《数字逻辑与数字系统》教学大纲

PAGEPAGE8数字逻辑与数字系统教学大纲目录TOC\o"1-3"\h\z一、教学目的和要求 4二、教学中应注意的问题 5三、教学内容 5第一章数字逻辑基础 5第一节计数体制 5第二节常用编码 5第三节二极管和三极管的开关特性 5第四节逻辑代数基础 5第二章逻辑门电路 5第一节分立元件门电路 5第二节TTL集成逻辑门电路 5第三节其他类型的TTL门电路 5第四节MOS逻辑门 5第五节数字集成电路使用中应注意的问题 5第三章组合逻辑电路 5第一节组合逻辑电路的特点 5第二节小规模集成电路构成的组合电路的分析与设计 5第三节编码器 5第四节译码器 6第五节数据分配器与数据选择器 6第六节数值比较电路 6第七节算术运算电路 6第八节奇偶校验电路 6第九节中规模集成电路构成的组合电路的设计 6第十节组合逻辑电路的竞争-冒险 6第四章触发器 6第一节基本触发器 6第二节TTL集成触发器 6第三节MOS集成触发器 6第四节触发器逻辑功能的转换 6第五章时序逻辑电路 6第一节时序逻辑电路的特点和表示方法 6第二节时序逻辑电路的分析方法 6第三节寄存器 6第四节计数器 6第五节顺序脉冲发生器 6第六节时序逻辑电路的设计方法 6第六章半导体存储器 7第一节概述 7第二节只读存储器 7第三节随机存取存储器 7第七章可编程逻辑器件 7第一节可编程逻辑器件概述 7第二节可编程逻辑器件PLD基础 7第三节通用阵列逻辑GAL基础 7第八章脉冲波形的产生与整形 7第一节集成555定时器及其应用 7第二节门电路构成的矩形波发生器及整形电路 7第九章数/模和模/数转换 7第一节数/模转换器（DAC） 7第二节模/数转换器（ADC） 7第十章数字系统分析与设计 8第一节数字系统概述 8第二节数字系统设计语言——寄存器传送语言 8第三节简易计算机的功能分析与电路设计 8四、教学课时分配 8五、教材和参考书目 8

一、教学目的和要求数字逻辑与数字系统是计算机科学与技术和数字媒体技术等相关专业的一门重要的专业基础课程。它涉及数字技术中的基本原理、基本分析和设计方法，具有很强的工程实践性。通过本课程的学习，使学生获得数字技术方面的基本理论、基本知识和基本技能，掌握数字系统的基本分析和设计方法，为以后学习微机原理、计算机组成原理等后续课程和用中、大规模集成电路设计数字系统奠定基础。通过本课程的学习，学生应当达到以下基本要求：1、正确理解以下基本概念和基本原理数制和码制，半导体器件的开关作用和开关特性，正逻辑和负逻辑，逻辑变量和逻辑函数，拉电流负载，灌电流负载，组合逻辑和时序逻辑，同步和异步，编码和译码，竞争冒险，电平触发和边沿触发，寄存和存储（静态与动态），计数和分频。2、掌握以下基本分析方法①逻辑代数基本定律的作用。②逻辑问题的描述方法：真值表、逻辑表达式、卡诺图、逻辑图、波形图。③用公式法和图形法化简和变换逻辑函数。④组合逻辑电路的基本分析和设计方法。⑤计数器的基本分析法和设计方法。

3、对各种逻辑电路的要求组合逻辑电路：①熟悉TTL、CMOS反相器电气特性。掌握各种门电路的主要参数和使用方法。②熟悉全加器、编码器、译码器和数据选择器的工作原理和逻辑功能，了解典型中规模集成译码器和数据选择器的功能和应用。时序逻辑电路：①熟悉RS、JK、D触发器的电路结构、工作原理和逻辑功能，它们各自特点、触发方式和主要参数。了解D→JK和JK→D触发器的转换方法。②掌握同步、异步、二进制和N进制计数器的工作原理，了解典型中规模集成计数器的应用。③熟悉555定时器的电路结构、工作原理，能用它组成施密特、单稳态触发器和多谐振荡器，熟悉石英晶体多谐振荡器的工作特点。④了解RAM、ROM、FPGA、FPLA的工作原理，了解倒T型电阻网络DAC和逐次渐近型（或双积分）ADC的工作原理。

