《數(shù)字邏輯與單片機(jī)基礎(chǔ)》教學(xué)大綱課程英文名TheFundamentofDigitalLogicCircuit&Microprocessor課程代碼03M0194學(xué)分3.5總學(xué)時(shí)56理論學(xué)時(shí)24實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)32課程類別學(xué)科基礎(chǔ)課課程性質(zhì)限選先修課程大學(xué)物理適用專業(yè)生物醫(yī)學(xué)工程開課學(xué)院信息工程學(xué)院執(zhí)筆人審定人制定時(shí)間2020年11月一、課程地位與課程目標(biāo)(-)課程地位本課程的主要任務(wù)是立足于當(dāng)前EDA和FPGA應(yīng)用環(huán)境，教授學(xué)生理解數(shù)字邏輯電路的基本原理，熟悉各類器件的應(yīng)用，掌握自動(dòng)邏輯設(shè)計(jì)的基本方法，培養(yǎng)興趣與動(dòng)手能力，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課外的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，為數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)做好入門引導(dǎo)。(-)課程目標(biāo)課程目標(biāo)畢業(yè)要求目標(biāo)分類1.掌握邏輯代數(shù)，數(shù)字電路中真值表、狀態(tài)圖和時(shí)序圖等基本概念，組合電路與時(shí)序電路的構(gòu)成原理；熟悉數(shù)字信息在電路中的產(chǎn)生與處理過(guò)程，以及對(duì)數(shù)字電路的分析、描述方法。工程知識(shí)1.1/1.2/1.3/1.4記憶理解分析2.具備對(duì)中小規(guī)模數(shù)字邏輯電路功能的基本分析能力。掌握利用小規(guī)模門電路、中規(guī)模譯碼器、選擇器、觸發(fā)器、寄存器和計(jì)數(shù)器等元器件設(shè)計(jì)實(shí)際應(yīng)用電路的能力。問(wèn)題分析2.1/2.2設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方法3.1/3.2分析應(yīng)用3.培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。掌握借助原理圖、VHDL語(yǔ)言等途徑，利用FPGA等器件設(shè)計(jì)實(shí)際電路，具備對(duì)FPGA系統(tǒng)的熟練應(yīng)用能力。設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方法3.3分析應(yīng)用評(píng)價(jià)二、課程目標(biāo)達(dá)成的途徑與方法課程目標(biāo)教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)應(yīng)內(nèi)容課程目標(biāo)1講授第1、2、3、4、5、6章及作業(yè)1.邏輯代數(shù)、邏輯函數(shù)的表示和化簡(jiǎn)；2.邏輯門電路；3.組合電路的分析與設(shè)計(jì)；4.常用組件的功能與應(yīng)用；5.時(shí)序電路分析與設(shè)計(jì)6.寄存器和存儲(chǔ)器課程目標(biāo)2講授第4、6章及作業(yè)實(shí)驗(yàn)2,4,5,84.組合電路分析與設(shè)計(jì)6.時(shí)序電路分析與設(shè)計(jì)課程目標(biāo)3講授第4、6、7、8章及作4.組合電路設(shè)計(jì)，6.時(shí)序電路設(shè)計(jì)，7.FPGA器件業(yè)實(shí)驗(yàn)9,10,11,12應(yīng)用三、課程目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐程度（H、M、L）畢業(yè)要求1畢業(yè)要求2畢業(yè)要求3課程目標(biāo)1H課程目標(biāo)2H課程目標(biāo)3M四、課程主要內(nèi)容與基本要求1、邏輯代數(shù)基礎(chǔ)掌握邏輯代數(shù)基礎(chǔ)知識(shí)，包括基本邏輯運(yùn)算、基本公式和定理以及邏輯函數(shù)的表示方法和邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)方法。2、數(shù)字邏輯門掌握TTL、CMOS門的邏輯功能、外部特性；理解其工作原理。3、組合邏輯電路熟悉掌握組合電路的分析與設(shè)計(jì)方法；掌握常用組件的功能與應(yīng)用；了解可編程邏輯器件PLD的原理與基本結(jié)構(gòu)。了解競(jìng)爭(zhēng)和冒險(xiǎn)的概念。4、組合電路的自動(dòng)化設(shè)計(jì)熟悉數(shù)字技術(shù)自動(dòng)設(shè)計(jì)與分析流程，掌握原理圖輸入法邏輯電路設(shè)計(jì)，引腳鎖定和編程下載。5、觸化器及含觸發(fā)器的PLD掌握集成觸發(fā)法器的功能和觸發(fā)方式；掌握基于觸發(fā)器的濾波電路設(shè)計(jì)和含觸發(fā)器的PLD.6、時(shí)序邏輯電路及其自動(dòng)化分析熟悉掌握時(shí)序邏輯電路的分析方法、典型中規(guī)模時(shí)序部件的功能及其應(yīng)用；了解同步異步計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)，掌握有限狀態(tài)機(jī)。熟悉掌握時(shí)序電路的自動(dòng)化設(shè)計(jì)與分析。7、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器掌握半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的工作原理、存儲(chǔ)容量的擴(kuò)展；了解用存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)的方法。8、數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器掌握D/A和A/D轉(zhuǎn)換器的功能、主要指標(biāo)及應(yīng)用；了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理。9硬件描述語(yǔ)言VHDL和FPGAVHDL簡(jiǎn)介和基本語(yǔ)法。設(shè)計(jì)舉例。利用FPGA板卡實(shí)現(xiàn)組合邏輯電路與時(shí)序邏輯電路實(shí)驗(yàn)。五、課程學(xué)時(shí)安排

