数字逻辑课程教学大纲

数字逻辑教学大纲一.基本信息课程代码：自然当然：专业有限课程选择课程名称：数字逻辑英文名称：数字逻辑小时/学分：32/2营业时间：大二(2)适用对象：计算机科学与技术、网络工程、软件工程、信息安全等专业。先前课程：大学物理，高级语言程序设计大纲的作者：傅俊大纲审阅者：邢建国修订时间：2011-12当前版本：2012二。课程描述本课程是一门专业有限选修课，主要面向计算机科学与技术、网络工程、软件工程、信息安全等专业的大三学生。主要目的是让学生掌握数字逻辑电路的基本概念、分析和设计方法。作为一门专业主导课程，它将为今后学习专业核心课程计算机组成结构和其他硬件课程微机原理和接口技术、嵌入式系统开发技术等打下良好的基础。本课程是为计算机与信息专业的软件专业开设的，该专业缺少电路原理和模拟电子技术等基础课程。其要求和难度略低于电子信息专业的硬专业。通过本课程的学习，学生可以掌握数字逻辑电路和逻辑代数的应用和发展等基础知识，并重点学习组合逻辑电路和同步时序逻辑电路的分析和设计等基本方法，从而使学生具备一定的数字逻辑电路设计能力。此外，学生可以了解可编程逻辑器件和现代数字系统的设计方法，初步掌握使用EDA工具和硬件描述语言的简单数字逻辑设计，跟上市场和技术前沿。三、教学目标通过本课程的理论教学和相关实验训练，学生具备以下能力：1、掌握基本逻辑代数知识，能用物理知识理解二极管、三极管、集成逻辑门和可编程逻辑器件的基本原理。2.可以用逻辑代数的方法来表达、解决和优化实际的数字电路问题，3.能够分析中小型组合逻辑电路和时序逻辑电路，掌握各种逻辑门、基本触发器和中型集成器件的功能和基本应用。4.它可以使用逻辑门、基本触发器、中型集成器件和可编程逻辑器件来设计和优化具有特定功能的组合逻辑电路和时序逻辑电路。5、能应用专业EDA软件设计具有一定功能的数字系统，并能进行仿真和验证。第四，课程目标对毕业要求的支持毕业要求指示器点计划目标6、具有扎实的数学、自然科学基础和经济管理基础知识，以及良好的英语应用能力6.1具备扎实的数学和自然科学基础知识教学目标17、掌握专业知识和技能，有理解和表达复杂工程问题的能力7.1系统掌握了高级语言、数据结构、操作系统、计算机组成原理、数据库等专业基础理论知识。专业要求。教学目标27.2掌握信息检索和数据分析的专业技能及相关工具的使用教学目标59、具有复杂计算机应用系统的分析、设计、开发和维护能力9.1分析问题的能力强教学目标39.2能够综合运用所学知识，将相关工具应用于计算机软硬件工程问题的系统设计、开发和维护教学目标4五、教学内容第1章引言(支持课程目标1)主要内容：数制和编码的概念，不同数制之间的转换方法，二进制运算，原、逆、补数的表示和转换，二进制十进制码(BCD码)。难点内容：建立模拟信号和数字信号的概念，二进制运算和原、逆、补数的表示。教学内容：掌握数制及其转换和编码的概念，了解常用编码的一些应用，熟悉数字编码的转换。1.1数字电路逻辑设计概述1.2数字系统及其转换1.3二进制-十进制代码(BCD代码)1.4算术和逻辑运算回用简单的逻辑命题建立逻辑函数的方法。教学要求：掌握逻辑代数的基本定理、基本规则和常用公式，掌握用代数方法和卡诺图方法简化逻辑函数的方法，掌握用简单逻辑命题建立逻辑函数的方法。2.1逻辑代数2.2逻辑函数的简化第3章集成逻辑门(支持课程目标1)主要内容：二极管和三极管的开关特性。TTL集成逻辑门的主要外部特性。难点：二极管和三极管的开关特性，TTL集成逻辑门的工作原理。教学要求：了解二极管和三极管的开关特性，掌握通用数字集成电路的分类，了解TTL门的工作原理和主要外部特性。