数字逻辑设计第六章(4)

数字逻辑简单课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握数字逻辑的基本概念和基本方法，培养学生分析和解决数字逻辑问题的能力。

具体来说，知识目标包括：掌握数字逻辑的基本概念，如逻辑门、逻辑电路、逻辑函数等；了解数字逻辑的基本运算，如与、或、非、异或等；理解数字逻辑电路的设计方法和步骤。

技能目标包括：能够运用数字逻辑的基本概念和运算方法分析和解决简单的数字逻辑问题；能够设计简单的数字逻辑电路，并进行仿真实验。

情感态度价值观目标包括：培养学生的团队合作意识和科学探究精神，使学生认识到数字逻辑在现代科技领域中的重要地位和作用。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括数字逻辑的基本概念、基本运算和电路设计方法。

具体来说，教学大纲安排如下：第1章：数字逻辑概述，介绍数字逻辑的基本概念和特点，理解数字逻辑与模拟逻辑的区别。

第2章：逻辑门，学习逻辑门的种类和性质，掌握逻辑门的符号表示和真值表。

第3章：逻辑电路，了解逻辑电路的组成和功能，学习逻辑电路的设计方法和步骤。

第4章：逻辑函数，掌握逻辑函数的定义和性质，学习逻辑函数的化简方法。

第5章：数字逻辑电路实例，分析常见的数字逻辑电路，如加法器、译码器、触发器等。

第6章：数字逻辑电路仿真实验，通过仿真软件进行数字逻辑电路的设计和实验。

三、教学方法为了实现本课程的教学目标，我们将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

在教学过程中，我们将注重理论与实践相结合，通过生动的案例分析和实验操作，激发学生的学习兴趣和主动性。

同时，我们将鼓励学生积极参与课堂讨论，培养学生的团队合作意识和科学探究精神。

四、教学资源为了保证本课程的顺利进行，我们将准备丰富的教学资源，包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。

教材方面，我们将采用《数字逻辑》作为主教材，同时推荐《数字逻辑电路》等参考书供学生自主学习。

多媒体资料方面，我们将收集与课程相关的视频、动画和图片等，以直观地展示逻辑电路的工作原理和设计过程。

《数字逻辑教案》word版第一章：数字逻辑基础1.1 数字逻辑概述介绍数字逻辑的基本概念和特点解释数字逻辑在计算机科学中的应用1.2 逻辑门介绍逻辑门的定义和功能详细介绍与门、或门、非门、异或门等基本逻辑门1.3 逻辑函数解释逻辑函数的概念和作用介绍逻辑函数的表示方法，如真值表和逻辑表达式第二章：数字逻辑电路2.1 逻辑电路概述介绍逻辑电路的基本概念和组成解释逻辑电路的功能和工作原理2.2 逻辑电路的组合介绍逻辑电路的组合方式和连接方法解释组合逻辑电路的输出特点2.3 逻辑电路的时序介绍逻辑电路的时序概念和重要性详细介绍触发器、计数器等时序逻辑电路第三章：数字逻辑设计3.1 数字逻辑设计概述介绍数字逻辑设计的目标和方法解释数字逻辑设计的重要性和应用3.2 组合逻辑设计介绍组合逻辑设计的基本方法和步骤举例说明组合逻辑电路的设计实例3.3 时序逻辑设计介绍时序逻辑设计的基本方法和步骤举例说明时序逻辑电路的设计实例第四章：数字逻辑仿真4.1 数字逻辑仿真概述介绍数字逻辑仿真的概念和作用解释数字逻辑仿真的方法和工具4.2 组合逻辑仿真介绍组合逻辑仿真的方法和步骤使用仿真工具进行组合逻辑电路的仿真实验4.3 时序逻辑仿真介绍时序逻辑仿真的方法和步骤使用仿真工具进行时序逻辑电路的仿真实验第五章：数字逻辑应用5.1 数字逻辑应用概述介绍数字逻辑应用的领域和实例解释数字逻辑在计算机硬件、通信系统等领域的应用5.2 数字逻辑在计算机硬件中的应用介绍数字逻辑在中央处理器、存储器等计算机硬件部件中的应用解释数字逻辑在计算机指令执行、数据处理等方面的作用5.3 数字逻辑在通信系统中的应用介绍数字逻辑在通信系统中的应用实例，如编码器、解码器、调制器等解释数字逻辑在信号处理、数据传输等方面的作用第六章：数字逻辑与计算机基础6.1 计算机基础概述介绍计算机的基本组成和原理解释计算机硬件和软件的关系6.2 计算机的数字逻辑核心讲解CPU内部的数字逻辑结构详细介绍寄存器、运算器、控制单元等关键部件6.3 计算机的指令系统解释指令系统的作用和组成介绍机器指令和汇编指令的概念第七章：数字逻辑与数字电路设计7.1 数字电路设计基础介绍数字电路设计的基本流程解释数字电路设计中的关键概念，如时钟频率、功耗等7.2 数字电路设计实例分析简单的数字电路设计案例讲解设计过程中的逻辑判断和优化7.3 数字电路设计工具与软件介绍常见的数字电路设计工具和软件解释这些工具和软件在设计过程中的作用第八章：数字逻辑与数字系统测试8.1 数字系统测试概述讲解数字系统测试的目的和方法解释测试在保证数字系统可靠性中的重要性8.2 数字逻辑测试技术介绍逻辑测试的基本方法和策略讲解测试向量和测试结果分析的过程8.3 故障诊断与容错设计解释数字系统中的故障类型和影响介绍故障诊断方法和容错设计策略第九章：数字逻辑在现代技术中的应用9.1 数字逻辑与现代通信技术讲解数字逻辑在现代通信技术中的应用介绍数字调制、信息编码等通信技术9.2 数字逻辑在物联网技术中的应用解释数字逻辑在物联网中的关键作用分析物联网设备中的数字逻辑结构和功能9.3 数字逻辑在领域的应用讲述数字逻辑在领域的应用实例介绍逻辑推理、神经网络等技术中的数字逻辑基础第十章：数字逻辑的未来发展10.1 数字逻辑技术的发展趋势分析数字逻辑技术的未来发展方向讲解新型数字逻辑器件和系统的特点10.2 量子逻辑与量子计算介绍量子逻辑与传统数字逻辑的区别讲解量子计算中的逻辑结构和运算规则10.3 数字逻辑教育的挑战与机遇分析数字逻辑教育面临的挑战讲述数字逻辑教育对培养计算机科学人才的重要性重点和难点解析重点环节一：逻辑门的概念和功能逻辑门是数字逻辑电路的基本构建块，包括与门、或门、非门、异或门等。

