数字逻辑与数字系统教学大纲(理论)李冶

《数字逻辑》教学大纲一、基本信息二、课程描述本课程为专业限定选修课，主要面向计算机科学与技术、网络工程、软件工程、信息安全等专业本科低年级学生。

主要目的是使学生掌握数字逻辑电路的基本概念和分析、设计方法，作为专业前导课程，为以后的专业核心课程《计算机组成结构》及其他硬件类课程《微机原理和接口技术》、《嵌入式系统开发技术》等的学习打下良好的基础。

本课程是为缺少电路原理、模拟电子技术等先修课程的计算机与信息学科偏软类专业开设，其要求和难度略低于电子信息学科偏硬类专业，通过该课程的学习使学生掌握数字逻辑电路的应用和发展及逻辑代数等基本知识，重点掌握组合逻辑电路和同步时序逻辑电路的分析和设计等基本方法，使学生具有一定的数字逻辑电路设计能力。

另外，使学生了解可编程逻辑器件和现代数字系统设计方法，初步掌握运用EDA工具及硬件描述语言进行简单数字逻辑设计，紧跟市场和技术前沿。

三、教学目标通过本课程的理论教学和相关实验训练，使学生具备如下能力：1、掌握基本的逻辑代数知识，能够运用物理知识理解二极管、三极管、集成逻辑门和可编程逻辑器件的基本原理。

2、能够运用逻辑代数方法表达、求解和优化实际数字电路问题，3、能够分析小规模、中规模组合逻辑电路和时序逻辑电路，掌握各种逻辑门、基本触发器、中规模集成器件的功能及基本应用。

4、能够利用逻辑门、基本触发器、中规模集成器件和可编程逻辑器件设计一定功能的组合逻辑电路和时序逻辑电路，并进行优化。

5、能够应用专业EDA软件设计一定功能的数字系统，并能进行仿真和验证。

四、课程目标对毕业要求的支撑五、教学内容第1章绪论（支撑课程目标1）重点内容：数制和编码的概念，各种不同数制间的转换方法，二进制的运算及原、反、补码数的表示及转换，二-十进制代码（BCD代码）。

难点内容：建立模拟信号和数字信号的概念，二进制的运算及原、反、补码数的表示。

教学内容：掌握数制及其转换，编码的概念，了解常用码的一些应用，熟悉数字编码的转换。

“数字逻辑与数字系统”课程教学理念摘要本文在作者多年讲授“数字逻辑与数字系统”课程的基础上，总结了对本课程的看法及在实践中遇到、经历的一些实际问题（包括对兄弟院校的调研），对于此课程的教学特点及对其产生影响的各个方面做了小结，并提出了在实践中证明切实可行的一些做法与经验，故本文是站在一个更高的层次上对相关课程教学的一种探讨，而不是对某一教学内容细节的讨论，作者曾就本课题在2006年“全国高校计算机专业硬件课程教学研讨会”（2006年4月21-23日在清华大学召开）上作大会重点发言，博得第一线教师们的同感，并获一致好评。

关键词数字逻辑与数字系统基础核心实验1 定位为基础核心课程“数字逻辑与数字系统”课程是计算机科学与技术专业及相关专业的基础核心课程，首先定位要明确，对于刚入校的低年级学生来讲，教师一定要有打好其扎实基础的信心、责任与方法，教师不仅要有教好本课程的责任，还要有引导学生入门计算机科学与技术专业的方法与责任，故教人者同时兼顾着指引学习者进大门（计算机学科）与入小门（数字逻辑与数字系统）的责任。

