数字逻辑设计
分享
课程详情
课程评价
spContent=​0和1组成的数字世界,简洁、神奇、而又充满挑战! 本课程力图用最通俗的语言、最典型的实例来一次全新的学习体验。 你,准备好了吗?
—— 课程团队
课程概述

   在当今计算机专业学生“吃软怕硬”的普遍情势下,随着人工智能大潮席卷全球,提高硬件能力、学会“双腿”走路是明智之举。   

    我们将用12周的时间讲解数字逻辑设计的知识,在授课过程中,注重从硬件基础入手,通过对前后知识点的融会贯通及典型实例的深入分析,帮助同学们逐步建立起硬件思维。授课思路沿着从简单到复杂的主线,由浅入深地引导同学们掌握各类典型的基本逻辑部件,并能循序渐进地分析和设计规模逐步增大的硬件电路。

    数字逻辑是分析和设计计算机及其他数字系统的基础,期望通过本课程的学习,你不仅仅只是掌握一些基本的硬件知识,还能具备较强的逻辑分析和逻辑设计能力,并初步具备灵活使用基本的逻辑部件设计一个较为完整的数字系统的能力。 

   你想体验“硬件菜鸟”的华丽变身吗?那就赶快加入我们的行列,来一次“硬件”也疯狂吧。

课程大纲

第1周 初识数字逻辑

1.0 课程概况及知识脉络介绍

1.1 初识数字逻辑

1.2 编码   

第2周 万丈高楼平地起:逻辑代数基础

2.1 基本逻辑运算

2.2 复合逻辑运算   

2.3 逻辑函数的表示方法

2.4 逻辑代数   

2.5 代数化简法

3.1 最大项最小项表达式

3.2 不完全给定函数

3.3 应用电路介绍——旅客身高范围检测器

第3周 方圆之间的神奇:卡诺图化简

4.1 卡诺图    

4.2 卡诺图化简    

4.3 带无关项的卡诺图化简

4.4 卡诺图化简的进一步讨论——选学内容 

第4周 玩转逻辑门:组合逻辑电路_1

5.1 门电路的级数

5.2 利用单一逻辑门设计两级门电路    

5.3 多输出电路的设计

5.4 组合逻辑电路设计实例——利用逻辑门

5.5 几种典型的组合逻辑部件(一)  

第5周 险象环生:组合逻辑电路_2          

5.5 几种典型的组合逻辑部件(二)

6.0 用有限扇入逻辑门设计组合逻辑电路

6.1 组合逻辑电路中的险象

6.2 险象的判断及消除

6.3 组合逻辑电路的测试

第6周 数字逻辑的基石:组合逻辑电路_3

7.1 数据选择器 

7.2 二进制译码器     

7.3 代码转换译码器及显示译码器    

7.4 编码器

7.5 利用数据选择器设计组合逻辑电路   

7.6 利用译码器设计组合逻辑     

7.7 数值比较器

7.8 奇偶校验器  

第7周 走在时间的边沿:触发器

8.0 时序电路的特点

8.1 锁存器

8.2 触发器

8.3 带附加输入端的触发器

8.4 触发器类型转换

8.5 触发器的应用

8.6 应用电路介绍——I/O电路

第8周 与时间打交道:时序逻辑电路的分析

9.1 基本寄存器    

9.2 单向移位寄存器 

9.3双向移位寄存器

9.4 计数器的概念及分类

9.5 计数器举例

9.6 节拍发生器  

9.7 时序逻辑电路的分析   

第9周 触发器用起来:同步时序逻辑电路的设计_1

10.1 利用触发器设计同步时序逻辑_开篇

10.2 利用触发器设计同步时序逻辑_原始状态图及状态表

10.3 利用触发器设计同步时序逻辑_状态表化简

10.4 利用触发器设计同步时序逻辑_状态分配 

第10周 触发器用起来:同步时序逻辑电路的设计_2

10.5 利用触发器设计同步时序逻辑电路_典型示例(1)

10.6 利用触发器设计同步时序逻辑电路_典型示例(2)

10.7 利用触发器设计同步时序逻辑电路_典型示例(3) 

10.8 更复杂的同步时序设计_典型示例(4)

11.1 利用触发器设计异步时序逻辑——选学内容 

11.2 利用触发器设计异步计数器    

第11周 中规模芯片显身手:利用中规模芯片设计时序逻辑

12.1 利用中规模计数器芯片设计时序逻辑电路     

12.2 利用中规模寄存器芯片设计时序逻辑电路

12.3 应用电路介绍——密码锁电路

第12周 我的芯片我做主:可编程逻辑器件

13.1 ROM及应用 

13.2 PROM及应用

13.3 PLA及应用    

13.4 PAL及GAL简介

13.5 CPLD及FPGA简介

注:选学内容不在考试范围内。

预备知识

本门课程的基本内容是面向零基础的学生。

证书要求

评分方案:本门课总成绩100分。

每周的单元测验占80%;课堂交流区的回帖质量和数量占5%(发水贴者将被列入黑名单),期末在线考试占15%。

证书:

设置“合格”(达到60分以上)、"优秀"(达到80分以上)两档标准,由任课教师签发课程结业证书,其中成绩“优秀”者将颁发优秀证书。

参考资料

参考教材:

Charles H. Roth,Jr., Larry L. Kinney 著,《逻辑设计基础(第7版)》,清华大学出版社,2016年1月。