电子科技大学

数字逻辑设计及应用

图片
课程概述

数字逻辑设计及应用课程是电子信息工程、通信、自动化等信息技术类专业的一门重要学科基础课程,同时也是一门重要工程技术课程,是研究数字系统设计的入门课程。它是电子科技大学3+6(“高等数学、大学物理、大学英语” +“ 电路分析基础、低频模拟电子技术、数字逻辑设计及应用、微机原理及应用、信号与系统、电磁场与波”)核心基础课程之一,是“国家工科电工电子基础教学基地”重点建设课程。

在本课程中,将介绍数字逻辑电路的分析设计方法和基本的系统设计技术;培养学生综合运用数字电路知识分析解决问题的能力以及工程性设计方面的基本素养。通过本课程的学习,学生将掌握数字逻辑电路的基本理论和基本分析、设计方法,为学习后续课程奠定扎实的数字电路知识基础。

本课程在培养学生严肃认真的科学作风和抽象思维能力、分析设计能力、总结归纳能力等方面具有重要作用。

证书要求

本课程的学习环节包含:观看讲课视频、完成课后作业、完成单元测验题、参与课程讨论、参加期末考试。

课程学习成绩由三个部分构成:

1)课后作业和单元测验,占课程成绩的40%

2参与课程讨论占课程成绩的10%

4)课程结束后,学生参加课程的最后考试,成绩占50%

 完成课程学习并考核合格(>=60)的可获得合格证书,成绩优秀(>=85)的可获得优秀证书。

预备知识

高等数学、大学物理、电路分析基础、模拟电子技术


特别提醒:经两个课程组协商,由电子科技大学开设的数字集成电路与系统设计(ASIC设计)将晚于本课程一个月开课。建议有意愿继续深造或从事数字系统硬件设计研发工作的同学, 一个月后选学《数字集成电路与系统设计(ASIC设计)》的课程内容。在学习数字集成电路与系统的设计方法和设计流程的同时,加深对本课程内容的理解并学习如何灵活运用本课程所学相关知识。




授课大纲

第一章 绪论

     1 课程简介

  第2讲 模拟与数字

  第3讲 数字技术 

第二章 数制与编码

  第4讲 数制转换

  第5讲 二进制的算术运算

  第6讲 符号数的表示

  第7讲 二进制补码的加法和减法

  第8讲 信息的二进制编码

  第9讲 格雷码和检错纠错码

第三章 数字电子技术

  第10讲 数字系统的逻辑实现

  第11讲 开关电路与CMOS结构

  第12讲 CMOS结构的扩展

  第13讲 电压与电流的容限设置

  第14讲 集成电路的设计规范

  第15讲 片内的最大集成设计

  第16讲 信号传输延迟与功耗

  第17讲 集成块输入端口设计

  第18讲 集成块输出端口设计

  第19讲 集成块与外部电路的匹配

第四章 组合逻辑设计基础

  第20讲 开关代数的公理和定理

  第21讲 正负逻辑、对偶关系、反演关系的应用

  第22讲 逻辑函数的多种表达形式以及相互之间的关系

  第23讲 逻辑函数的卡诺图化简方法()

  第24讲 逻辑函数的卡诺图化简方法及举例()

  第25讲 逻辑函数的卡诺图化简方法及举例()

  第26讲 定时冒险

第五章  硬件描述语言

  第27讲 概述

  第28讲 Verilog HDL语言

  第29讲 VHDL组合电路设计

  第30讲 VHDL时序电路设计

第六章 组合逻辑设计实践

  第31讲 文档标准和组合逻辑分析

  第32讲 译码器

  第33讲 编码器

  第34讲 数据选择器和三态门

  第35讲 比较器和加法器

  第36讲 奇偶校验电路

第七章 时序逻辑设计基础

  第37讲 概述

  第38讲 双稳态元件

  第39讲 SR锁存器

  第40讲 D锁存器

  第41 讲 D触发器

  第42讲 其他D触发器

  第43讲 JK 触发器和T触发器

  第44讲 状态机结构

  第45讲 时钟同步状态机分析1

  第46讲 时钟同步状态机分析2

  第47讲 时钟同步状态机设计1

  第48讲 时钟同步状态机设计2

  第49讲 汽车尾灯设计                              

  第50讲 状态机时序

第八章 时序逻辑设计实践

  第51讲 概述

  第52讲 集成锁存器和触发器

  第53讲 计数器工作原理

  第54讲 二进制计数器的功能特点

  第55讲 计数器模块应用1

  第56讲 计数器模块应用2

  第57讲 计数器模块应用3

  第58讲 移位寄存器的工作原理和应用

  第59讲 移位寄存器构建计数器的工作原理

  第60讲 扭环形计数器的自校正问题

  第61讲 扭环形计数器设计

  第62讲 线性反馈以移位寄存器计数器的原理

  第63讲 迭代电路和时序电路的关系

  第64讲 序列发生器的基本应用

 

参考资料

一.教材:

     数字设计原理与实践(第4版影印版),John F. Wakerly高等教育出版社  2007

. 其它参考资料:

1.         数字逻辑设计及应用,姜书艳主编,电子科技大学出版社,2014

2.         数字逻辑设计及应用,姜书艳主编,清华大学出版社,2007

3.         Fundamentals of Digital Logic with Verilog Design, Brown, Z. Vranesic, McGraw-Hill,2003

4.         Logic Design Principles, Edward J. McCluskey, Prentice- Hall,1986

5.         Digital Logic: Applications and Design数字逻辑应用与设计(英文版)), John M.Yarbrough S.,机械工业出版社 2002

6.         数字电子技术基础(第5版),阎石主编,高等教育出版社,2007

7.         数字设计原理与实践(第4版),John F. Wakerly,林生等译,机械工业出版社,2007

8.         数字电路与系统(第2版),刘宝琴等编著,清华大学出版社,2007

9.         数字集成电路教程(第2版),龙忠琪等编,科学出版社  2007

10.      数字逻辑(第2版)毛法尧,高等教育出版社2008

11.      数字电路逻辑设计(脉冲与数字电路第3版),王毓银编,高等教育出版社 1999

12.      脉冲与数字电路,何绪芃等编,电子科技大学出版社  1996

13.      脉冲与数字电路,万栋义编,高等教育出版社, 1986