数字逻辑课程教学大纲

1、数字逻辑教学大纲一、基本信息课程代码：1252612课程性质：专业限选课课程名称：数字逻辑英文名称：Digital Logic学时/学分：32/2开课时间：大二(下)适用对象：计算机科学与技术、网络工程、软件工程、信息安全等专业先修课程：大学物理、高级语言程序设计大纲执笔人：傅均大纲审核人：邢建国修订时间：2011-12当前版本：2012二、课程描述本课程为专业限定选修课，主要面向计算机科学与技术、网络工程、软件工程、信息安全等专业本科低年级学生。主要目的是使学生掌握数字逻辑电路的基本概念和分析、设计方法，作为专业前导课程，为以后的专业核心课程计算机组成结构及其他硬件类课程微机原理和接口技术、

2、嵌入式系统开发技术等的学习打下良好的基础。本课程是为缺少电路原理、模拟电子技术等先修课程的计算机与信息学科偏软类专业开设，其要求和难度略低于电子信息学科偏硬类专业，通过该课程的学习使学生掌握数字逻辑电路的应用和发展及逻辑代数等基本知识，重点掌握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，使学生具有一定的数字逻辑电路设计能力。另外，使学生了解可编程逻辑器件和现代数字系统设计方法，初步掌握运用EDA工具及硬件描述语言进行简单数字逻辑设计，紧跟市场和技术前沿。三、教学目标通过本课程的理论教学和相关实验训练，使学生具备如下能力：1、掌握基本的逻辑代数知识，能够运用物理知识理解二极管、三极管、

3、集成逻辑门和可编程逻辑器件的基本原理。2、能够运用逻辑代数方法表达、求解和优化实际数字电路问题，3、能够分析小规模、中规模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、中规模集成器件的功能及基本应用。4、能够利用逻辑门、基本触发器、中规模集成器件和可编程逻辑器件设计一定功能的组合逻辑电路和时序逻辑电路，并进行优化。5、能够应用专业EDA软件设计一定功能的数字系统，并能进行仿真和验证。四、课程目标对毕业要求的支撑毕业要求指标点课程目标6、具备扎实的数学、自然科学基础及基本的经管类知识，以及较好外的英语应用能力6.1 具有扎实的数学和自然科学基础知识教学目标17、掌握专业知识与技能，具有

4、理解和表达复杂工程问题的能力7.1 系统掌握本专业所需的高级语言、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教学目标27.2 掌握信息检索和数据分析等专业技能及其相关工具的使用教学目标59、具备复杂计算机应用系统的分析、设计、开发和维护能力9.1 具有较强的分析问题能力教学目标39.2 能够综合运用所学知识，应用相关工具进行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 绪论 （支撑课程目标1） 重点内容：数制和编码的概念，各种不同数制间的转换方法，二进制的运算及原、反、补码数的表示及转换，二-十进制代码（BCD代码）。 难点内容：建立模拟信号和数字

5、信号的概念，二进制的运算及原、反、补码数的表示。教学内容：掌握数制及其转换，编码的概念，了解常用码的一些应用，熟悉数字编码的转换。1.1数字电路逻辑设计概述1.2数制及其转换1.3二-十进制代码（BCD代码） 1.4算术运算与逻辑运算 第2章 逻辑函数及其简化（支撑课程目标1、2）重点内容：逻辑代数的各种表达形式，逻辑代数的三个规则和常用公式，逻辑代数的化简方法，卡诺图法。难点内容：简单逻辑命题建立逻辑函数的方法。教学要求：掌握逻辑代数基本定理、基本规则和常用公式，掌握用代数法和卡诺图法简化逻辑函数的方法，掌握由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

6、辑门 （支撑课程目标1）重点内容：二极管与三极管的开关特性。TTL集成逻辑门的主要外部特性。难点内容：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、主要外特性。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 （支撑课程目标3、4）重点内容：组合逻辑电路概念、组合逻辑电路的分析与设计方法，全加器、编码器、译码器、数值比较器、数据选择器等常用组合逻辑功能器件，采用常用的小规模、中规模集成器件进行组合逻辑电路设计。难点内容：组合逻辑电路的冒险现象，产生冒险的原因，判断与避免冒险的

7、方法。教学要求：掌握全加器、编码器、译码器、数值比较器、数据选择器等常见中规模组合逻辑器件的逻辑功能与应用，掌握采用小规模和中规模集成器件的组合逻辑电路设计方法，理解组合逻辑电路的冒险现象以及如何避免冒险。4.l组合逻辑电路分析4.2组合逻辑电路设计4.3组合逻辑电路的冒险现象 第5章 集成触发器 （支撑课程目标3、4）重点内容：基本触发器、钟控触发器、主从触发器、边沿触发器的电路结构与功能特点，触发器逻辑功能的描述方法，触发器类型转换。难点内容：钟控T触发器的空翻与主从J-K触发器主触发器的一次翻转现象。教学要求：理解集成触发器电路组成和工作原理，掌握集成触发器功能的描述方法和脉冲工作特性,

8、 了解不同类型集成触发器的转换方法。重点掌握集成触发器的应用。5.l基本触发器5.2钟控触发器5.3主从触发器5.4边沿触发器 第6章 时序逻辑电路 （支撑课程目标3、4）重点内容：时序电路的分析方法：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：设计原则和一般步骤，采用小规模集成器件设计同步计数器，采用中规模集成器件设计任意模值计数(分频)器。难点内容：小规模同步时序逻辑电路分析方法，采用中规模集成器件实现任意模值计数(分频)器的方法。教学要求：掌握时序逻辑电路的基本概念，掌握小规模同步时序逻辑电路分析和

9、设计方法，掌握采用中规模集成器件实现任意模值计数(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与数字逻辑设计（支撑课程目标3、4、5） 重点内容：VHDL语言的基本结构、数据类型、语句和设计方法。 难点内容：可编程逻辑器件，现代数字系统设计方法，VHDL中的并行语句。 教学要求：了解可编程逻辑器件和现代数字系统设计方法，掌握运用EDA工具及VHDL硬件描述语言进行简单数字逻辑设计。7.1 可编程逻辑器件和硬件描述语言概述7.2 VHDL 基本数据类型和运算操作符7.3 VHDL中的顺序语句和并行语句7.4 VHDL数字逻辑电路设计举例六、

10、教学安排该课程每周2学时，16周， 32学时为课堂授课教学时间。实验实践单独设课，同时开设开放实验。建议教学进度如下：章节学时数第1章 绪论1第2章 逻辑函数及其简化5第3章 集成逻辑门1第4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7章 VHDL与数字逻辑设计4复习或弹性教学2七、课内实验内容、要求及学时没有课内实验，基础实验单独开设，VHDL实验通过开放实验开设。请删除此黄色高亮。如果有课内实验，请填写下表；如果没有，则删除下表，并用文字适当说明。序号课内实验内容实验要求学时数12八、教学方法与手段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，黑板板书为辅。在教学过程中注重能力的培养，以实际应用系统为例，提高理论教学实用性，提高学生分析和解决实际问题的能力。另外，本课程开设Blackboard电子教学平台，学生可以进行自主学习、提交作业、讨论问题。鼓励学生参加开放实验，在平时VHDL实验作业基础上进一步提高EDA设计能力。九、考核方式及成绩评定 考核方式：期末考试闭卷，平时作业、出勤、课堂情况，VHDL实验作业。 成绩评定标准：总成绩（百分制）平时成绩30VHDL实验10期末考试成绩60。十、教材及主要参考书指定教材：1、王毓银主编，数字电路逻辑设计（第二版），高等教育出版社，2005.122、朱正伟编著，EDA