（1）对不同的学校、专业来说，无论是硬件、软件、应用或其他相关专业，各校有自身的基础、底蕴，故对各专业的分类，要求会有所偏重，但“基础”、“核心”应该不可动摇。

（2）无论是本科、专科，还是其他层次类型的学校（公办、民办、独立学院、自考、函授、高职院校）都应重视本基础核心课程的教学。

对“数字电路与数字系统”，教育部在各类相关的教学大纲中均规定为必开课程（其重要性在此也不必多说）。

2 领导的重视程度各高校计算机院、系领导安排此课程的相对重视程度至关重要。

（1）主讲教师、助教、实验课技师要安排精兵强将。

我们可比喻上课效果按下棋的段位来分，教授上课未必是九段，讲师也可以是九段。

即要由那些课上得棒并且有责任心的人员进行教学。

（2）有较稳定的教学、研究小组。

现在较普遍的问题是有些教师搞科研或因其他原因，常常出差，出现换、停课次数较多的现象，必然影响教学效果。

《数字逻辑与数字系统》教学大纲一、使用说明（一）课程性质《数字逻辑与数字系统》是计算机科学与技术专业的一门专业基础课。

（二）教学目的通过本课程的学习，可以使学生熟悉数制与编码,逻辑函数及其化简,集成逻辑部件,中大规模集成组合逻辑构件。

掌握组合逻辑电路分析和设计，同步时序逻辑电路分析和设计，异步时序逻辑电路分析和设计；中规模集成时序逻辑电路分析和设计。

了解可编程逻辑器件，数字系统设计，数字系统的基本算法与逻辑电路实现，VHDL语言描述数字系统。

为专业课的学习打下坚实的基础。

（三）教学时数本课程理论部分总授课时数为68课时。

（四）教学方法理论联系实际，课堂讲授。

（五）面向专业计算机科学与技术专业。

二、教学内容第一章数制与编码（一）教学目的与要求通过本章学习使学生掌握数制的表示及转换，二进制数的算术运算,二进制码，原码、补码、反码。

（二）教学内容模拟信号，数字信号，数制的表示及转换，二进制数的算术运算,二进制码，原码、补码、反码。

重点与难点：数制，二进制码，逻辑运算，逻辑代数的基本定律和规则，逻辑函数的化简。

第一节进位计数制1、十进制数的表示2、二进制数的表示3、其它进制数的表示第二节数制转换1、二进制数与十进制数的转换2、二进制数与八进制数、十六进制数的转换第三节带符号数的代码表示1、真值与机器数2、原码3、反码4、补码5、机器数的加、减运算6、十进制数的补数第四节码制和字符的代码表示1、码制2、可靠性编码3、字符代码（三）教学方法与形式课堂讲授。

（四）教学时数2课时。

第二章逻辑代数与逻辑函数（一）教学目的与要求通过本章学习使学生掌握逻辑代数的基本运算,逻辑代数的基本公式、定理及规则。

逻辑函数表达式的形式与转换方法，逻辑函数的代数法及卡诺图法化简。

（二）教学内容逻辑代数的基本运算、基本公式、定理及规则。

逻辑函数表达式的形式与转换方法，逻辑函数的代数法及卡诺图法化简。

重点与难点：逻辑代数的公式、定理及规则。

《数字电路与逻辑设计》（56学时）教学大纲一、课程基本信息中文名称：数字电路与逻辑设计英文名称：Digital Circuits and Logic Design课程编号：EEE020110课程性质：专业必修课程适用专业：自动化、电子信息工程、物联网工程、通信工程开课时间：第三学期总学时及学时分配：56学时（理论）总学分：3.5预修课程：大学计算机基础与应用（COM00200D）制定（修订）人：审核人：教学院长：制定（修订）单位：制定（修订）时间：二、课程目标本课程是测控技术与仪器、电子信息工程、电气工程及自动化、计算机等专业的一门专业基础课程。

该课程详细介绍了数字逻辑的基础内容、逻辑门电路、组合逻辑电路、锁存器和触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的变换与产生、数模与模数转换、存储器和可编程逻辑器件。

该课程结合集成芯片，采用通俗易懂的叙述方式，进行系统而广泛的描述，旨在培养学生了解和掌握典型数字集成电路的基本知识、使用方法和设计要点的基本技能。

具体目标如下：1、理解数字电路的基本概念、基本原理，掌握数字电路的分析、设计和应用方法；2、掌握中规模集成电路的设计方法和分析方法；3、掌握典型的集成芯片的应用与设计；4、培养学生的实践动手能力；5、理解半导体存储器的结构与功能。

课程目标与毕业要求实现矩阵注：毕业要求中A、B、C、D、E、F、G、…对应毕业要求中各项具体内容。

三、课程主要内容及学时分配1、第1章数字逻辑概论（支撑课程目标1，4学时）教学要求：（1）理解数字电路与数字信号；（2）掌握数制及数制之间的相互转换；（3）掌握二进制数的算术运算；（4）掌握二进制代码；（5）理解二值逻辑变量与基本逻辑运算；（6）掌握辑函数及其表示方法。

教学内容：（1）数字电路与数字信号：数字技术的发展及其应用；数字集成电路的分类及特点；模拟信号与数字信号；数字信号的描述方法。

（2）数制：十进制；✹二进制；✹十六进制和八进制；✹进制之间的相互转换。

0910124数字逻辑与数字系统设计复习大纲《数字逻辑与数字系统设计》课程复习大纲一、课程性质、目的和任务数字逻辑与数字系统设计是计算机应用专业必修的技术基础课程,涵盖了数字电子技术基础和数字逻辑的全部内容。

