获得,因此可以通过模拟仿真、远程虚拟实验、翻转课堂等实践环节才能从理论上真正掌握这门课程。


Q:《数字逻辑与数字系统设计》课程的特色是什么?

A:首先,数字逻辑与数字系统设计》课程主要包括数字逻辑和数字系统设计的两方面知识,在传统的数字电子技术知识的基础上,引入复杂可编程逻辑器件、HDL语言。

其次,通过跟踪现代电子技术的最新成果-电子设计自动化(EDA)技术,引入模拟仿真软件Proteus、数字系统设计平台Quartus,做到“虚实结合”、“软硬兼施”。

第三,通过学习要求学生掌握数字系统设计的方法、步骤等开发过程,做到知行合一