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当前位置:首页 > 电子/通信 > 综合/其它 > 电子科大 数字电路 最好老师的课件1
1数字逻辑设计及应用任课教师:兰京川电子科技大学自动化工程学院lanjc@uestc.edu.cnDigitalLogicDesignandApplication(数字逻辑设计及应用)2课程简介“数字逻辑设计及应用”课程历来是我校的重要专业基础课程之一,是研究数字系统设计的入门课程。通过本课程的学习,使学生掌握数字逻辑电路的基本理论和基本分析方法,为学习后续课程准备必要的电路知识。本课程在培养学生严肃认真的科学作风和抽象思维能力、分析计算能力、总结归纳能力等方面起重要作用。在本课程中,将介绍数字逻辑电路的分析设计方法和基本的系统设计技巧;培养同学综合运用知识分析解决问题的能力和在工程性设计方面的基本素养。通过实验和课外上机实验的方式,使同学深入了解和掌握数字逻辑电路的设计分析方法和电路的运用过程。DigitalLogicDesignandApplication(数字逻辑设计及应用)3课程安排:64学时教材:数字设计—原理与实践(第4版影印版)JohnF.Wakerly高等教育出版社2007参考书:1.数字设计—原理与实践(第4版)JohnF.Wakerly林生等译机械工业出版社20072.数字电子技术基础(第4版)阎石等编高等教育出版社DigitalLogicDesignandApplication(数字逻辑设计及应用)4内容安排:32次课内容讲解27次,习题讲解3次,单元测验2次第1,2章3次引言,数制与编码第3章3次数字电路器件基础第4,6章12次组合电路分析与设计第7,8章12次时序电路分析与设计第9章1次存储器和可编程器件补充内容1次DAC和ADCDigitalLogicDesignandApplication(数字逻辑设计及应用)5习题每次课2—4题(基本采用教材习题);每章结束上交,批改后将进行针对性讲解,并给出参考解答;每课一题每次内容讲解的课上布置,自备一页纸完成,要求当堂完成上交;只检查,不返回;课程设计综合性考查,组合电路和时序电路各一次,要求两周内完成后上交;DigitalLogicDesignandApplication(数字逻辑设计及应用)6教学考核方式平时作业及随堂考核成绩:10分(6/4)课程设计:15分期中考试:15分期末考试:60分DigitalLogicDesignandApplication(数字逻辑设计及应用)7Chapter1Introduction(引言)1.1AboutDigitalDesign(关于“数字设计”)Anothername“LogicDesign”.ThegoalofdesignistoBuildSystem.DigitalDesignisengineering,andengineeringmeans“ProblemSolving”.Only5%-10%istheCreativepartofDesign.Muchoftherestisjust“TurningtheCrank”.ImportantThemesinDigitalDesign(P2)DigitalLogicDesignandApplication(数字逻辑设计及应用)81.2AnalogversusDigital(模拟与数字)模拟量:其变化在时间或数值上是连续的数字量:其变化在时间和数量上都是离散的数值大小是某一个最小数量单位的整数倍DigitalLogicDesignandApplication(数字逻辑设计及应用)9原始信号衰减放大模拟信号在传输过程中失真数字信号仍然可以保持0、11.2AnalogversusDigital(模拟与数字)DigitalLogicDesignandApplication(数字逻辑设计及应用)101.2AnalogversusDigital(模拟与数字)DigitalCircuitsoverAnalogOnes(数字系统及其优越性)ReproducibilityofResults[结果再现性(稳定可靠、精度更高)]Easeofdesign,Flexibility,andFunctionality(易于设计,灵活性和功能性)Programmability[可编程性(具有“智能”)]Speed,Economy,andSteadilyAdvancingTechnology(快速、经济性、稳步发展的技术)DigitalLogicDesignandApplication(数字逻辑设计及应用)111.2AnalogversusDigital(模拟与数字)DevelopmentofDigitalElectronicAspects(数字电子技术的发展)VacuumTube,Transistor,andIntegratedCircuit[电子管、晶体管、集成电路(IC)]Large-Scale/VeryLarge-ScaleIntegration[大∕超大规模集成电路(LSI/VLSI)]ApplicationsofDigitalElectronicAspects(数字电子技术的应用)(P3-4)DigitalLogicDesignandApplication(数字逻辑设计及应用)121.3DigitalDevices(数字器件)Gates(门电路):——Themostbasicdigitaldevices(ANDGate,ORGate,andNOTGateorInverter)[最基本的数字器件(与、或、非门或反相器]Flip-flops(触发器):——Adevicethatstoreseither0or1(一种能存储0或1的器件)P7Figure1-1DigitalLogicDesignandApplication(数字逻辑设计及应用)131.3DigitalDevices(数字器件)Figure1-1DigitalDevices(a)ANDGate(b)ORGate(c)NOTGateorInverter0000101001110000111011110110(a)(c)(b)DigitalLogicDesignandApplication(数字逻辑设计及应用)141.4ElectronicAspectsofDigitalDesign(数字设计的电子技术)HowtorealizeLogic0and1inaRealcircuit?