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數字邏輯視頻教程 41講 武漢大學
 數字邏輯視頻教程 41講 武漢大學
 課程編號: WHDX-1_2444 課程格式:網頁視頻格式
 課程折扣:3.3折, 熱賣中... 已加入收藏 3
 瀏覽次數: 次 ,2012-2-7 0:19:09 modified
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數字邏輯視頻教程 41講 武漢大學 課程介紹:
網頁視頻格式

 數字邏輯是計算機專業必修的重要骨干課程。其基本目的是要通過邏輯代數和數字電路設計知識的學習,使學生掌握數字系統的理論基礎和實現技術,從而為進一步掌握現代信息處理技術和計算機技術打下堅實的基礎。該課程的主要任務有兩個方面:系統地介紹數字系統設計的理論知識;培養學生解決數字電路實現問題的實踐能力。

    在掌握邏輯代數運算規則的基礎上,深刻理解數字系統的作用、功能和原理。對數字電路與模擬電路的區別和聯系有清晰的概念。熟練掌握組合邏輯電路和時序邏輯電路的分析和設計方法,熟悉常用數字器件的功能、原理和使用方法。掌握數字系統 EDA 的基本概念,能夠使用 EDA 設計工具進行數字系統設計。熟悉可編程邏輯器件和其它超大規模集成數字器件的結構、工作原理和使用方法。突出數字系統的抽象和描述能力培養,能夠根據實際應用需求建立對應的數字系統模型。強調實踐動手解決數字電路實現問題能力的培養。

教材及參考資料

    教材:《數字邏輯》第二版,歐陽星明主編,華中科技大學出版社,2005年版。
    參考書目:
    1、《邏輯設計》(第二版),毛法堯、歐陽星明、任宏萍編著,華中理工大學出版社。
    2、《數字邏輯與數字系統》,白中英、岳怡、鄭巖編,科學出版社,1998。
    3、《數字電子技術基礎》(第四版),閻石主編,高等教育出版社。
    4、《數字邏輯》,周南良編,國防科技大學出版社,1992。

第一章 基本知識
    本章主要介紹了數字系統的基本概念;常用計數制(二進制、八進制、十進制、 十六進制)及其轉換;帶符號二進制數的代碼表示(機器數、真值、原碼、補碼、反碼等概念);常用的幾種編碼(BCD碼、可靠性編碼)。
    1.1 概述
    1.2 數制及轉換(回顧,一年級講過)
    1.3 帶符號的二進制數的代碼關系(回顧,一年級講過)
    1.4 幾種常用的編碼(其中,主要是8421,gerry)

第二章 邏輯代數基礎
    邏輯代數是從哲學領域中的邏輯學發展而來的。1847年,英國數學家喬治?布爾(G.Boole)提出了用數學分析方法表示命題陳述的邏輯結構,并成功地將形式邏輯歸結為一種代數演算,從而誕生了著名的“布爾代數”。1938年,克勞德?向農(C.E.Shannon)將布爾代數應用于電話繼電器的開關電路,提出了“開關代數”。隨著電子技術的發展,集成電路邏輯門已經取代了機械觸點開關,故“開關代數”這個術語已很少使用。為了與“數字系統邏輯設計”這一術語相適應,人們更習慣于把開關代數叫做“邏輯代數”。
    邏輯代數是研究數字系統邏輯設計的數學工具。無論何種形式的數字系統,都是由一些基本邏輯電路所組成的。為了解決數字系統分析和設計中的各種具體問題,必須掌握邏輯代數這一重要數學工具。
    本章知識要點:掌握邏輯代數的基本概念(包括變量、運算、函數等);能靈活運用公理、定理和規則;掌握邏輯函數的各種表示形式及相互轉換;掌握邏輯函數化簡的常用方法(重點掌握代數法和卡諾圖法)。
    2.1 邏輯代數的基本概念
    2.2 邏輯代數的基本定理和規則
    2.3 邏輯函數表達式的形式與變換
    2.4 邏輯函數的化簡
        2.4.1 代數化簡法
        2.4.2 卡諾圖化簡法

