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数字电路与逻辑设计,开课学院：机电工程学院,主讲教师：刘宇刚,学时数：54,学分：3,典型应用,电子器件的发展,设计方法的变化,参考书,绪 论,数字电路的特点,学习方法,考核方法,数字电路的特点,模拟电路：,处理的信号是时间上连续的信号,数字电路：,处理的信号是离散的信号,1. 工作信号是离散的，因此电路中工作的半导体管多数工作在开关状态。 如二极管工作在导通和截止态 三极管工作在饱和态和截止态,2. 研究对象是输入和输出的逻辑关系，因此主要的分析工具是逻辑代数，表达电路的功能主要是真值表、逻辑表达式及波形图等。,数字电路的特点,计算机,通信（DSP应用）,电视（高清晰度）,将来通信的发展趋势：,软件无线电,单片机,+,DSP,+,FPGA,返 回,典型应用,会议电视,数字移动蜂窝电话,家庭信息中心,虚拟教育,数字相机,自动驾驶汽车,视觉感应器,数据存储与处理,返回,绪 论,二、电子器件的发展,电 子 管,SSI（100以下）,MSI（103）,LSI（104）,（105以上）,1906年，福雷斯特等发明了电子管；电子管体 积大、重量重、耗电大、寿命短。世界上第一 台计算机用了1.8万只电子管，占地170平方米， 重30吨，耗电150W。目前在一些大功率发射 装置中使用。,1948年，肖克利等发明了晶体管，其 性能在体积、重量方面明显优于电子 管，但器件较多时由分立元件组成的 分立电路体积大、焊点多、电路的可 靠性差。,1960年集成电路出现，成千上万个器件集成在一块芯片，大大促进了电子学的发展，尤其促进数字电路和微型计算机的飞速发展。,芯片中集成上万个 等效门，目前高的 已达上百万门。,绪 论,三、设计方法的变化, 传统的设计方法：, 现代的设计方法：,返 回,绪 论,EDA技术以计算机为基本工具、借助于软件设计平台，自动完成数字系统的逻辑综合、布局布线、仿真等工作。最后下载到芯片，实现方案。,1、设计：,在计算机上利用软件平台进行设计,设计方法,原理图设计,VHDL语言设计,状态机设计, EDA技术：,返 回,绪 论,2、仿真,3、下载,4、验证结果,实验板,下载线,返 回,学 习 方 法, 保证基础,熟练掌握有关逻辑设计的基础知识、设计方法, 中小规模集成电路,理解电路的逻辑功能,应用它设计逻辑电路, 数字系统,掌握从上到下的现代数字系统的设计方法，学会使用EDA软件设计平台,贯穿课程的始终的是：,逻辑设计,考核 方 法,由于数字电路的教学内容及结构作了较大幅度的调整，实验教学比例的加大必然带来考核方法的改革,考核方法：,平时 20%,实验成绩不及格，则理论成绩为不及格,能使用EDA软件进行数字系统设计加10分,期末80%,参 考 资 料,基本部分,1. 数字系统设计基础,沈嗣昌,航空工业出版社,2. 数字电路与系统,刘宝琴,清华大学出版社,3. 数字设计,张 著,北京理工大学出版社,可编程逻辑器件及VHDL语言,ALTERA可编程逻辑器件及其应用,刘宝琴,清华大学出版社,可编程专用集成电路原理、设计和应用,孟宪元,电子工业出版社,VHDL语言与数字逻辑电路设计,侯伯亨,西安电子科技大学出版社,返 回,著者：王尔乾 巴林风,著者：刘宝琴,清 华 大 学 出 版 社,参 考 资 料,返 回,参 考 资 料,国 防 科 技 大 学 出 版 社,北 京 理 工 大 学 出 版 社,著者：张著等,著者：周南良,返 回,参 考 资 料,航 空 工 业 出 版 社,著者：沈嗣昌 蒋璇等,华 中 理 工 出 版 社,著者：查振亚,返 回,参 考 资 料,中 国 科 技 大 学 出 版 社,著者：陈继荣 华 蓓,电 子 工 业 出 版 社,著者：孟宪元,返 回,参 考 资 料,著者：黄正谨,电 子 工 业 出 版 社,著者：朱明程,东 南 大 学 出 版 社,返 回,参 考 资 料,著者：刘宝琴,电 子 科 技 大 学 出 版 社,著者：侯伯亨 顾新,清 华 大 学 出 版 社,返 回,
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