(逻辑上的0和1在物理上如何实现?)Whatistherangeofanalogvaluewitheachlogicvalue(0or1)[什么电平范围对应逻辑0(或1)?]Howtoproduceandfigureoutthesignalinaproperrange?(如何正确产生和识别处于适当范围的信号?)TheassociationbetweenDigitalandAnalog(数字与模拟之间的关系)DigitalLogicDesignandApplication(数字逻辑设计及应用)151.5SoftwareAspectsofDigitalDesign(数字设计的软件技术)Softwaretoolshelptoimprovethedesigner’sproductivity,thecorrectnessandqualitydesigns.SeveralSoftwareTools(软件工具有助于提高设计的效率、正确性和质量。)(几种软件工具P9)Pspise,multisim,电路仿真MaxPlus,QuatusII,VHDL仿真protel,powerPCB,制版软件DigitalLogicDesignandApplication(数字逻辑设计及应用)161.6IntegratedCircuits(集成电路,IC)Wafer(单晶硅片)-》Die(模片)DigitalLogicDesignandApplication(数字逻辑设计及应用)171.6IntegratedCircuits(集成电路,IC)Wafer(单晶硅片)-》Die(模片)DualIn-line-pinPackage(DIP,双列直插式封装)(P13)DigitalLogicDesignandApplication(数字逻辑设计及应用)0.30.1引脚1引脚14引脚80.30.1引脚1引脚20引脚110.60.1引脚1引脚28引脚15181.6IntegratedCircuits(集成电路,IC)Wafer(单晶硅片)-》Die(模片)DualIn-line-pinPackage(DIP,双列直插式封装)(P13)Small-ScaleIntegration(SSI,小规模集成):1-20GatesMedium-ScaleIntegration(MSI,中规模集成):20-200GatesLarge-ScaleIntegration(LSI,大规模集成):200-200,000GatesVeryLarge-ScaleIntegration(VLSI,超大规模集成):Over1,000,000TransistorsDigitalLogicDesignandApplication(数字逻辑设计及应用)19DigitalLogicDesignandApplication(数字逻辑设计及应用)几种7400系列SSIIC的引脚图7400VCC1413121110981234567GND7402VCC1413121110981234567GND7404VCC1413121110981234567GND7408VCC1413121110981234567GND7410VCC1413121110981234567GND7411VCC1413121110981234567GND7420VCC1413121110981234567GND7421VCC1413121110981234567GND7430VCC1413121110981234567GND7432VCC1413121110981234567GND201.7ProgrammableLogicDevices(可编程逻辑器件)ProgrammableLogicArray(PLA,可编程逻辑阵列)ProgrammableArrayLogic(PAL,可编程阵列逻辑)ProgrammableLogicDevice(PLD,可编程逻辑器件)ComplexPLD(CPLD,复杂可编程逻辑器件)Field-ProgrammableGateArray(FPGA,现场可编程门阵列)DigitalLogicDesignandApplication(数字逻辑设计及应用)211.7ProgrammableLogicDevices(可编程逻辑器件)大型可编程逻辑元件的扩展方法DigitalLogicDesignandApplication(数字逻辑设计及应用)PLD=PLDPLDPLDPLDPLDPLDPLD可编程互连逻辑块221.8Application-SpecificICs[专用集成电路(ASIC)]Semi-CustomIC(半定制IC)Non-RecurringEngineering(NRE)Cost(非再现工程成本):$10,000-$500,000CustomIC(全定制IC)NRECost:Over$500,000DigitalLogicDesignandApplication(数字逻辑设计及应用)231.9Printed-CircuitBoards(PCB,印制电路板)Printed-WiringBoards(PWB,印制线路板)Surface-MountTechnology(SMT,表面安装技术)Multi-ChipModule(MCM,多芯片模块)DigitalLogicDesignandApplication(数字逻辑设计及应用)241.10DigitalDesignLevels(数字设计层次)De
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