数字电路与逻辑设计(第一、二章)PPT
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第一章数字电路与逻辑设计基础本章的主要知识点包括数制及其转换、二进制的算术运算、BCD码和可靠性编码等。
1.参考学时2学时(总学时32课时,课时为48课时可分配4学时)。
2.教学目标(能力要求)●系统梳理半导体与微电子技术发展的历史,激发学生专业热情,结合我国计算机发展面临的卡脖子现状,鼓励学生积极投身信息成业自主可控;●学生可解释数字系统的概念、类型及研究方法;●学生能阐述数制的基本特点,可在不同数制之间进行数字的转换;●学生能理解带符号二进制数的代码表示,能将真值和原码、反码、补码的进行转换;●学生能熟记几种常用的编码(8421码、2421码、5421码、余三码),说明有权码和无权码的区别,能阐述不同编码的特点和特性;●学生能阐述奇偶校验码和格雷码的工作原理与主要特征,并能利用相关原理进行二进制和格雷码的转换,能根据信息码生成校验码,并能根据信息码和校验码辨别数据是否可靠。
3.教学重点●BCD码●奇偶校验码●格雷码4.教学难点●理解不同BCD码的编码方案及相关特征●理解可靠性编码方案、验证的原理以及使用方法。
5.教学主要内容(1)课程概述(15分钟)➢科技革命促生互联网时代➢半导体与微电子技术发展历程➢课程性质、内容与学习方法(2)芯片与数字电路(20分钟)➢数字信号和模拟信号➢数字逻辑电路的特点➢数字逻辑电路的分类➢数字逻辑电路的研究方法(3)数制及其转换(5分钟)➢进位计数值的概念和基本要素➢二进制和十进制的相互转换➢二进制和八进制数的相互转换➢二进制和十六进制数的相互转换(4)二进制数的算术运算(5分钟)➢无符号二进制数的算术运算➢带符号二进制数的机器码表示➢带符号二进制数的算术运算(5)BCD码(20分钟)➢有权码和无权码的区别➢8421码的编码规律及和十进制数的转换➢2421码的编码规律及和十进制数的转换➢5421码的编码规律及和十进制数的转换➢余三码的编码规律及和十进制数的转换(6)奇偶校验码(15分钟)➢奇校验和偶校验的概念➢奇校验和偶校验校验位的生成方法和校验方法➢奇校验和偶校验的特点(7)格雷码(10分钟)➢格雷码的特点和用途➢格雷码和二进制数的相互转换6.教学过程与方法(1)课程概述(15分钟)➢科技革命促生互联网时代以习总书记的讲话作为整个课程的导入,说明科技发展是强国必有之路,穿插不同国家崛起的历史,结合第一次工业革命、第二次工业革命,推出目前进入的互联网时代,结合中美贸易战事件,引导学生积极投身国产IT生态的建设。
“数字电子电路”学习辅导(2)“数字电子电路”是中央电大开放教育电子信息技术专业必修的专业基础课,也是成招普招应用电子技术专业、通信工程等专业必修的专业基础课。
本课程开放教育6学分,电视学时(04春)36,必做实验6个(含综合性实验1个)。
为了帮助同学们学好本课程,分八次(八章)进行教学辅导。
教学辅导分两个部分,一是教学重点内容的辅导,帮助同学们掌握基本概念、基本分析方法和设计方法;二是典型例题解析,帮助同学们掌握解题的方法和思路。
第二章逻辑代数基础一、重点内容辅导(一)逻辑函数的表示方法及其相互转换一个逻辑函数可以用不同的方法表示,它们有:逻辑函数式、真值表、逻辑图、波形图、卡诺图,它们之间可以互相转换。
(二)逻辑代数的基本运算规则逻辑代数的基本规则有代入规则、反演规则和对偶规则。
∙代入规则在任何一个逻辑等式中,如果将等式两边出现的所有同一变量都用一个函数代替之,则等式仍然成立。
利用代入规则可以把基本公式推广为多变量的形式。
∙反演规则对于任意一个函数F,如果将式中所有的与运算换成或运算,或运算换成与运算;0换成1,1 换成0;原变量换成反变量,反变量换成原变量,就得到函数F的反函数⎺F,利用反演规则可以直接得到一个函数的反函数。
∙对偶规则对于任意一个函数F,如果将式中所有的与运算换成或运算,或运算换成与运算;0换成1,1换成0,就得到的一个新的表达式F’,F和F’互为对偶式。
(三)逻辑函数的两种化简方法逻辑函数的化简方法有两种—公式化简法和卡诺图化简法。
公式化简法是反复应用逻辑代数的基本定律和规则,对逻辑函数进行反复运算求得最简表达式的过程,它适用于任意变量数逻辑函数的化简,但是难以确定化简的正确性。
图形化简法是利用逻辑相邻的最小项可以合并,消去不同的因子,保留相同的因子,从而使逻辑函数得到化简的原理,在卡诺图中对逻辑函数进行化简的一种方法,此方法直观、形象,化简的准确性较高,但它不适宜多变量逻辑函数的化简。