课程名称:CPLD原理及应用 课程编码:7001501 课程学分:2学分 课程学时:32学时
适用专业:自动化、电气工程及其自动化(7201001)
《CPLD原理及应用》
CPLD Technology and Application
教学大纲
一、课程性质与任务
本课程是自动化系的专业选修课程。
本课程的教学目的是使同学们能够掌握复杂可编程器件(complex programmable logic devices, CPLD)的原理和应用,基于原理图编辑和硬件描述语言(very high speed integrated circuit hardware description language, VHDL),能设计简单的数字逻辑电路。通过本课程的学习应使学生掌握CPLD的基本结构及工作原理,MAX7000S系列器件的功能、特点,在线编程技术,掌握CPLD在数字控制系统中的设计方法,能够熟练应用CPLD开发工具MAX&PLUSⅡ。 二、课程内容及要求
1、课程内容
设计软件MAX&PLUSII 应用, 图像输入和 VHDL输入, 设计项目的编译与综合, 设计项目的仿真,组合逻辑设计, 时序逻辑设计,波形设计, 器件编程及下载等。 2、 课程要求
要求学生掌握的部分有:CPLD基础知识,MAX7000系列器件技术规范,图形编辑语言和VHDL语言的基本设计方法,熟练使用MAX&PLUSII进行逻辑电路的设计,完成设计输入、设计综合、结果仿真及器件编程与下载。 理解的部分有:CPLD在数字控制系统中的设计方法。 了解的部分有:大规模逻辑电路的CPLD设计方法。
三、本课程与其它相关课程的联系与分工
本课程的先修课程为模拟电子技术、 数字电子技术。要求学生对该课程的基础知识、基本概念牢固掌握,尤其对触发器、译码器等逻辑门电路知识要熟练掌握,对信号处理电路要有一定了解。 四、课程各教学环节和各篇章(节)学时分配
1、本课程共32学时,其中授课为20学时,实验为12学时 章 节 内 容 第1章 数字电路硬件设计概述 1.1 基本介绍 1.2 数字电路基本知识 1.3 理论与实际 第2章 CPLD概述及其实现技术 2.1 晶体管开关 2.2 7400系列标准芯片 2.3 可编程阵列逻辑 2.4 复杂可编程逻辑器件 2.5 现场可编程门阵列 2.6 可编程器件的实现细节 第3章 MAX&PLUSⅡ介绍 3.1 概述 3.2 设计过程 3.3 逻辑设计的输入方式 3.4 设计项目的编译与综合 3.5 设计项目的仿真 3.6 波形分析 3.7 器件编程及下载 第4 章 硬件描述语言VHDL 4.1 概述 4.2 VHDL的基本元素 4.3 VHDL设计的基本结构 4.4 设计实例及风格 第5章 设计实例讲解 5.1 组合逻辑设计实例 5.2 时序逻辑设计实例 5.3 CPLD在数字控制系统中的应用 总计
2、实践性教学内容的安排与要求
实践形式:实验共6次,12学时, 具体安排建议如下: 1) 简单组合逻辑设计 2) 数码管扫描电路
3) 计数器电路设计 4) 波形发生器
5) 全功能计数器地址译码器
学时 2 4 4 6 4 20 备 注 基本要求:实验前要写预习报告,实验后要按时交实验报告。 3、本课程在课外练习方面的要求 作业形式:课后作业。 作业量(学时):
第1~5章 课后作业 2学时 设计实例 大作业 1学时
作业要求:按时独立完成,书写工整,程序完整简洁,制图规范。 注:课外上机学时24。
五、本课程在使用现代化教学手段方面的要求 采用计算机多媒体教学。 六、教材及参考书:
教材:
边计年 薛宏熙 吴强译,《数字逻辑与VHDL设计》清华大学出版社,2005年 参考书:
(1)宋万杰 罗丰 吴顺君编,《CPLD技术及应用》 西安电子科技大学出版社,
1999年
(2)廖裕评 陆瑞强编,《CPLD数字电路设计》 清华大学出版社,2001年 七、本课程成绩的考察方法及评定标准:
总评成绩以百分制计算,考核形式为随堂测验或上机编程验收,占总成绩的50?,平时作业、实验占总成绩的50?。 八、其它问题的说明
开课单位:机电工程学院自动化系。
大纲撰写人:周京华 大纲审阅人:陈亚爱 学科负责人:徐继宁 学院负责人:孙启国
制定(修订)日期:2013年3月
课程名称CPLD原理和应用
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