数字逻辑与数字系统课程教学要求和复习要点

1、数字逻辑与数字系统课程教学要求和复习要点了解：指对事物有初步的认识，包括对常识、概念的必要记忆，但不要求清楚明白其内在规律或工作原理。理解：指对事物有较深入地认识，包括对常识、概念的记忆，要求清楚明白其内在规律或工作原理，并能用自己的言语加以陈述说明。掌握：指对事物理解的基础上，能够对所学知识加以运用。第一章 开关理论基础1.1 二进制系统1、理解连续量、离散量和开关量的概念，掌握数字波形 1）什么是数字量？什么是离散量？什么是开关量？ 2）关于数字波形vtvt5-55-511100 a）模拟量波形 b）数字量波形1.2 数制与码制1、理解二进制数、八进制数和十六进制数的表示方法 1）二进制数

2、是数字逻辑的基础，不可缺少。2）八进制数和十六进制数是为克服二进制数书写和记忆上不便而引入。2、掌握十进制数与二进制数之间的转换方法 1）二进制数 è 十进制数方法：将二进制数按权展开，即11010101=1×27+1×26+0×25+1×24+0×23+1×22+0×21+1×20=213 2）十进制数 è 二进制数方法： 整数：除2取余；小数：乘2取整。 把十进制数按二进制数的权展开 整数：213=128+64+16+4+1 =1×27+1×26+1×24+1&

3、#215;22+1×20 =1×27+1×26+0×25+1×24+0×23+1×22+0×21+1×20 =(11010101)2 小数： =1×2-2+1×2-3+1×2-5+1×2-6 =0×2-1+1×2-2+1×2-3+0×2-4+1×2-5+1×2-6 =(0.011011)23、掌握二进制数与八进制数、十六进制数之间的转换方法1）1位八进制数对应于3位二进制数，1位十六进制数对应于4位二进制数

4、，转换时按“位”直接进行转换2）八进制数à二进制数：213010001011；0.5620.101110010 十六进制数à二进制数：3）二进制数à八进制数： 0.101,001,010,110=0.5126二进制数à十六进制数：0101,0010,1011(52B)16 0.0.1010,0101,0110(0.A56)164、理解编码的概念，掌握常用的二进制码和二-十进制码（BCD码）1）从本质上讲，数字电路只能处理二进制信息，任何其他形式的信息都必须转换成二进制数的形式后，才能由数字电路处理。因此，编码的实质就是用二进制数来表示其他非二进制信息。编

5、码有两个特征： 双重性：以二进制数的形态出现，代表其他的信息； 不唯一性：编码一般不是唯一的，一种信息可以有多种编码方案。2）自然二进制码3）循环二进制码：任意两个相邻的码组之间，只有1位码不同。4）十进制数编码（BCD码Binary Code for Decimal） 8421码：用4位自然二进制码00001001来表示十进制数09； 余3码：BCD码的一种编码方案，用4位自然二进制码00111100来表示十进制数09，实际上由8421码加上3得到，故称余3码； 格雷码：用于表示BCD码的循环码（4位）。 压缩BCD码：BCD码为4位二进制码，当用8位二进制码表示2位BCD码时，称为压缩BC

6、D码。5）ASCII码（American Standard Code for Information Interchange） 用7位二进制码来表示常用的符号。阿拉伯数字09，英文字母az、AZ，标点符号，！?“”等。1.3 逻辑函数及其描述工具1、理解逻辑函数的基本概念，了解逻辑函数的描述工具 逻辑函数的形式： z=f(x, y)其中变量x和y为逻辑型变量，函数值z为逻辑型，即z、x和y的值只能在0和1之间取值。 常用的逻辑函数描述工具有布尔代数法、真值表法、逻辑图法、卡诺图法、波形图法以及硬件描述语言法。2、熟练掌握基本逻辑运算（与、或、非、与非、或非、异或、同或、与或非运算）3、了解正逻

7、辑和负逻辑的概念，掌握三态门的特性 门电路：实现逻辑运算关系的电路单元，一般用电平（压）的高低（相对值）表示逻辑“0”和“1”； 正逻辑：使用高电平表示逻辑“1”，低电平表示逻辑“0”； 负逻辑：使用高电平表示逻辑“0”，低电平表示逻辑“1”； 正逻辑的逻辑关系与负逻辑的逻辑关系不同，详见表1.5 普通逻辑门电路的输入和输出只有两种电平状态，即高电平（“1”）和低电平（“0”）状态，因此对其输入和输出而言，不是处于低电平，就是出于高电平，没有第三种状态。因此，为了避免电气信号冲突，一般情况下不允许将多个门电路输出端连接在一起。 在某些情况下，必须将多个门电路输出端连接在一起，如总线系统，为了避

8、免电气信号的冲突，有一个解决方案：门电路处了具有高、低电平两种输出状态外，还具备另外一种高阻（断开）状态，具有这种特性的门称为三态门。三态门有一个输出控制端，以便控制其输出处于正常的逻辑状态还是高阻状态。1.4 布尔代数1*、熟练掌握布尔代数的基本定律（包括结合律、交换律、分配律、摩根定律、吸收律）2*、熟练掌握布尔代数运算的代入规则、反演规则和对偶规则3*、熟练掌握用布尔代数简化逻辑函数的方法1.5 卡诺图1*、理解逻辑函数的最小项表达式若一个逻辑函数具有m个逻辑变量，则有2m最小项。最小项的特性： 每个最小项均包含m变量； 每个变量以原变量或以其反变量的形式出现；2*、掌握卡诺图的结构和特