本课程的主要目的是使学生牢固建立数字逻辑电路的基本概念;系统地掌握逻辑电路的分析和设计方法;熟悉一些典型的、有代表性的线路及其应用特性;通过做课程实验，培养设计与调试数字电路的能力。

为学好后续课作好准备。

二、教学基本要求1(熟练掌握数字逻辑电路的基本概念，布尔代数理论及布尔函数化简方法。

2(熟练掌握组合逻辑电路的分析方法和设计方法。

3(了解大规模集成电路在逻辑电路中的应用;4(掌握各类集成门电路的工作原理及主要参数的测试方法;5(掌握各类集成触发器的工作原理及主要参数;6(熟练掌握同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路的分析及设计方法; 7(掌握脉冲产生及整型电路;8(掌握实验技能和调试方法，培养学生调试数字系统的能力。

9(了解PAL、GAL、EDA等数字电路发展的新技术;三、教学要求1(绪论数字系统概述:掌握熟制转换方法、二进制机器数的转换及求真值。

2(数制和编码(1)字符编码;BCD码转换真值表(2)可靠性编码:GRAY码、奇偶校验码、Hamming码、CRC码的求取。

思考可靠性编码的用途、数学基础。

参见课本第一章练习题题型及计算机导论第一章定点数练习题题型。

3(布尔代数(1)“与“、“或”、“非”逻辑运算的基本定义:掌握;(2)布尔代数的基本定义与规则:理解掌握;(3)逻辑函数的代数化简法:熟练掌握方法;(4)逻辑函数的卡诺图化简法:熟练掌握方法;(5)补函数、对偶函数的求取，化简或与式的方法:?卡诺图按0求取表达式化简，?求取补函数、对偶函数后，按与或式化简，再恢复或与式。

(6)逻辑函数标准式与真值表、卡诺图的关系:理解掌握、能够转换; (7)多输出函数的化简;要求全局最优。

(8) 用两函数卡诺图之对应单元相加、乘的方法求两函数的布尔和F+F2与F1?F12 课本第二章练习题题型。

《数字逻辑电路》课程教学大纲一、课程性质、目的和任务数字逻辑电路课程是机电一体化专业、电子信息工程专业、计算机网络技术专业的一门专业基础课。

是计算机硬件、软件技术的理论基础,通过本课程的学习，使学生掌握数字逻辑电路的基本分析和设计方法，为今后从事数字逻辑电路方面的硬件、软件设计奠定良好的专业基础，为进一步学习专业课以及毕业后从事专业工作打下必要的基础。

