《数字逻辑与系统(B)》课程教学大纲

《数字逻辑与系统（B）》课程教学大纲

Digital Logic and System （B）

课程编号：1000401

适用专业：电气工程及自动化（本科）

学 时 数：64（理论48 + 实验16） 学 分 数：4

执 笔 人：张晓冬 编写日期：2002.5

一、课程性质和目的

本课程是电气工程及自动化专业的主要技术基础理论课程之一，是该专业的主干课程。 本课程的教学目的是使学生掌握数字逻辑与系统的基本工作原理、基本分析方法和基本应用技能，使学生能够对各种基本逻辑单元进行分析和设计，学会使用标准的集成电路和可编程逻辑器件，并初步具备根据实际要求应用这些单元和器件构成简单数字电子系统的能力，为后续专业课程的学习奠定坚实的基础。

二、课程教学内容

0 数字电路综述 （1学时）

阐述数字系统的基本概念，介绍数字电路的发展史、现状并展望未来，分析数字系统对现代社会的巨大影响。

1 数字逻辑基础 （4学时）

本章是本课程数学上和形式上的基础。内容包括数制与编码 、逻辑代数基础、逻辑函数及其化简、逻辑图、正负逻辑。

重点：数制与编码 、逻辑函数的化简。

习题：数制与编码 、逻辑代数基础、逻辑函数的简化。 2 逻辑门与组合逻辑电路 （8学时）

本章是本课程的电路基础。内容包括各种逻辑门电路及其相互连接、组合逻辑电路的分析与设计、典型组合逻辑部件、通用电路系列、竞争冒险。

重点：TTL电路与CMOS电路的结构与特点、组合逻辑电路的分析与设计、通用电路系列。

习题：逻辑门电路、组合逻辑电路的分析与设计、典型电路系列应用。 3 触发器与时序逻辑电路 （9学时）

本章是第2章的延伸，但分析方法明显不同。内容包括各类触发器、同步与异步时序电路的分析设计、典型时序逻辑部件、通用电路系列。

重点：触发器的基本工作原理、典型时序逻辑部件、通用电路系列。 习题：触发器的应用、时序逻辑部件分析与设计、典型电路系列应用。 4 半导体存储器和可编程逻辑器件 （8学时）

本章体现了并将随时体现数字集成电路的新进展。内容包括ROM、EPROM、EEPROM、SRAM、DRAM； PLA、PAL、GAL、EPLD、现场可编程门阵列。

重点：各种存储器、EPLD、现场可编程门阵列。

习题：存储器的连接、可编程逻辑器件的分析和设计。 5 超高速硬件电路描述语言VHDL （4学时）

本章是可编程逻辑器件的设计工具。内容包括VHDL的基本概念、 VHDL的行为描述、VHDL的结构描述、VHDL的综合设计。

重点：VHDL的行为描述、VHDL的结构描述、VHDL的综合设计。

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习题：VHDL的综合设计。

6 脉冲信号的产生与整形 （6学时）

本章是产生各种脉冲信号的基础。内容包括单稳态触发器、多谐振荡器、施密特触发器、定时器。

重点：单稳态触发器、多谐振荡器。

习题：单稳态触发器、多谐振荡器、定时器。 7 A/D与D/A转换器 （4学时）

本章解决数字系统与模拟信号源及模拟负载之间关系的问题。内容包括A/D与D/A转换器的原理、各类A/D与D/A转换器、S/H电路。

重点：各类A/D转换器 习题：A/D与D/A转换器。 8 数字系统设计 （4学时）

本章是以上各章的综合应用。内容包括数字系统设计的一般方法、数字系统设计举例、有/无CPU的数字系统的比较。

重点：数字系统设计，以上机实验为主。 习题：数字系统设计。

三、课程教学的基本要求

由于本课程是电气工程及自动化专业的主干课程，所以应利用尽可能多的教学手段提高教学质量。在教学方法上，采取课堂讲授、上机操作、课后自学、课堂讨论等形式。

1 课堂讲授

在教学过程中，教师应注重加强基础，对数字电路基本单元的基本概念、基本原理、基本分析方法进行适当详细的讲解，并指出每章的重点和难点。讲授中应尽量结合数字技术的最新发展成果，注重理论联系实际，通过电子课件、上机实验等多种形式展示、讨论，启迪学生的思维，加深学生对有关概念、内容和方法的理解，使学生掌握简单电路系统的分析与设计方法。

2 特殊教学方法

本门课程已制作电子教案，可在适当章节或安排适当的时间使用，安排电化教学。 组织学生参观大型的电子科技展览和数字技术成果，使学生了解数字技术的最新发展成果，拓宽他们的知识领域。

3 上机操作

加强学生的动手能力，上机实验应不少于8学时，学生既可以做章后附加的计算机辅助分析习题，也可根据实际情况，自选一些本教材以外的题目进行分析或设计。

4 课堂讨论和课后自学

为了培养学生自学能力和分析与处理问题的能力，对各章中的重点和难点，采用课堂讨论的形式，加深理解。

5 考试

考试可灵活采用闭卷、平时作业、上机相结合的形式。闭卷部分的考试题包括基本概念、基本理论、基本分析方法等，题型可采用填空题、简答题、选择题、分析计算题等多种形式。

理论总评成绩：平时作业占（10%）、期中测验占（20%）、机辅分析占10%，期末闭卷考试占60%。

四、实验

本课程的实验非常重要，实验内容应紧靠理论大纲。每个实验2学时，共16学时。实

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验应以设计型和综合型为主，以验证型为辅。由于实验技术和仪器设备的不断更新，实验应能以最大限度动态地跟踪新技术。实验的考试单独进行，并以25%的比例计入本课程总成绩。

实验一 TTL门电路与CMOS门电路及其他中小规模集成电路的认知；门电路的应用。 实验二 译码器和编码器的分析与设计。 实验三 触发器、寄存器和计数器的应用。 实验四 应用VHDL设计EPLD。

实验五 单稳态电路、多谐振荡器的应用设计。 实验六 A/D与D/A转换器的设计。 实验七 数字系统的命题设计。 实验八 数字系统的选题设计。

五、本课程和其它课程的联系与分工

先修课程：电路，模拟电子电路（B）。

六、教材及参考材料

[1] 康华光，《电子技术基础（数字部分）》，高等教育出版社，2001 [2] 侯建军，《数字逻辑与系统》，中国铁道出版社，1999

[3] 侯建军，《Foundation软件平台操作指南》，北方交通大学讲义， 1999

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