计算机系统结构
计算机组成原理 数字逻辑电路
计算机系统的
软硬件功能分配 计算机系统的 逻辑实现
计算机组成的
物理实现
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课程内容简介(2)
• • • • • • • • • 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 数字逻辑基础(数学基础) 逻辑门电路(物理基础) 组合逻辑电路(组合电路基础) 常用组合逻辑功能器件（组合电路应用） 时序逻辑电路(时序电路基础) 常用时序功能器件(时序综合应用) 半导体存储器和可编程逻辑器件(存储) 脉冲信号的产生与整形(数字信号来源) 数模和模数转换（数字信号与模拟信号）
课程要求
• 1、准备两本以上作业本用以完成作业 • 2、及时订正作业中的错误，找出出错原因（希望 看到有出错分析、订正的作业本） • 3、认真听课，积极思考发言，弄懂例题（会时不 时有一些加分问题，直接加到平时成绩中） • 4、对教师有什么建议和意见及时沟通 • 5、根据要求完成实验安排 • 6、Project可做可不做，可1-3人共同完成，供有 兴趣钻研、自学能力强的同学深入学习。完成后 将具备一定的数字电子设计能力，建议实践。 （做得好，加分大大的）
数字逻辑电路与系统设计
电子工
• 重要参考书:蒋立平编 数字电路 兵器工业出版社
几个疑问
这门课是讲什么的?
课程内容简介(1)
数字逻辑电路:是计算机科学硬件体 系最基础的课程之一. 主要介绍: 1.数字逻辑电路分析的基本方法 2.数字逻辑电路设计的基本原理、方 法
“数字逻辑电路”在硬件系列课程中的位置
Project3
• 设计任务 设计制作一个电子定时提醒装置 • 要求 实现简单的定时、记时、提醒功能 • 提交成果 使用MaxplusII或者其他电路设计软件提交电路设计 图 提交实物或者使用相应电路设计软件制作的与设计 电路相关的具有良好人机界面的逻辑仿真模拟
ห้องสมุดไป่ตู้
Project4
• 设计任务 设计制作一个简易出租车计价器模块 • 要求 实现简单里程计价、空闲计价等计价模式 显示价格金额 • 提交成果 使用MaxplusII或者其他电路设计软件提交电路设计 图 提交实物或者使用相应电路设计软件制作的与设计 电路相关的具有良好人机界面的逻辑仿真模拟
6）理解和使用标准的功能组件和部件。
7）在系统级设计时努力把设计费用降到最低，包括也节省自己 的劳务费用。只要满足工程需求就可以了。 8）状态机设计与编程很类似，用这种方法来设计最好。 9）用可编程器件来简化逻辑设计，降低成本，并在最后一分钟 还可以做修改。 10） 避免异步设计，尽量用同步设计，因为目前可靠的自动综 合工具只支持同步设计。等到以后有了更好的异步设计自动综合 工具后再考虑用异步设计。 11）位于不同子系统和外部逻辑之间的不得不用异步接口地方要 明确地标明，并提供可靠的同步手段。 12）发现问题必须及时修改，可以为以后调试节省大量的时间。 所谓：小洞不补，大洞吃苦。
• 设计任务 根据状态合并等的理解,实现机器自动状态合 并算法,并模拟输出结果 • 要求 设计算法和界面,可以使用任何软件开发环境 • 提交成果 程序代码,说明以及成果软件,要求能够实现对 任意输入状态转化产生式进行合并.输出最 简状态,以及合并结果.
Project9
• 设计任务 设计制作一个难度相当于project7-8的数字逻辑软件 模拟 • 要求 选择书本中感兴趣的逻辑过程进行软件模拟实现. 在设计之前需同教师沟通设计的难度,可行性及基本 要求后方可设计实现 • 提交成果 拥有良好交互界面的软件模拟程序.