二、教学基本要求学完本课程应达到以下基本要求：1．逻辑代数部分，掌握基本逻辑运算, 卡诺图与布尔代数的基本定理, 逻辑函数与逻辑图。

熟悉逻辑函数的代数化简、卡诺图化简。

2．门电路部分，掌握与、或、非门及其组合门电路，TTL门电路，CMOS门电路和它们的工作原理及其输入输出特性。

熟悉基本门电路、OC门、TS门、74系列的结构与工作原理。

了解各种门电路内部结构。

3．组合逻辑电路部分，掌握正负逻辑问题、组合逻辑电路分析、组合逻辑电路一般设计方法。

熟悉常用MSI组合器件及应用、一般组合逻辑电路存在的问题。

了解线逻辑与总线结构。

4．触发器部分，掌握触发器的电路结构与动作特点；触发器的逻辑功能。

熟悉触发器的描述方法。

了解触发器的动态特性。

5．时序逻辑电路部分，掌握时序逻辑电路的设计方法；寄存器、计数器。

熟悉时序逻辑电路的设计方法。

了解时序逻辑电路中的竞争-冒险。

6．脉冲波形的产生和整形部分，掌握施密特触发器、单稳触发器的组成与应用；多谐振荡器的原理与组成。

熟悉555定时器及其应用。

7．半导体存储器部分，掌握ROM、SRAM的工作原理。

熟悉各种存储器的结构；存储器容量的扩展。

三、理论教学内容及要求（60学时）第一章数字电路基础教学内容：1、脉冲的基本概念2、电容器的充电和放电3、RC电路的应用4、晶体管的开关特性5、反相器教学要求：1、懂得数字信号及数字电路的基本概念2、掌握电容的充放电过程和RC电路的应用3、掌握晶体管的开关特性和反相器的工作原理第二章逻辑门电路教学内容：1、分立元件门电路2、TTL集成门电路3、MOS集成门电路4、实验七：基本门电路的应用教学要求：1、熟悉分立元件门电路2、掌握TTL集成门电路3、熟悉MOS集成门电路4、了解门电路的应用第三章组合逻辑电路教学内容：1、组合逻辑电路的分析和设计2、加法器3、数值比较器4、编码器5、译码器6、数据选择器7、数据分配器8、奇偶校验器教学要求：9、懂得组合逻辑电路的分析和设计方法步骤10、掌握编码器和译码器的电路和工作原理第四章触发器教学内容：1、基本RS触发器2、同步触发器3、主从触发器4、边沿触发器5、触发器的转换与比较6、集成触发器的主要指标教学要求：1、掌握基本RS触发器，同步触发器的电路结构、工作原理和特性2、掌握主从触发器的工作原理和特性3、懂得边沿触发器的工作原理4、掌握触发器的相互转换方法第五章时序逻辑电路教学内容：1、时序电路逻辑功能表示法2、计数器3、寄存器4、实验八：二一十进制计数器教学要求：1、懂得时序电路的逻辑功能表示法2、掌握二进制、十进制和N进制计数器的电路组成和工作原理3、掌握寄存器的电路组成、特性和工作原理第六章脉冲信号的产生与整形教学内容：1、单稳态触发器2、多谐持荡器3、施密特触发器4、555定时器教学要求：1、懂得单稳态触发器，多谐振荡器的电路组成和工作原理2、掌握施密特触发看的特性的应用3、掌握555定时器的特性及其应用第七章 D／A与A／D教学内容：1、D／A转换器2、A／D转换器教学要求：了解D／A转换器与A／D转换器的基本类型和工作原理第八章数字集成电路应用教学内容：1、交通信号灯控制电路2、数字式转速仪教学要求：1、熟识常见的数字集成电路2、交通信号灯控制电路原理3、数字式转速仪的工作原理四、所含实践环节（60学时）1．常用电子仪器的使用:学习数字逻辑电路实验中常用的电子仪器的使用方法。

《数字逻辑与数字系统》课程教学大纲课程编号：01122620课程名称：数字逻辑与数字系统Digital logic and digital system课程总学时/学分：32/2适用专业：计算机科学与技术，网络工程，软件工程，物联网工程一、课程简介本课程是计算机科学与技术、网络工程、软件工程、物联网工程等专业的一门必修专业基础课。

课程主要研究对象是数字集成器件的构成、工作原理、特性、以及由这些器件组成的数字逻辑电路系统的分析和设计方法。

主要内容包括数字逻辑基础、组合逻辑电路、时序逻辑电路、可编程逻辑器件等。

学生通过该课程的学习，基本掌握数字电路和数字系统的分析与设计方法；了解典型的数字集成电路，掌握一定的数字系统电子设计技能，并为后续专业课的学习打下坚实的基础。

二、课程目标通过本课程学习，学生应达到的总目标是：可以使学生熟悉数制与编码,逻辑函数及其化简、集成逻辑部件、中大规模集成组合逻辑构件。

掌握组合逻辑电路分析和设计，同步时序逻辑电路分析和设计，异步时序逻辑电路分析和设计；中规模集成时序逻辑电路分析和设计。

了解可编程逻辑器件，简单数字系统设计，数字系统的基本算法与逻辑电路实现，为专业课的学习打下坚实的基础。

具体如下：目标1：掌握数十进制、二进制、十六进制码及转换，熟练掌握逻辑运算，逻辑代数的基本定律和规则，逻辑函数的化简；目标2：了解门电路基本原理，掌握集成电路使用；目标3：了解组合逻辑电路系统中竞争冒险现象及消除办法，熟练掌握组合逻辑电路的分析与利用小规模、中规模集成电路设计电路的方法；目标4：了解基本触发器、主从触发器的电路结构,工作原理及逻辑功能，熟练掌握边沿触发器的应用；目标5：掌握时序逻辑电路的分析方法和设计方法，熟练掌握中规模集成电路的应用；目标6：掌握ROM的结构与工作原理，RAM的容量扩展；目标7：了解可编程逻辑器件的概念，掌握PLD的分析；目标8：了解555定时器的应用；目标9：了解数模、模数转换原理；目标10：了解数字系统设计方法及过程。