数字逻辑与数字系统 课程教学大纲
课程编码: JS010076
课程名称（中文）：数字逻辑与数字系统
课程名称（英文）：Digital Logic and Digital System 先修课程：电路与电子学、程序设计基础
总学时：64 （授课学时：48 上机学时：0 实验学时：16） 一、 课程的性质和任务：
本课程是电子类、计算机类等多个工科专业必修的专业基础课，是一门实践性很强的课程。其任务在于研究数字逻辑电路的基本概念、基本理论和电路的分析与设计方法，为后续课程提供必要的理论基础，并为学生毕业后从事日新月异发展的数字电子科学技术提供一定的适应能力与基础。 二、课程教学内容的基本要求、重点和难点及学时分配 1．数字电路基础（4学时）
基本要求：通过学习，使学生了解数字技术的发展及应用状况，掌握数制，码制，基本逻辑运算;了解逻辑代数的基本定律和基本规则，基本掌握逻辑函数的表示方法及其相互转换，了解逻辑函数的公式化简方法。
重点与难点：常用数制及其相互转换，常用码制 2.可编程逻辑器件 （1学时）
基本要求：通过学习，使学生了解可编程逻辑器件的结构、原理和使用。 重点与难点：可编程逻辑器件的使用方法
3．硬件描述语言基础和EDA设计流程及其工具（4学时）
基本要求：通过学习，使学生理解掌握硬件描述语言的基本语法特点、模块结构和基本的建模方法。掌握EDA设计流程及其工具，熟悉常用的EDA软件.
重点与难点：硬件描述语言的模块结构和基本的建模方法 4. 组合逻辑电路 （18学时）
基本要求：通过学习，使学生掌握组合逻辑电路的分析、组合逻辑电路的设计，了解组合电路中的竞争和冒险现象; 掌握常用组合模块电路，如编码器、译码器、数据选择器、数据分配器、数据比较器、加法器等）的组成原理、功能、使用方法和应用。
重点与难点：组合逻辑电路的分析和和基于HDL语言的设计方法; 常用组合模块电路的功能和使用 5. 触发器 （4学时）
基本要求：通过学习，使学生掌握RS触发器组成原理、了解JK触发器和D触发器的组成原理、了解状态图（表）及特性方程，掌握边沿D触发器的HDL设计实现方法。
重点与难点：触发器存储逻辑0、1的原理，D边沿触发器的HDL语言实现 6. 时序逻辑电路 （14学时）
基本要求：通过学习，使学生了解同步、异步时序逻辑电路的概念，了解同步时序逻辑电路的分析和设计，掌握基于HDL的时序电路的设计。
重点与难点：基于HDL的时序电路的分析设计方法 7. 简单数字系统的设计（2学时）
基本要求：通过学习，使学生掌握基于HDL语言的简单的数字系统的设计方法。
重点与难点：基于HDL语言的数字系统的设计方法 8. A/D和D/A转换 （1学时）
基本要求：通过学习，使学生了解D/A和A/D转换器的工作原理、性能指标和使用方法
重点与难点：D/A和A/D转换器的主要性能指标和使用方法 10．实验教学（16学时）
实验教学基本要求：通过实验，使学生能够更深入地理解组合逻辑电路、时序逻辑电路的工作原理和逻辑功能。
重点与难点：计数器实验,移位寄存器及其应用。
实验名称、内容与学时分配表
序号 实验名称 实验内容 测试与非门及与非门组成的其它逻辑门电路的功能（基于分立元件） 用HDL语言设计3/8译码器并验证应用 用HDL语言设计各种功能触发器并测试逻辑功能 用HDL语言设计计数器并测试应用 用HDL语言设计一个简易的数字系统 学时 2 2 2 4 6 1 基本逻辑门电路功能测试 2 译码器及其应用 3 触发器、移位寄存器的设计和应用 4 计数器的设计和应用 5 数字系统的设计 三、能力培养要求
根据上述的教学基本要求，学生在学完本课程后，应具备以下能力： (1)掌握数字电路中数的概念和逻辑代数的化简方法； (2)掌握各种组合逻辑电路的原理及HDL实现方法； (3)了解组合逻辑电路中的竞争冒险；
(4)理解各触发器的应用方法，掌握边沿D触发器的使用和HDL实现； (5)掌握简单数字系统的HDL设计方法。
四、建议教材与参考书目： 1、建议教材
《数字逻辑基础与Verilog硬件描述语言》 贾熹滨 王秀娟等 清华大学出版社，2012-8
《数字电路》第三版 贾立新主编，电子工业出版社， 2017-4 2、参考书目
《EDA技术实用教程》第五版，科学出版社，潘松、黄继业编著 2013年 五、考核形式与成绩构成 1、考核形式
本课程是考试课，考核包括平时（作业+考勤）、实验、期末等环节，期末考核采用闭卷笔试。 2、成绩构成
成绩构成参考模板
成绩组成 平时成绩 实验（上机） 期末考试 合计 考核/评价环节 作业 考勤 比重 10% 10% 20% 60% 100% 考核/评价细则 ≥5次 ≥三分之一总学时
六、有关说明
本课程是一门应用性较强的专业基础课，必须注重理论结合实际。在实验课中，除了基本的验证性实验，大部分实验是基于HDL的设计型实验。
七、课程建设及改革摘要
本着培养学生的科学思想、科学方法、科学态度和科学精神的出发点，通过深入研究和分析国内外一些著名高校的数字逻辑课程体系和开设情况，借鉴其先进经验，紧密跟踪微电子技术和计算机技术的最新发展，结合数字逻辑的基本理论，设计了一个系统的、先进的数字逻辑课程教学体系。总体思路是，教学内容上数字逻辑的基本理论与电子设计自动化方法并重，简单介绍手工设计，重点侧重自动化设计方法。即：一方面应保持数字电路内容的完整性和理论的系统性，介绍数字逻辑的基本知识、理论和方法，数字逻辑电路基本器件的结构、原理和功能；另一方面摈弃那些过时的、无用的知识和技术(如卡诺图逻辑化简和相应的手工设计技术)，注重器件和电路的实际应用，引入HDL和EDA技术等新的知识，介绍基于这些新技术的数字电路的分析方法和设计方法。 采用了一种全新的实验教学模式，即利用HDL和EDA工具，先在计算机上进
行设计、修改和仿真，然后将设计下载到实验台上的PLD芯片中，进一步验证设计的正确性。通过一系列有针对性的实验，加深学生对数字逻辑基本知识的理解，培养学生掌握数字电路和数字系统的设计方法。
教学方法上采用混合式教学、翻转课堂、讲授教学法、实验教学法、案例教学法、指导自学法等，教学手段上采用慕课、多媒体、小黑板、实物展示等。
编 写 人：尤宝山 申斌 汪美霞 张振宝 王琳
审 核 人：秦英林
批 准 人：马宏伟
编写日期：2018年4 月28 日
孙玮
JS010076-数字逻辑与数字系统-课程教学大纲