3.l晶体管的开关特性3.2 TTL集成逻辑门第4章组合逻辑电路(支持课程目标3和4)主要内容：组合逻辑电路的概念，组合逻辑电路的分析与设计方法，常用的组合逻辑功能器件，如全加器、编码器、解码器、数字比较器、数据选择器等。设计有常见的小型和中型集成器件。难点内容：组合逻辑电路中的冒险现象，冒险的原因，判断和规避风险的方法。教学要求：掌握全加器、编码器、解码器、数字比较器、数据选择器等常见中型组合逻辑器件的逻辑功能和应用，掌握使用小型和中型集成器件的组合逻辑电路的设计方法，了解组合逻辑电路的冒险现象和如何规避风险。4.l组合逻辑电路分析4.2组合逻辑电路的设计4.3组合逻辑电路的冒险现象第5章综合触发器(支持课程目标3和4)主要内容：基本触发器、时钟控制触发器、主从触发器和边沿触发器的电路结构和功能特性，触发器逻辑功能的描述方法，触发器类型转换。难点内容：时钟控制的T触发器的触发器和主从J-K触发器的主触发器的一个触发器。教学要求：了解集成触发器的电路组成和工作原理，掌握集成触发器功能和脉冲工作特性的描述方法，了解不同类型集成触发器的转换方法。关注集成触发器的应用。5.l基本触发器5.2时钟触发5.3主从触发器5.4边缘触发第6章时序逻辑电路(支持课程目标3和4)主要内容：时序电路分析方法：驱动方程、输入方程、状态转移方程、状态转移表、状态转移图和时序图；常用的时序电路：寄存器、移位寄存器、同步计数器等。时序电路的设计方法：设计原理和一般步骤，用小型集成器件设计同步计数器，用中型集成器件设计任意模数计数器(分频器)。难点内容：小型同步时序逻辑电路的分析方法，利用中型集成器件实现任意模数计数器(分频器)。教学要求：掌握时序逻辑电路的基本概念，掌握小型同步时序逻辑电路的分析和设计方法，掌握用中型集成器件实现任意模数计数器(分频器)的方法。6.l时序逻辑电路概述6.2时序逻辑电路分析6.3时序逻辑电路设计第7章VHDL和数字逻辑设计(支持课程目标3、4和5)主要内容：VHDL语言的基本结构、数据类型、语句和设计方法。难点：可编程逻辑器件、现代数字系统设计方法、用VHDL语言编写并行语句。教学要求：了解可编程逻辑器件和现代数字系统的设计方法，掌握使用EDA工具和VHDL硬件描述语言的简单数字逻辑设计。7.1可编程逻辑器件和硬件描述语言概述7.2 VHDL基本数据类型和操作符7.3 VHDL中的顺序和并行语句7.4 VHDL数字逻辑电路设计示例六.教学安排这门课程每周2小时，16周，32小时用于课堂教学。有不同的班级第四章组合逻辑电路7第5章集成触发器4第6章时序逻辑电路8第七章硬件描述语言和数字逻辑设计4复习还是灵活教学2七、课堂实验的内容、要求和课时没有课堂实验。基础实验是分开设置的。VHDL实验是通过开放实验建立的。请删除此黄色突出显示。如果有课堂实验，请填写下表。如果没有，请删除下表，并用文字进行适当的解释。序列号课堂实验内容实验要求小时数12八、教学方法和手段它以课堂理论教学为主，实验实践为辅。课堂理论教学以多媒体课件为主，辅以板书。在教学过程中，我们应该注重能力的培养。以实际应用系统为例，可以提高理论教学的实用性和学生分析解决实际问题的能力。此外，本课程还建立了黑板网络学习平台。学生可以独立学习，提交作业和讨论问题。鼓励学生参与开放实验，在常规VHDL实验作业的基础上进一步提高EDA设计能力。九、考核方法和绩效评价考核方法：期末考试结束，作业，出勤，课堂情况，VHDL实验作业。评价标准：总分(百分位数)=平时成绩30% VHDL实验10%期末考试成绩60%。十、教材和主要参考书指定教材：1王，主编.数字电路逻辑设计(第二版)，高等教育出版社，2