数字逻辑设计及应用知识要点及习题解析电子科技大学数字逻辑设计及应用课程组编写前言根据教育部高等学校电子信息科学与电气信息类基础课程教学指导分委员会2009年12月修订的“数字电子技术基础”和“数字电路与逻辑设计”课程教学基本要求和电子科技大学数字逻辑设计及应用课程教学大纲的要求，参照目前高校普遍使用的主流教材，我们课程组的部分教师参加编写了这本习题集。

通过对知识要点的概念和习题的讲解分析，帮助读者了解和掌握课程的重点、难点，提高分析问题和解决问题的能力。

全书按照通行教材的重点章节安排，每章分为：1.知识要点2.典型例题解析3.习题4.习题解答四个部分，总结每一章的知识要点，对典型例题进行解析，并对书后的习题进行详尽的分析和解答。

在编写过程中，注意了以下几点：1.根据教学基本要求，对教材各章的知识要点进行明确细致的归纳，在归纳中要特别注重各知识点之间的层次和关联，并对它们的应用和实践要求作出明确的提示，以保证教师在教学中和学生在学习中都能做到心中有数和准确把握。

2.根据知识要点的要求，巩固和加深对基本内容、基本概念、基本方法的理解和运用，建立清晰的解题思路，提高解题的能力和技巧，选择相关的基础型、概念型、实用型、逻辑技巧型和综合应用型的题目作为典型例题，进行题意分析，找出解题思路；对某些例题中的常见错误进行谬误分析，对某些技巧性的例题进行解题技巧分析。

3.习题采用“数字逻辑设计及运用”（姜书艳主编）教材中的部分习题并对其补充，同时在“数字设计原理与实践”（John F. Wakerly）、“数字电子技术基础”（阎石主编）等教材中选择实用型、逻辑技巧型和综合应用型的的题目作为补充。

4.习题解答与习题分开列出。

习题解答不仅仅是拘泥于答案的给出，而且要结合数字电路的特点，对于易错、常错、重点与难点的习题，结合学生在作业中常犯的错误、难懂的问题有针对性地给予详略得当的点拨，同时注意解题方法的指导，以达到启发思维，培养能力的目的。

