数字电路与系统设计
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课程评价
spContent=数字电子技术已经渗透到现代社会的各个领域,大到航空、航天,小到我们身边的手机和电器,数字电子技术改变了我们的生活方式。西安电子科技大学国家级精品课程“数字电路与系统设计”,将带你进入数字电子技术的世界,让你从一个数字电子产品的消费者成为一个设计者!
—— 课程团队
课程概述

“数字电路与系统设计”2004年被评为国家级精品课程,2013年获得国家精品课程共享建设立项,并于2013年12月在“中国大学精品开放课程”爱课程网站上线。2015年9月10日在西电学堂建设了“数字电路与系统设计-丝绸之路云课堂”。精品课程建设以来,实现了多种教学体系的灵活组合,为学生提供了根据兴趣、爱好和今后的发展来设计课程学习的平台。

课程的性质

数字电路与系统设计”是电子信息、计算机技术、自动控制、工业自动化、检测技术、生物医学工程等专业本科生必修的学科基础课程。

课程的目标与任务

要求学生掌握数字电路的基本概念、基本原理和基本方法,了解电子设计自动化(EDA:Electronic Design Automation)技术和工具。数字电路部分要求学生掌握数制及编码、逻辑代数及逻辑函数的知识;掌握组合逻辑电路的分析与设计方法,熟悉常用的中规模组合逻辑部件的功能及其应用;掌握同步时序逻辑电路的分析和设计方法,典型的中大规模时序逻辑部件。掌握EDA设计工具,培养学生设计较大规模的数字电路系统的能力。注重学生学习新知识、掌握新方法、培养新技能、解决新问题。

课程内容主要包括:数字电路基础知识(数制、编码、逻辑代数、逻辑门、触发器等),组合电路分析、设计方法,时序电路分析、设计方法,脉冲波形的产生与整形、可编程逻辑器件以及模拟-数字转换等。

本课程与其它课程的联系和分工

学习该课程的先修课程有:高等数学、普通物理、电路分析基础、模拟电路。“数字电路与系统设计”在学科基础中的地位既要体现数字电子线路作为一门课程的完整性和电子线路体系结构的特点,也要体现为后续课程服务的目的。后续的专业课程如计算机组成原理,微机原理、接口技术等都是数字电路系统高度集成的体现。数字电路与系统设计为后续课程进行了基础知识准备。

教材


                        

 

授课目标

通过本课程的学习,使学习者系统的掌握数字电路的基本概念、基本原理和基本方法,熟悉电子设计自动化(EDA)技术和现代工具;掌握逻辑电路的分析与设计方法,熟悉常用的逻辑器件及其中大规模逻辑器件的应用;培养学习者分析与设计较大规模的数字电路系统的能力和解决工程问题的能力。

课程大纲

第一章 数字电路基础              第1讲  数字电路概述

1.1  数字电路概述

1.3  数制的表示

1.5  十进制转换成二进制

1.2  数字系统简介

1.4  二、十六(八)进制转换成十进制

第一章 数字电路基础      第2讲  编码

第一章测试

1.8  奇/偶编码

1.10 本章小结与问题解答

1.7  循环码(格雷码)

