数字电路与系统是电类各专业作为一门重要的专业基础课程,尤其是电子信息类、电气类和自动化类等专业,是为继续学习其它专业课程,如数字信号处理、大规模数字集成电路设计、微机原理、微机接口与技术等准备必要的基本知识,也是通信、电子、控制,信号处理乃至电力电子等专业课程的必要基础。本课程的教学内容尽可能与电子技术的发展相适应,为学生能够尽快适应科研和数字电路与系统的设计奠定基础。
“数字电路与系统”课程与“电路基础”、“电子电路基础”、“信号与系统”、“电磁场与电磁波”、“计算机组织与结构”、“微机系统与接口”构成了电子信息专业基础课。“数字电路与系统”课程内容与“电子电路基础”等课程内容进行了合理的分工,相关电路、晶体管等主要内容归于“电子电路基础”,因此本课程尽可能少的涉及电平等具体电参数。
本课程按照以下顺序进行教学:
u 信号、数字信号与模拟信号、数字系统与计算机的相关概念。
u 数制和码制,这也是数字系统与计算机中信息的表示形式。
u 布尔代数的基本知识和逻辑函数,以及逻辑函数的表示方法。
u 组合逻辑电路与常用的组合逻辑模块:说明组合逻辑电路的分析方法和设计方法,常用的组合逻辑电路模块应用。
u 时序逻辑电路的特点,时序逻辑电路的描述方法和分析方法,同步时序逻辑电路的设计方法等。常用的时序逻辑电路模块,包括寄存器,移位寄存器,计数器,序列信号发生器等,以及这些器件的应用。
u 计算机系统中使用的半导体存储器:随机存取存储器和只读存储器。介绍RAM和ROM的基本单元构成,电路结构与工作原理。
u 可编程逻辑器件:主要介绍可编程阵列逻辑(PAL)、通用阵列逻辑(GAL)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)以及现场可编程门阵列(FPGA)等
u 数字与模拟之间的接口器件:数模转换器和模数转换器的工作原理,实现方法。
u 数字系统的设计方法。采用算法状态机图作为常用的设计工具,自上而下的设计方法,并列举简单的实例说明数字系统的设计过程和实现方法。
课程教学设计学时64,安排在电子电路基础课程之前,与电路基础在时间上并行教学。课程涉及到逻辑电路,逻辑电平的高低,同时鼓励同学们进行相关试验。
课程教学目标
一、知识目标:
1. 运用数字逻辑设计的基础课程以及CMOS电路。
2. 掌握运用数字逻辑设计的基础课程及结构;
二、能力目标:
1. 培养学生(1)布尔逻辑, (2)逻辑门, (3)同步有限状态机, (4) 数据通路控制器分析问题的能力。
2. 培养学生寄存器传输级设计、异步时序逻辑、数字集成电路分析问题的能力.
三、素质目标:
1. 培养学生具有主动参与、积极进取、崇尚科学、探究科学的学习态度和思想意识;
2. 养成理论联系实际、科学严谨、认真细致、实事求是的科学态度和职业道德。
完成全部的课程学习;
平时成绩占50%,期末考试成绩占50%。
由任课教师签发课程结业证书,其中成绩在60分到79分者,可申请合格证书,成绩80分及以上者,可申请优秀证书(从2019年9月1日起,不再发放免费证书)。
普通物理(电学部分);电路基础(电路、电路分析),计算机基础,高等数学(微积分)等。
1 李文渊主编 数字电路与系统 高等教育出版社 2017年5月
2 康华光.电子技术基础 数字部[M]. 北京:高等教育出版社,2006.
3 阎石.数字电子技术基础[M]. 北京:高等教育出版社,2008.
4 侯建军.数字电子技术基础[M]. 北京:高等教育出版社,2015.
5 Victor P. Nelson, H. Troy Nagle, Bill D. Carroll, David Irwin. Digital Logic Circuit Analysis and Design [M]. Prentice Hall International Inc.,1995.
6 Thomas L. Floyd. Digital Fundamentals[M]. Pearson Education Inc.,2006.
7. 数字设计与Verilog实现》,徐志军,电子工业出版社。