spContent=数字系统广泛应用于通信、计算机、自动控制、互联网、物联网等领域,数字系统与我们的日常生活也密切相关,例如,智能手机、数字电视、数码相机、医用心电图仪、CT仪器设备等都是数字技术的应用实例。本课程将从数字信号的表示开始,讲述数字设计需要的基础知识和各种设计方法,带你进入数字设计世界。
数字系统广泛应用于通信、计算机、自动控制、互联网、物联网等领域,数字系统与我们的日常生活也密切相关,例如,智能手机、数字电视、数码相机、医用心电图仪、CT仪器设备等都是数字技术的应用实例。本课程将从数字信号的表示开始,讲述数字设计需要的基础知识和各种设计方法,带你进入数字设计世界。
—— 课程团队
课程概述
数字电子技术基础是数字系统设计的入门课程,也是电气、电子信息类相关学科各专业的一门主要技术基础课程,有很强的实践性和工程应用背景。
课程内容以逻辑分析与设计为主线,讲解逻辑分析和设计所必须的基础理论。为降低学习难度,内容安排采用先“逻辑”后“电路”次序。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,再介绍当今数字设计的新方法——采用硬件描述语言(Verilog HDL)来描述和仿真数字电路,然后讨论各种数字集成电路(含门电路、可编程逻辑器件和半导体存储器)的原理及使用方法,最后一部分讲解数/模与模/数转换器和脉冲波形的产生与变换电路。采用“视频讲授+在线练习”的教学模式,生动形象、直观明了,易于理解。
2020年春季学期将以此平台作为我校这门课程的考试平台,采用开卷方式,并 在规定时间内提交。准备建立一个小型题库,每个同学从题库中抽取考试题,保证考试的公平性。
主要参考资料:
[1] 康华光主编,电子技术基础(数字部分)(第六版).北京:高等教育出版社,2014
[2] 罗杰,彭容修主编.数字电子技术基础(第三版).北京:高等教育出版社,2014
成绩要求
成绩构成:期末考试题100%。
60分≤成绩<85分者,可以申请合格证书,
成绩≥85分者,可以申请优秀证书。
课程大纲
数 字 逻 辑 概 论 ( 4 学时)
课时目标:理解数字信号的描述方式;理解数制的基本概念,掌握不同数制之间相互转换方法和二进制数的算术运算规则;了解BCD码、格雷码、ASCII码的基本特点
1.1 数字信号描述方法
1.2 数制
1.3 二进制数的算术运算
1.4 二进制代码
逻 辑 代 数 ( 4 学时)
课时目标:理解逻辑运算理解逻辑代数的基本公式和规则掌握逻辑函数的化简方法——公式化简法和卡诺图化简法了解逻辑门的等效符号及其应用
2.1 逻辑代数简介
2.2 逻辑运算和集成逻辑门简介
2.3 逻辑代数的基本定理和规则
2.4 逻辑函数及其表示方法
2.5 逻辑函数的代数化简法
2.6 逻辑函数的卡诺图化简法
2.7 逻辑门的等效符号及其应用
组 合 逻 辑 电 路 ( 10 学时)
3.1 组合逻辑电路的分析
3.2 组合逻辑电路的设计
3.3 组合逻辑电路中的竞争冒险
3.4 编码器
3.5 译码器
3.6 数据分配器与数据选择器
3.7 数值比较器与加法运算电路
锁 存 器 和 触 发器 ( 6 学时)
4.1 概述
4.2 SR锁存器
4.3 D锁存器
4.4 主从D触发器
4.5 维持阻塞D触发器
4.6 触发器的逻辑功能
时 序 逻 辑 电 路 ( 10 学时)
5.1 时序逻辑电路的基本概念
5.2 同步时序逻辑电路的分析
5.3 同步时序逻辑电路的设计
5.4 异步时序逻辑电路的分析
5.5 寄存器和移位寄存器
5.6 计数器概念及异步二进制计数器
5.7 同步二进制计数器
5.8 集成计数器应用
5.9 其他计数器
硬 件 描 述 语 言 Verilog HDL( 6 学时)
6.1 Verilog HDL程序的基本结构(可以提前到第4章之前学习6.1~6.6)
6.2 Verilog HDL基本语法规则
6.3 Verilog HDL结构级建模
6.4 Verilog HDL数据流建模
6.5 组合逻辑电路的行为级建模
6.6 分层次的电路设计方法
6.7 D触发器与寄存器行为级建模(学完第5章后,再学习6.7~6.11)
6.8 计数器与有限状态机的行为级建模
6.9 四位显示器的动态扫描控制电路设计
6.10 测试代码的编写与 ModelSim 功能仿真简介
6.11 常用系统任务和系统函数
逻 辑 门 电 路 ( 4 学时)
7.1 逻辑门电路简介
7.2 基本CMOS逻辑门电路
7.3 CMOS逻辑门的不同输出结构
7.4 CMOS逻辑门的主要参数
7.5 类NMOS和BiCMOS逻辑门
7.7 逻辑门使用中的几个实际问题
半 导 体 存 储 器 ( 4 学时)
8.1 半导体存储器概述和分类
8.2 只读存储器(ROM)
8.3 随机存取存储器(RAM)
可 编 程 逻 辑 器 件 ( 4 学时)
9.1 可编程逻辑器件概述
9.2简单可编程逻辑器件
9.3 CPLD基本结构简介
9.4 现场可编程门阵列FPGA
脉 冲 波 形 的 变 换 与 产 生 ( 4 学时)
10.1 单稳态触发器
10.2 施密特触发器
10.3 多谐振荡器
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