章節(jié)號(hào)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)數(shù)學(xué)生任務(wù)對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1邏輯代數(shù)基礎(chǔ)4作業(yè)課程目標(biāo)12數(shù)字邏輯門2（實(shí)驗(yàn)2）作業(yè)與實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)13組合邏輯電路6（實(shí)驗(yàn)2）作業(yè)與實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)14組合電路的自動(dòng)化設(shè)計(jì)10（實(shí)驗(yàn)6）作業(yè)與實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)2課程目標(biāo)35觸發(fā)器及含觸發(fā)器的PLD6（實(shí)驗(yàn)4）實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)16時(shí)序邏輯電路及其自動(dòng)化分析與設(shè)計(jì)20（實(shí)驗(yàn)14）作業(yè)與實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)2課程目標(biāo)37半導(dǎo)體存儲(chǔ)器4（實(shí)驗(yàn)2）實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)18數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器4（實(shí)驗(yàn)2）實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)1六、實(shí)踐環(huán)節(jié)及基本要求

序號(hào).實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱學(xué)時(shí)基本要求學(xué)生任務(wù)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)類別1數(shù)字邏輯電路基本功能測(cè)試4與、或、非門操作驗(yàn)證必做2自動(dòng)化設(shè)計(jì)軟件入門4熟悉EDA設(shè)計(jì)軟件操作驗(yàn)證必做3手工組合邏輯電路設(shè)計(jì)3多路搶答器實(shí)現(xiàn)功能設(shè)計(jì)必做4手工組合邏輯電路設(shè)計(jì)3教師出題實(shí)現(xiàn)功能設(shè)計(jì)選做5自動(dòng)組合邏輯電路設(shè)計(jì)3教師出題實(shí)現(xiàn)功能設(shè)計(jì)必做6觸發(fā)電路的自動(dòng)設(shè)計(jì)2RS\D\JK觸發(fā)器的自動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)功能驗(yàn)證必做7基于觸發(fā)器的濾波電路設(shè)計(jì)4教師出題實(shí)現(xiàn)功能設(shè)計(jì)選做8時(shí)序電路的手工設(shè)計(jì)4同步計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)功能驗(yàn)證必做9時(shí)序電路的自動(dòng)設(shè)計(jì)124位二進(jìn)制計(jì)數(shù)、BCD碼計(jì)數(shù)、反饋清零構(gòu)成模12計(jì)數(shù)，同步加載型計(jì)數(shù)，可逆計(jì)數(shù)器，步進(jìn)電機(jī)的簡(jiǎn)單控制，數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)，序列檢測(cè)器的狀態(tài)Xn、FL、I實(shí)現(xiàn)功能設(shè)計(jì)選做10存儲(chǔ)應(yīng)用電路設(shè)計(jì)2簡(jiǎn)單邏輯分析儀設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)綜合選做11樂曲演奏電路設(shè)計(jì)2存儲(chǔ)樂曲的演奏實(shí)現(xiàn)設(shè)ii綜合選做12正弦信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)2教師出題實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)綜合選做注：1.實(shí)驗(yàn)性質(zhì)指演示性、驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性、綜合性等；2.實(shí)驗(yàn)類別指必做、選做等。七、考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定考核內(nèi)容考核方式評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（依據(jù)）占總成績(jī)比例實(shí)驗(yàn)考核實(shí)驗(yàn)操作+實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)+報(bào)告成績(jī)50%期末考核閉卷卷面成績(jī)50%考核類別考查成績(jī)登記方式百分制八、課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)方法課程目標(biāo)教學(xué)環(huán)節(jié)成績(jī)?cè)u(píng)定課程目標(biāo)1講授，實(shí)驗(yàn)，作業(yè)作業(yè)Aw實(shí)驗(yàn)Bio期末考試Go目標(biāo)達(dá)成度1=(Ai+Bi+Ci)/(Aio+Bio+Cio)課程目標(biāo)2講授，實(shí)驗(yàn)，作業(yè)作業(yè)A20實(shí)驗(yàn)B2o期末考試C20目標(biāo)達(dá)成度2=(A2+B2+C2)/(A20+B20+C20)課程目標(biāo)3講授，實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)A30期末考試B30目標(biāo)達(dá)成度3=(A3+B3)/(A30+B30)九、推薦教材與主要參考書（一）推薦教材：