《数字逻辑与单片机基础》课程教学大纲

《数字逻辑与单片机基础》教学大纲课程英文名TheFundamentofDigitalLogicCircuit&Microprocessor课程代码03M0194学分3.5总学时56理论学时24实验/实践学时32课程类别学科基础课课程性质限选先修课程大学物理适用专业生物医学工程开课学院信息工程学院一、课程地位与课程目标（一）课程地位本课程的主要任务是立足于当前EDA和FPGA应用环境，教授学生理解数字逻辑电路的基本原理，熟悉各类器件的应用，掌握自动逻辑设计的基本方法，培养兴趣与动手能力，鼓励学生进行课外的学习和实践，为数字系统的设计做好入门引导。（二）课程目标课程目标毕业要求目标分类1.掌握逻辑代数，数字电路中真值表、状态图和时序图等基本概念，组合电路与时序电路的构成原理；熟悉数字信息在电路中的产生与处理过程，以及对数字电路的分析、描述方法。工程知识1.1/1.2/1.3/1.4记忆理解分析2.具备对中小规模数字逻辑电路功能的基本分析能力。掌握利用小规模门电路、中规模译码器、选择器、触发器、寄存器和计数器等元器件设计实际应用电路的能力。问题分析2.1/2.2设计/开发解决方法3.1/3.2分析应用3.培养学生解决实际问题的能力。掌握借助原理图、VHDL语言等途径，利用FPGA等器件设计实际电路，具备对FPGA系统的熟练应用能力。设计/开发解决方法3.3分析应用评价二、课程目标达成的途径与方法课程目标教学环节对应内容课程目标1讲授第1、2、3、4、5、6章及作业1.逻辑代数、逻辑函数的表示和化简；2.逻辑门电路；3.组合电路的分析与设计；4.常用组件的功能与应用；5.时序电路分析与设计6.寄存器和存储器课程目标2讲授第4、6章及作业实验2,4,5,84.组合电路分析与设计6.时序电路分析与设计课程目标3讲授第4、6、7、8章及作业实验9，10，11,124.组合电路设计，6.时序电路设计，7.FPGA器件应用三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）毕业要求1毕业要求2毕业要求3课程目标1H课程目标2H课程目标3M四、课程主要内容与基本要求1、逻辑代数基础掌握逻辑代数基础知识，包括基本逻辑运算、基本公式和定理以及逻辑函数的表示方法和逻辑函数的化简方法。2、数字逻辑门掌握TTL、CMOS门的逻辑功能、外部特性；理解其工作原理。3、组合逻辑电路熟悉掌握组合电路的分析与设计方法；掌握常用组件的功能与应用；了解可编程逻辑器件PLD的原理与基本结构。了解竞争和冒险的概念。4、组合电路的自动化设计 熟悉数字技术自动设计与分析流程，掌握原理图输入法逻辑电路设计，引脚锁定和编程下载。5、触化器及含触发器的PLD掌握集成触发法器的功能和触发方式；掌握基于触发器的滤波电路设计和含触发器的PLD.6、时序逻辑电路及其自动化分析熟悉掌握时序逻辑电路的分析方法、典型中规模时序部件的功能及其应用；了解同步异步计数器设计，掌握有限状态机。熟悉掌握时序电路的自动化设计与分析。7、半导体存储器掌握半导体存储器的工作原理、存储容量的扩展；了解用存储器实现组合逻辑函数的方法。8、数/模和模/数转换器掌握D/A和A/D转换器的功能、主要指标及应用；了解其内部结构和工作原理。9硬件描述语言VHDL和FPGA

VHDL简介和基本语法。设计举例。利用FPGA板卡实现组合逻辑电路与时序逻辑电路实验。五、课程学时安排章节号教学内容学时数学生任务对应课程目标1逻辑代数基础4作业课程目标12数字逻辑门2（实验2）作业与实验课程目标13组合逻辑电路6（实验2）作业与实验课程目标14组合电路的自动化设计10（实验6）作业与实验课程目标2课程目标35触发器及含触发器的PLD6（实验4）实验课程目标16时序逻辑电路及其自动化分析与设计20（实验14）作业与实验课程目标2课程目标37半导体存储器4（实验2）实验课程目标18数/模和模/数转换器4（实验2）实验课程目标1六、实践环节及基本要求序号实验项目名称学时基本要求学生任务实验性质实验类别1数字逻辑电路基本功能测试4与、或、非门操作验证必做2自动化设计软件入门4熟悉EDA设计软件操作验证必做3手工组合逻辑电路设计3多路抢答器实现功能设计必做4手工组合逻辑电路设计3教师出题实现功能设计选做5自动组合逻辑电路设计3教师出题实现功能设计必做6触发电路的自动设计2RS\D\JK触发器的自动设计实现功能验证必做7基于触发器的滤波电路设计4教师出题实现功能设计选做8时序电路的手工设计4同步计数器实现功能验证必做9时序电路的自动设计124位二进制计数、BCD码计数、反馈清零构成模12计数，同步加载型计数，可逆计数器，步进电机的简单控制，数字频率计的设计，序列检测器的状态机设计实现功能设计选做10存储应用电路设计2简单逻辑分析仪设计实现设计综合选做11乐曲演奏电路设计2存储乐曲的演奏实现设计综合选做12正弦信号发生器设计2教师出题实现设计综合选做注：1.实验性质指演示性、验证性、设计性、综合性等；2.实验类别指必做、选做等。七、考核方式及成绩评定考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例实验考核实验操作+实验报告实验操作成绩+报告成绩50%期末考核闭卷卷面成绩50%考核类别考查成绩登记方式百分制八、课程目标达成度评价方法课程目标教学环节成绩评定课程目标1讲授，实验，作业作业A10实验B10期末考试C10目标达成度1=（A1+B1+C1）/（A10+B10+C10）课程目标2讲授，实验，作业作业A20实验B20期末考试C20目标达成度2=（A2+B2+C2）/（A20+B20+C20）课程目标3讲授，实验实验A30期末考试B30目标达成度3=（A3+B3）/（A30+B30）九、推荐教材与主要参考书（一）推荐教材：1、王秀敏