数字逻辑设计数字逻辑设计是一门探讨数字系统设计和数字电路实现的学科。

数字逻辑设计是计算机工程师的基础知识之一，它涉及数字电路中的逻辑门、触发器、寄存器以及计数器等组件的设计和实现。

在现代科技高度发达的背景下，数字逻辑设计的重要性日益凸显。

数字逻辑设计的基本原理是利用二进制数制来表达数字信息，通过逻辑门的组合和连接，实现对数字信号的处理和控制。

在数字系统中，逻辑门包括与门、或门、非门、异或门等，它们是数字电路的基本构建模块。

通过逻辑门的组合，可以实现各种逻辑功能，例如加法、减法、乘法、除法等。

数字逻辑设计也包括时序逻辑的设计，如触发器、寄存器、计数器等，它们能够存储和处理数字信号，并实现诸如时序逻辑、状态机等功能。

数字逻辑设计的应用广泛，涵盖了各个领域。

在计算机领域，数字逻辑设计是计算机硬件系统的基础，包括中央处理器、存储器、输入输出接口等的设计和实现。

在通信领域，数字逻辑设计被应用于数字通信系统中，包括调制解调器、编解码器等的设计。

在工业控制领域，数字逻辑设计可以实现自动控制系统，提高生产效率。

在消费电子产品中，数字逻辑设计也被广泛应用，如手机、平板电脑、数码相机等设备，都离不开数字逻辑设计的支持。

在数字逻辑设计中，要注重设计的效率和可靠性。

设计过程中需要考虑系统的性能、功耗、面积等方面的要求，以及系统的稳定性和可靠性。

数字逻辑设计师需要具备扎实的逻辑思维能力和数学功底，熟悉常用的数字逻辑设计工具和技术，能够灵活运用各种逻辑门和触发器设计复杂的数字系统。

总的来说，数字逻辑设计是一门重要的学科，它在现代科技发展中起着关键作用。

掌握数字逻辑设计的基本原理和方法，有助于培养学生的逻辑思维能力和创新能力，为他们未来的学习和工作打下良好的基础。

希望本文能够帮助读者更好地了解数字逻辑设计的基本概念和应用领域。

第六章 采用中、大规模集成电路的逻辑设计 教学重点：在了解典型中、大规模集成电路逻辑功能的基础上，掌握现代逻辑设计的方向。

教学难点：采用双向移位寄存器设计的计数器的“模”的概念。

6．1二进制并行加法器(四位超前进位加法器74283)介绍能提高运算速度的四位超前进位加法器74283。

对于这些集成电路，主要是掌握它的外部功能，以便设计成其它逻辑电路。

对内部逻辑电路只作一般了解。

四位超前进位加法器74283是中规模集成电路的组合逻辑部件。

74283引脚较少，输入端为被加数和加数共8个，另一个从低位来的进位端1个。

输出端5个，其中4个为和数端，1个为向高位的进位端。

这两个进位端可用来扩展容量。

功能：对被加数和加数作二进制数的加法运算，运算结果为二进制数，亦可看成代码。

例6.1 用四位二进制加法器74283设计一个四位加法/减法器。

●逻辑符号内的引脚符号与外部电路的输入到引脚的信号要加以区别。

设计思路：两数做加法时，信号直接加到引脚；做减法时先把减数连同符号位按位求反，同时从低位来的进位端置1，即变成补码信号后再加到引脚，把减法转化为加法。

设计方法：在加数的每个引脚端前接一个异或门输出端，异或门的两个输入端一个接加数或减数的输入信号，另一个接加、减法控制信号，低位来的进位端连接这控制端。

当控制端信号为1时，输入信号通过异或门后变反，故作减法运算；当控制端信号为0时，输入信号通过异或门后不变，故作加法运算。

所设计的逻辑电路图见P196图6.3。

例6.2 用四位二进制加法器74283设计一个将8421BCD 码转换成余3码的代码转换电路。

设计思路和方法：余3码是从8421BCD 码加3后实现的，故在被加数端接入8421BCD 码信号后，可直接在加数信号输入端接0011信号即可。

这时和数输出端就输出余3码。

●注意：从低位来的进位端应置0，不能悬空(因悬空的效果是高电平1)。

所设计的逻辑电路图见P196图6.4。

第六章时序逻辑电路1 ：构成一个五进制的计数器至少需要（）个触发器A：5B：4C：3D：2您选择的答案: 正确答案: C知识点：n个触发器可构成一个不大于2n进制的计数器。