第三章 集成門電路與觸發器
    集成門電路和觸發器等邏輯器件是實現數字系統功能的物質基礎。采用集成電路進行數字系統設計,不僅具有可靠性高、可維性好、功耗低、成本低等優點,而且可以大大簡化設計和調試過程。
    本章知識要點:半導體器件的開關特性;邏輯門電路的功能、外部特性及使用方法;常用觸發器的功能、觸發方式與外部工作特性。
    3.1 集成門電路的分類
    3.2 半導體的開關特性
    3.3 邏輯門電路
    3.4 觸發器
        3.4.1 基本RS
        3.4.2 幾種常用的鐘控觸發器
        3.4.3 轉換
        3.4.4 集成觸發器的參數

第四章 組合邏輯電路
    數字系統中的邏輯電路按其結構可分為組合邏輯電路和時序邏輯電路兩大類型。組合邏輯電路不但能獨立完成各種復雜的邏輯功能,而且是時序邏輯電路的組成部分,應用十分廣泛。
本章知識要點:組合邏輯電路的結構特點;組合邏輯電路分析和設計的基本方法;組合邏輯電路設計中幾個常見的實際問題及其處理;組合邏輯電路中的競爭與險象問題。
    4.1 組合邏輯電路的分析
    4.2 組合邏輯電路的設計
        4.2.1 設計方法和步驟
        4.2.2 設計舉例
        4.2.3 設計中幾個實際問題的處理
    4.3 競爭冒險的問題

第五章 同步時序邏輯電路
    本章知識要點:時序邏輯電路的基本概念(包括定義、結構、分類以及描述方法等問題); 同步時序邏輯電路的分析和設計方法(包括分析和設計的基本步驟及基本方法。分析時的難點是作出描述電路功能的狀態表和狀態圖,設計時的難點是形成原始狀態圖、狀態化簡以及激勵函數的確定);典型同步時序邏輯電路的分析和設計(舉例介紹序列檢測器、代碼檢測器、計數器、寄存器等典型同步時序邏輯電路的分析和設計)。
    5.1 概述
    5.2 同步時序邏輯電路的分析
    5.3 同步時序邏輯電路的設計
    5.4 同設計的舉例

第六章 異步時序邏輯電路
    異步時序邏輯電路中沒有統一的時鐘脈沖信號,電路狀態的改變是外部輸入信號變化直接作用的結果。根據電路結構和輸入信號形式的不同,異步時序邏輯電路可分為脈沖異步時序邏輯電路和電平異步時序邏輯電路兩種類型。兩類電路均有Mealy型和Moore型兩種結構模型。
    本章知識要點:異步時序電路的特點與類型;脈沖異步時序邏輯電路的分析與設計;電平異步時序邏輯電路的分析與設計。重點討論脈沖異步時序邏輯電路。
    6.1 脈沖異步的分析與設計
    6.2 電平異步的設計

第七章 中規模通用集成電路及應用
    集成電路由SSI發展到MSI、LSI和VLSI后,單個芯片的功能大大增強。一般來說,在SSI中僅是基本器件(如邏輯門或觸發器)的集成,在MSI中已是邏輯部件(如譯碼器、寄存器等)的集成,而在LSI和VLSI中則是一個數字子系統或整個數字系統(如微處理器)的集成。
    本章知識要點 :熟悉常用中規模通用集成電路的邏輯符號、基本邏輯功能、外部特性和使用方法。用常用中規模通用集成電路作為基本部件,恰當地、靈活地、充分地利用它們完成各種邏輯電路的設計,有效地實現各種邏輯功能。
    7.1 常用中規模組合邏輯電路
        7.1.1 二進制加法器
        7.1.2 譯碼器和編碼器
        7.1.3 多路選擇器和分配器
    7.2 時序電路
        7.2.1 計數器
        7.2.2寄存器
        7.2.3 綜合應用
    7.3 信號產生與變換電路
        7.3.1 555定時器
        7.3.2 集成D/A
        7.3.3 集成 A/D

第八章 可編程邏輯器件
    目前在數字系統設計中廣泛使用的可編程邏輯器件(Programmable Logic Device,簡稱PLD)屬于LSI中的半用戶定制電路。由于PLD具有結構靈活、性能優越、設計簡單等特點,因而在不同應用領域中受到廣泛重視,是構成數字系統的理想器件。
    本章知識要點:PLD的基本概念;常用PLD及其在邏輯設計中的應用;LSP技術簡介。
    8.1 PLD概述
    8.2 常用的可編程邏輯器件
    8.3 在系統編程技術簡介

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