数字电路
授课教师:余立功
Office:主-605 Tel: 84315641-15(o); 84304696(h) Email:yuligong@
教材与参考书
• 教材：蒋立平主编 业出版社
• 参考书:
Victor P.Nelson 等著Digital Logic Circuit Analysis and Design 清 华大学出版社（英文影印版） Thomas L.Floyd 著Digital Fundamentals (Seventh Edition)科学出 版社 （英文影印版） 阎石编 数字电子技术基础 北京:高等教育出版社 Daniel D.Gajski 数字设计原理(Principles of Digital Design) 北京： 清华大学出版社 王尔乾编 数字逻辑与数字集成电路 清华大学出版社
Project1
• 设计任务 设计制作一个简易的电子表 • 要求 实现简单的记时功能 实现简单的调整时间功能 • 提交成果 使用MaxplusII或者其他电路设计软件提交电路设计 图 提交实物或者使用相应电路设计软件制作的具有良 好人机界面的与设计电路相关的逻辑仿真模拟
Project2
• 设计任务 设计制作一个八音电子琴 • 要求 由键盘输入控制音响，用户可以将自己编制的乐曲 存入电子琴，演奏时选择键盘输入乐曲或者已存 入乐曲 • 提交成果 使用MaxplusII或者其他电路设计软件提交电路设计 图 提交实物或者使用相应电路设计软件制作的与设计 电路相关的具有良好人机界面的逻辑仿真模拟
学习数字设计的要点 ——12点
1）好的工具未必能保证做出好的设计，只是帮助设计师节省 不少精力把工作做得更准确。
2）数字电路具有模拟电路的特性。
3）深入掌握数字设计中哪些模拟特性需要注意，哪些可以忽 略不记。 4）在设计工作的全过程中总是认真地编写说明文档，使自己 和别人都能看懂你的设计。 5）给信号起名时应该与有效电平名联系起来，努力实现点对 点的逻辑设计。
几个疑问
怎么学好数字逻辑电路?
教师建议
1.读懂教材所有例题,多做练习 2.将知识串成线条和脉络(把厚书看薄) 3.理解掌握理论知识(装进大脑) 4.分析和设计简单的数字电路 5.理论联系实际,认真完成实验环节 6.提高：补充自学一些A/D，D/A知识及 深入学习VHDL语言，结合本课程的 内容进行EDA（电子设计自动化）设 计
几个疑问
这门课怎么过啊?
评分方法
• 总评成绩( 期末考试,平时成绩,实验) { 综合成绩 = 期末成绩 * 65% + 平时成绩 * 20%+实验*15%; If (期末成绩*85%+实验*15% > 综合成绩) return 期末成绩*85%+实验*15%; Else return 综合成绩; } 平时成绩 ( 上课, Homework, Project ) { if ( 没有Project成绩 ) return 上课 * 50% + Homework * 50%; else return 上课 * 10% + Project * 90%; }
Project7
• 设计任务 根据对卡诺图和奎恩－麦克拉斯基化简法的 理解,实现自动化简的算法,并模拟输出结果 • 要求 设计算法和界面,可以使用任何软件开发环境 • 提交成果 程序代码,说明以及成果软件,如使用卡诺图， 要求能够实现对6*6以下维的卡诺图的自动 圈画,并按要求输出逻辑表达式
Project8
Project5
• 设计任务 设计制作一个三角函数计算器 • 要求 实现根据输入,输出三角函数的值. • 提交成果 使用MaxplusII、或者其他电路设计软件提交电路设 计图 提交实物或者使用相应电路设计软件制作的与设计 电路相关的具有良好人机界面的逻辑仿真模拟
Project6
• 设计任务 设计制作一个难度相当于project1-5的数字电路设备 • 要求 在设计之前同教师沟通设计的可行性和基本要求后 设计实现 • 提交成果 使用MaxplusII、或者其他电路设计软件提交电路设 计图 提交实物或者使用相应电路设计软件制作的与设计 电路相关的具有良好人机界面的逻辑仿真模拟
几个疑问
这门课有什么用?
课程安排意图
通过这门课，你将: 1.较系统的了解掌握物理元器件同数学逻辑之间的 联系 2.能够分析数字逻辑电路,灵活使用元器件设计实现 一些简单的电器功能 3.它是一门硬件技术基础课，作为专业基础课和必 修课,该课程是后续课程<计算机组成原理>.<计算 机体系结构>等课程的基础.是 “国家2001教学计 划”中—— “组织和体系结构(AR) ”的基本内容. 4.为运用硬件描述语言(VHDL)打基础 5.拿到专业基础课4学分(包含0.5个实验学分)