1.6  BCD编码

1.9  带符号数的编码

第一章作业

第二章 逻辑代数基础  第1讲  逻辑代数的基本运算与公式规则

2.5  复合逻辑运算和复合门

2.1  逻辑代数的三种基本运算

2.4  三个重要规则

2.2  逻辑代数公式

2.3  化简公式

第二章作业

第二章 逻辑代数基础  第2讲  逻辑函数式及代数法化简

2.6  逻辑门的等效符号

2.7  集电极开路门和三态逻辑

2.8  逻辑函数的常用形式

2.9  逻辑函数的两种标准形式

2.10代数法化简

第二章 逻辑代数基础  第3讲 卡诺图化简及无关项

2.12 卡诺图的合并规律

2.13  化简为最简与或式

2.14  化简为最简或与式

2.15 无关项逻辑函数及其化简

2.11 卡诺图构成与表示

第二章测试

第三章 组合逻辑电路        第1讲      组合电路的分析与设计

3.2 组合逻辑电路的设计

3.1  组合逻辑电路的分析

第三章 作业

第三章 组合逻辑电路 第2讲  译码器及其应用

3.4  译码器的应用

3.3 译码器功能

第三章 组合逻辑电路 第3讲 数据选择器及其应用

第三章 测试

3.6 数据选择器应用

3.7 数据选择器的扩展

3.5 数据选择器功能

第四章 触发器   第1讲  基本RS触发器、钟控触发器

4.3 时钟控制触发器

4.2 基本RS触发器的描述方法

4.1 触发器概述

第四章   作业

第四章 触发器 第2讲 主从和边沿触发器

第四章 测试

第四章 测试1

4.4  主从和边沿触发器

4.5 触发器的逻辑符号和波形

第五章  时序逻辑电路 第1讲   同步时序电路分析与仿真

5.1  时序逻辑电路的分类

5.2  同步时序电路的分析

5.3  同步时序电路的仿真分析

5.5  环形计数器的仿真分析

5.6  序列码检测电路分析

5.4  环形计数器分析举例

第五章 作业

第五章  时序逻辑电路 第2讲   同步时序电路设计

5.8  可逆计数器的设计仿真

5.10  建立原始状态图或状态表举例

5.9  建立原始状态图或状态表

5.7  同步时序电路设计

第五章 时序逻辑电路   第3讲     状态化简、状态分配

5.12 状态分配

5.13 同步时序逻辑电路的设计举例

5.11 状态化简

第五章 时序逻辑电路 第4讲     集成计数器

5.15 集成计数器级联

5.14 集成计数器

5.16 异步清零法实现任意模值计数器

第五章 时序逻辑电路 第5讲  任意模值计数器、分频器

5.19 分频器

5.17  同步置数法实现任意模值计数器

5.18 可编程任意模值计数器

第五章 时序逻辑电路 第6讲   集成寄存器

5.20 集成寄存器

5.22  扭环计数器

5.21 集成移位寄存器构成环形计数器

第五章 时序逻辑电路 第7讲  序列码检测器与发生器

第五章 测试

5.24 序列信号发生器

5.23 序列信号检测器

第六章 波形产生与整形  第1讲    555定时器及应用

6.1  555定时器的结构与功能

6.4 555定时器的典型应用三(多谐振荡器)

6.3 555定时器的典型应用二(单稳态触发器)

6.2 555定时器的典型应用一(施密特触发器)

第六章 作业

第六章 波形产生与整形 第2讲  集成单稳触发器与晶体振荡器

第六章 测试

6.5 集成单稳态触发器

6.7 集成晶体振荡器

6.6 石英晶体、逻辑门构成的晶体振荡电路

第七章  集成逻辑门  第1讲  TTL 集成逻辑门

7.1 数字集成电路的分类

7.2 TTL与非门的工作原理

7.3 TTL与非门的特性与参数

7.4 TTL集成电路系列

第七章 作业

第七章 集成逻辑门 第2讲   OC、三态与CMOS 集成逻辑门

第七章  测试

7.9  输入、输出端与外接电路

7.8 CMOS电路使用时应注意的问题

7.6 CMOS集成逻辑门

7.5 集电极开路门和三态门电路

7.7   TTL与CMOS器件使用时应注意的问题

第八章  存储器与可编程器件  第1讲  半导体存储器

8.2 ROM的应用

8.3  随机存取存储器(RAM)

8.1  半导体存储器概述

第八章  作业

第八章 存储器与可编程器件  第2讲  可编程器件及应用

第八章  测试

8.4 可编程逻辑器件

8.5 FPLA在组合逻辑和时序逻辑设计中的应用

8.6  高密度可编程逻辑器件

第九章 A/D与D/A转换器

第九章  测试

9.3 数模转换器-工作原理

9.4 模数转换器-主要技术指标

9.5 模数转换器-工作原理

9.2 数模转换器-主要技术指标

9.1 概述

预备知识

高等数学、普通物理、电路分析基础

证书要求

成绩构成:单元测验占40%期末考试占60%

60分≤成绩<85分者将获得合格证书,

成绩≥85分者将获得优秀证书。


参考资料

[1]  杨颂华,冯毛官,孙万蓉等,数字电子技术基础(第三版),西安:西安电子科技大学出版社,2016

[2]  阎石,数字电子技术基本教程,北京:清华大学出版社,2007

[3]  潘明,潘松,数字电子技术基础,北京:科学出版社,2008

[4]  夏宇闻等译,Stephen Brown, ZvonkoVranesic著,数字逻辑基础与Verilog设计(原书第2版),北京:机械工业出版社,2008

[5]  Alan B. Marcovitz. Introduction to Logic Design. McGraw-Hill. 2002

[6]  孙肖子,楼顺天,任爱锋等,模拟及数模混合器件的原理与应用,北京:科学出版社,2009

[7]  孙肖子,徐少莹等现代电子线路与技术实验简明教程,北京:高等教育出版社,2004.


常见问题

为什么视频和课件PPT中的编号与标题编号不同?


答:有的章节视频和课件PPT中的编号是按照教材的章节编排的,在上传视频和PPT的时候为了统一就采用按“章+序号”的方式统一。