4、具有下列能力①初步的读图能力。要求能阅读由常用中小规模集成电路组成的简单数字电路逻辑图（例如控制电路等），能分析各部份的功能。②选用基本单元电路和常用中小规模集成电路的初步能力。能看懂常用集成电路手册、并能根据需要从手册中选用合适的集成电路。③初步定量估算简单基本单元电路和接口电路的参数（如工作状态、高低电平等），能解决基本单元电路之间相互联接的问题。二、教学中应注意的问题1、应着重抓好基本理论、基本知识、基本方法的学习。2、能熟练运用数字电路的分析方法和设计方法。3、重视实验和课程设计。4、加大启发式教学的力度，采用“多媒体课件+黑板粉笔”的教学方式。精心选择和设计例题，力求讲清例题步骤和难点，使学生对数字逻辑与数字系统各部分内容的基本概念、问题要点、解题方法、实际应用融会贯通。三、教学内容第一章数字逻辑基础第一节计数体制第二节常用编码第三节二极管和三极管的开关特性第四节逻辑代数基础基本知识点：数制与码制；逻辑函数与逻辑问题的描述；基本的逻辑运算；逻辑函数；逻辑变量的概念；逻辑变量和逻辑函数的基本公式；定理和规则；逻辑函数的化简法；具有约束的逻辑函数的化简法。逻辑函数的五种常用表示法；各种表示法间相互转换。重点：数制与码制；基本的逻辑运算及逻辑函数的化简。难点：有约束项的逻辑函数的化简。第二章逻辑门电路第一节分立元件门电路第二节TTL集成逻辑门电路第三节其他类型的TTL门电路第四节MOS逻辑门第五节数字集成电路使用中应注意的问题基本知识点：分立元件门电路；TTL集成门电路：反相器及主要特性；与非门和或非门；集电极开路门和三态门；MOS集成门电路：NMOS反相器和逻辑门；CMOS反相器及主要特性；CMOS传输门；CMOS与非；或非门的工作原理。重点：门电路的外特性。难点：门电路内部工作原理。第三章组合逻辑电路第一节组合逻辑电路的特点第二节小规模集成电路构成的组合电路的分析与设计第三节编码器第四节译码器第五节数据分配器与数据选择器第六节数值比较电路第七节算术运算电路第八节奇偶校验电路第九节中规模集成电路构成的组合电路的设计第十节组合逻辑电路的竞争-冒险基本知识点：组合逻辑电路的概念及表示方法；组合逻辑电路的分析与设计；编码器、译码器、数据选择器和数字比较器、算术运算电路的构成方法及特点；用中规模集成电路构成组合逻辑电路的方法。组合逻辑电路竞争冒险的概念；产生原因及消除方法。重点：组合逻辑电路的分析与设计；中规模器件的应用，特别是译码器和数据选择器的应用。难点：集成器件的工作原理和器件的扩展。第四章触发器第一节基本触发器第二节TTL集成触发器第三节MOS集成触发器第四节触发器逻辑功能的转换基本知识点：基本RS触发器、同步RS触发器、边沿D和JK触发器的结构及工作原理和特点；TTL和CMOS集成触发器的主要特性和参数；边沿触发器的逻辑功能表示法——特性表、特性方程、状态图、时序图。边沿触发器的几种类型——D、JK、T、T′触发器。重点：各种触发器的逻辑功能及触发器波形分析。难点：触发器的工作原理；触发器波形分析。第五章时序逻辑电路第一节时序逻辑电路的特点和表示方法第二节时序逻辑电路的分析方法第三节寄存器第四节计数器第五节顺序脉冲发生器第六节时序逻辑电路的设计方法基本知识点：时序逻辑电路的基本概念；结构特点；分类及功能的描述方法；时序逻辑电路的分析和设计方法；寄存器和移位寄存器的工作原理；计数器中二进制计数器；非二进制计数器的电路结构和工作原理；集成计数器的应用。重点：时序逻辑电路的分析与设计；集成计数器的应用。难点：时序逻辑电路的设计；移位寄存器的原理及应用。第六章半导体存储器第一节概述第二节只读存储器第三节随机存取存储器基本知识点：存储的概念；RAM、ROM、EPROM及FLASHMEMORY的构成特点；工作原理及存储器的扩展。重点：存储器的扩展。难点：存储器的工作原理。第七章可编程逻辑器件第一节可编程逻辑器件概述第二节可编程逻辑器件PLD基础第三节通用阵列逻辑GAL基础基本知识点：可编程逻辑器件的分类；可编程逻辑阵列PLA和可编程阵列逻辑PAL的结构特点；通用阵列逻辑GAL。重点：编程逻辑阵列PLA的结构特点和设计电路的方法。难点：编程逻辑阵列PLA设计电路的方法。第八章脉冲波形的产生与整形第一节集成555定时器及其应用第二节门电路构成的矩形波发生器