9、点以及用卡诺图简化逻辑函数的方法1.6 数字集成电路1、了解集成电路的制造技术类型和规模类型 目前按制造技术主要分为TTL电路和CMOS两种； 按集成规模分为 小规模集成电路（SSISmall Scale Integration） 中规模集成电路（MSIMiddle Scale Integration） 大规模集成电路（LSILarge Scale Integration） 超大规模集成电路（VLSIVery Large Scale Integration） 巨大规模集成电路（ULSIUltra Large Scale Integration）2、掌握集成电路的使用特性（负载能力、延迟特性、功

10、耗特性、空脚处理） 负载能力：门电路输出端允许连接门电路输入端的最大数目（扇出系数）； 延迟特性：门电路的输入信号有效到其输出信号有效所需要的时间； 功耗特性：门电路工作时允许的最大功耗； 空脚处理：特指输入端，当输入端悬空时，对于TTL门电路相当于高电平（逻辑“1”），但容易引入干扰而造成输出不稳定。对于CMOS门电路相当于低电平，但容易因为静电场造成输出不稳定，严重时导致器件损害。因此，对于不使用的输入端（只具有多个输入端的门），应根据逻辑关系，将其连接到电源或地。第二章 组合逻辑2.1* 组合逻辑分析熟练掌握组合逻辑电路的分析方法2.2* 组合逻辑设计熟练掌握组合逻辑电路的设计方法2.3

11、 组合逻辑电路的等价变换掌握组合逻辑电路的等价变换方法2.4 数据选择器与分配器掌握数据选择器与分配器的功能和使用特性 数据选择器功能：相当于多路开关，即从多路数字信号输入中选择一路并输出； 数据选择器使用特性： 搞清楚哪些是输入信号，哪些是输出信号，哪些是控制信号（输入）； 记住输入信号和输出信号的名称（包括E文简称）； 记住输入信号和输出信号的功能（作用）； 记住功能表（真值表）。 数据分配器相当于多路开关，即从多个数字信号输出通道中选择一路并输出； 数据分配器使用特性（与数据选择器相同）2.5 译码器和编码器熟练掌握译码器和编码器的功能和使用特性2.6 数据比较器和加法器1、掌握数据比较

12、器的功能和使用特性2、掌握一位全加器的逻辑表达式和逻辑图3、了解串行加法器和并行加法器的特点（进位方式：串行进位和并行进位）2.7 奇偶校验器掌握奇偶校验的概念和奇偶校验器的算法（异或运算）第三章 时序逻辑3.1 锁存器1、掌握基本RS锁存器、门控RS锁存器的逻辑电路、工作原理和功能（功能表、状态方程和转换图）2、掌握门控D锁存器的逻辑电路、工作原理和功能（功能表和状态转换图）3.2 触发器熟练掌握RS触发器、D触发器和JK触发器的功能（功能表、状态方程和转换图）3.3 寄存器和移位寄存器1、掌握典型寄存器和移位寄存器的逻辑结构和功能表（图3.12、3.13）2、了解八位通用移位寄存器的功能3

13、.4 计数器1、了解由JK触发器构成的同步二进制计数器的逻辑结构和工作原理2、理解由移位寄存器构成的同步二进制计数器（扭环形）的逻辑结构和工作原理3、了解异步二进制计数器、异步十进制计数器的逻辑结构和工作原理4、掌握典型中规模同步二进制计数器74LS163的功能、使用方法及其应用3.5 定时脉冲产生器（不作为教学要求）3.6 同步时序逻辑分析熟练掌握同步时序逻辑的分析方法3.7 同步时序逻辑设计熟练掌握同步时序逻辑的设计方法第四章 存储逻辑4.1 特殊存储部件1）理解寄存器堆的功能和逻辑结构（图4.1）2）了解寄存器队列和寄存器堆栈的功能4.2 随机读写存储器RAM1）理解RAM的逻辑结构和地

14、址译码结构（图4.5、图4.6和图4.7）2）掌握SRAM存储元的特性（由RS触发器构成、速度快、功耗大、集成度低）3）掌握DRAM存储元的特性（基于电容储电效应、速度低、功耗小、集成度高、破坏性读出、需刷新）4）了解典型SRAM、DRAM存储器芯片的内部结构、使用特性（图4.9、图4.11）4.3 只读存储器ROM1）理解掩模ROM阵列结构图（图4.13）2）深刻理解掩模ROM结构的点阵图表示法（图4.15）3）掌握EPROM、E2ROM、FLASH存储器的功能和特性4.5 存储器容量的扩充1）了解利用存储器芯片组成存储器系统的方法（不作为教学要求）第五章 可编程逻辑5.1 PLD的基本概念1）深刻理解PLD的与阵列、或阵列和与或阵列结构2）了解典型可编程连接技术（熔丝、反熔丝、E2PROM、SRAM技术）3）了解PLD的类型（ROM、PLD、PLA、GAL和复杂CPLD）5.3 在系统可编程ISP1）理解典型ispLSI器件1032体系结构图2）深刻理解GLB标准组态和四种组态模式的工作原理（图5.15）3）理解输入输出单元