A -————-————-——-——--——------——--——----——--———-——-—-———————--—-—————-——--————-—2 ：构成一个能存储五位二值代码的寄存器至少需要（）个触发器A:5B：4C:3D：2您选择的答案：正确答案： A知识点：一个触发器能储存1位二值代码,所以用n个触发器组成的寄存器能储存n位二值代码。

—-————-—---—---—-—-——--—-—-—----————---—---———--—---—--——---—-------—-——--——3 : 移位寄存器不具有的功能是（）A:数据存储B：数据运算C：构成计数器D:构成译码器您选择的答案: 正确答案: D知识点：移位寄存器不仅可以存储代码,还可以实现数据的串行—并行转换、数值的运算、数据处理及构成计数器。

-—-—————---—--——--—-——---——-———-—--—---——---————-————-----——-—--—-————--————4 ：下列说法不正确的是（）A:时序电路与组合电路具有不同的特点,因此其分析方法和设计方法也不同B:时序电路任意时刻的状态和输出均可表示为输入变量和电路原来状态的逻辑函数C:用包含输出与输入逻辑关系的函数式不可以完整地描述时序电路的逻辑功能D:用包含输出与输入逻辑关系的函数式可以完整地描述时序电路的逻辑功能您选择的答案：正确答案： D知识点：时序逻辑电路的逻辑关系需用三个方程即输出方程、驱动方程及状态方程来描述。

——---—-——-—————--—-——----—---—-—---—-——--—-—------————-——--——--———--—-------5 : 下列说法正确的是（ )A:时序逻辑电路某一时刻的电路状态仅取决于电路该时刻的输入信号B：时序逻辑电路某一时刻的电路状态仅取决于电路进入该时刻前所处的状态C:时序逻辑电路某一时刻的电路状态不仅取决于当时的输入信号,还取决于电路原来的状态D:时序逻辑电路通常包含组合电路和存储电路两个组成部分，其中组合电路是必不可少的您选择的答案: 正确答案： C知识点:时序逻辑电路的特点：时序逻辑电路中，任意时刻的输出不仅取决于该时刻的输入,还取决于电路原来的状态.时序逻辑电路通常包含组合电路和存储电路两个组成部分，其中存储电路是必不可少的。

数字逻辑设计课本数字逻辑设计课本「篇一」参考书（华中科技大学康华光主编第五版）第一章数字逻辑理论1.1掌握占空比的概念（04年第九题提到占空比）。

1.2掌握二进制，八进制，十进制，十六进制的相互转换关系和各自的概念，以及二进制的优点。

另外熟悉串行和并行两种传输方式，后面学到组合逻辑电路的时候可能会出把串行电路变成并行电路的题，1.3另外二进制加法和减法的运算以及原码。

反码和补码的变换，以及带符号减法运算两种方式。

后面设计加法器和减法器的时候可能会涉及到，1.4编码的那一块掌握8421码5421码2421码，能写出来，记得一年的真题中写到了要写出来这几个码，所以要掌握他们的形式，另外要知道什么是有权码，什么是无权码另外就是重点要掌握格雷码的性质和特点，并且能写出从0到15各自的格雷码形式，这是一年的考题！1.5掌握与或非三种基本的逻辑运算和符号表示，另外就是会用开关法表示与或的关系，有一年的考题三分就是这些简单的内容，而且重复会出现。

另外就是掌握与非，或非，异或，同或之间的关系和符号表示方法。

这是基础，1．6了解逻辑函数的表示方法，不用特别的看，明白即可！提到哪种方式要知道，会表示。

这一章一般都是考概念的题，不过他也是后面要学习的许多东西的基础。

掌握了才能更明白后面的一些东西，下面把考题写下，20xx 第八题第四个，20xx年第八题第一个05年的第八题第一个，06年第八题第一个08年第八题第一个07年第八题第一个第三个。

第二章2.1 掌握逻辑代数的基本形式和基本定律。

，和三个基本规则，带入规则，反演规则和对偶规则。

逻辑代数的化简方法这个重点看自己掌握程度吧，第二节就是讲的是卡诺图的化简方法，2.2卡诺图的化简方法要重点掌握，因为到后来时序逻辑电路设计的时候用的很多，所以2.1和2.2要做适量的题目，并且要多看几遍，增强印象，另外卡诺图的化简，书上只涉及到2个变量，3个变量，4个变量，你可以参考其他书，还有5个6个变量的情况一般不会出现，因为我没有看过，而且做每年的真题，也没有遇到变量很多的情况。