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数字逻辑设计及应用课程教学大纲

第一篇：数字逻辑设计及应用课程教学大纲《数字逻辑设计及应用》课程教学大纲课程编号：53000540适用专业：电子信息类专业（包括通信工程、网络工程、信息工程、电子信息工程、信息对抗技术、电磁场与天线技术、电波传播与天线、电子科学技术、集成电路设计与集成系统、微电子学、应用物理学、电子信息科学与技术、真空电子技术、光信息科学与技术、信息显示与光电技术、测控技术与仪器、自动化、自动化（电力系统自动化）、环境工程、机械设计制造及其自动化、电气工程及其自动化、工业工程、生物医学工程、管理-电子工程复合培养实验班。）学时数：64学分数：4开课学期：第4学期先修课程：《高等数学》、《电路分析基础》、《模拟电路基础》执笔者：姜书艳编写日期：2010.1审核人（教学副院长）：一、课程性质和目标授课对象：全日制大学本科二年级课程类别：学科基础课教学目标（本课程对实现培养目标的作用；学生通过学习该课程后，在思想、知识、能力和素质等方面应达到的目标）：“数字逻辑设计及应用”课程是电子信息类专业所共有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。通过本课程的学习，使学生掌握数字逻辑电路的基本理论和基本分析方法，为学习后续课程准备必要的电路知识。本课程在培养学生严肃认真的科学作风和抽象思维能力、分析计算能力、总结归纳能力等方面起重要作用。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巧；培养同学综合运用知识分析解决问题的能力和在工程性设计方面的基本素养。通过实验和课外上机实验的方式，使同学深入了解和掌握数字逻辑电路的设计分析方法和电路的运用过程。二、课程内容安排和要求（一）教学内容、要求及教学方法1.课堂理论教学（64学时）第一章引论（1学时）了解：数字逻辑电路的特点、数字逻辑电路在电子系统设计中的地位、数字逻辑电路与模拟电子电路之间的关系、简单介绍EDA设计工具、HDL语言对数字逻辑设计作用和影响。第二章数系与代码（5学时）掌握：十进制、二进制、八进制和十六进制数的表示方法以及它们之间的相互转换、非十进制数的加减运算；掌握：符号数的表达：符号-数值码（Signed-MagnitudeSystem、原码），二进制补码(two'scomplement，补码)、二进制反码（ones'complement,反码）表示以及它们之间的相互转换；掌握：带符号数的补码的加减运算；BCD码（BinaryCodesforDecimalnumbers）、格雷码（Graycode、葛莱码）的特点，它们与二进制数之间的转换关系；理解：二进制数的浮点数表达（补充）；了解：字符的代码表示，二进制代码在状态、条件等的表示方面的应用；第三章数字电路（6学时）掌握：正负逻辑的概念；CMOS逻辑电平和噪声容限，扇出特性；掌握：利用PSPICE仿真CMOS基本逻辑门的静态特性和动态特性、了解电路结构和负载特性对逻辑门静态特性和动态特性的影响。理解：CMOS逻辑反相器、与非门、或非门、非反相门、与或非门电路的结构；理解：CMOS逻辑电路的其他稳态电气特性：带电阻性负载的电路特性、非理想输入时的电路特性、负载效应、不用的输入端及等效的输入、输出电路模型；理解：动态电气特性：转换时间、传播延迟、电流尖峰；理解：特殊的输入输出电路结构：CMOS传输门、施密特触发器输入结构、三态输出结构、漏极开路输出结构；了解：作为电子开关运用的二极管、双极型晶体管、MOS场效应管的工作方式；了解：其他类型的逻辑电路：TTL,ECL等；了解：不同类型、不同工作电压的逻辑电路的输入输出逻辑电平规范值以及它们之间的连接配合的问题。第四章组合逻辑设计原理（10学时）掌握:逻辑代数的公理、定理，对偶关系、反演关系、香浓展开定理，以及在逻辑代数化简时的作用；掌握:逻辑函数的表达形式：积之和与和之积标准型、真值表、逻辑表达式，以及各种表达形式之间的关系；掌握:逻辑函数的基本运算：相加（或）、相乘（与）、对偶、反演；异或、同或运算的公式、性质及其相互关系（补充）；掌握:组合电路的分析：穷举法和代数法；代数法逻辑函数表达式的产生过程及逻辑函数表达式的基本化简方法—函数化简方法和卡诺图化简方法；掌握:组合电路的综合过程：将功能叙述表达为组合逻辑函数的表达形式、使用与非门、或非门表达的逻辑函数表达式、逻辑函数的最简表达形式及综合设计的其他问题：无关项(don’t-careterms)的处理、多输出(multiple-output)逻辑化简的方法和定时冒险（timinghazards）问题。掌握：学习使用QuatusII(MAX+plusII)工具，利用图形法和波形法进行数字逻辑电路仿真；对定时冒险电路进行仿真分析，加强对定时冒险现象的分析理解能力。