數(shù)字電路與邏輯設計,開課學院：機電工程學院,主講教師：劉宇剛,學時數(shù)：54,學分：3,典型應用,電子器件的發(fā)展,設計方法的變化,參考書,緒論,數(shù)字電路的特點,學習方法,考核方法,數(shù)字電路的特點,模擬電路：,處理的信號是時間上連續(xù)的信號,數(shù)字電路：,處理的信號是離散的信號,1.工作信號是離散的，因此電路中工作的半導體管多數(shù)工作在開關狀態(tài)。如二極管工作在導通和截止態(tài)三極管工作在飽和態(tài)和截止態(tài),2.研究對象是輸入和輸出的邏輯關系，因此主要的分析工具是邏輯代數(shù)，表達電路的功能主要是真值表、邏輯表達式及波形圖等。,數(shù)字電路的特點,計算機,通信（DSP應用）,電視（高清晰度）,將來通信的發(fā)展趨勢：,軟件無線電,單片機,+,DSP,+,FPGA,返回,典型應用,會議電視,數(shù)字移動蜂窩電話,家庭信息中心,虛擬教育,數(shù)字相機,自動駕駛汽車,視覺感應器,數(shù)據存儲與處理,返回,緒論,二、電子器件的發(fā)展,電子管,SSI（100以下）,MSI（103）,LSI（104）,（105以上）,1906年，福雷斯特等發(fā)明了電子管；電子管體積大、重量重、耗電大、壽命短。世界上第一臺計算機用了1.8萬只電子管，占地170平方米，重30噸，耗電150W。目前在一些大功率發(fā)射裝置中使用。,1948年，肖克利等發(fā)明了晶體管，其性能在體積、重量方面明顯優(yōu)于電子管，但器件較多時由分立元件組成的分立電路體積大、焊點多、電路的可靠性差。,1960年集成電路出現(xiàn)，成千上萬個器件集成在一塊芯片，大大促進了電子學的發(fā)展，尤其促進數(shù)字電路和微型計算機的飛速發(fā)展。,芯片中集成上萬個等效門，目前高的已達上百萬門。,緒論,三、設計方法的變化,傳統(tǒng)的設計方法：,現(xiàn)代的設計方法：,返回,緒論,EDA技術以計算機為基本工具、借助于軟件設計平臺，自動完成數(shù)字系統(tǒng)的邏輯綜合、布局布線、仿真等工作。最后下載到芯片，實現(xiàn)方案。,1、設計：,在計算機上利用軟件平臺進行設計,設計方法,原理圖設計,VHDL語言設計,狀態(tài)機設計,EDA技術：,返回,緒論,2、仿真,3、下載,4、驗證結果,實驗板,下載線,返回,學習方法,保證基礎,熟練掌握有關邏輯設計的基礎知識、設計方法,中小規(guī)模集成電路,理解電路的邏輯功能,應用它設計邏輯電路,數(shù)字系統(tǒng),掌握從上到下的現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)的設計方法，學會使用EDA軟件設計平臺,貫穿課程的始終的是：,邏輯設計,考核方法,由于數(shù)字電路的教學內容及結構作了較大幅度的調整，實驗教學比例的加大必然帶來考核方法的改革,考核方法：,平時20%,實驗成績不及格，則理論成績?yōu)椴患案?能使用EDA軟件進行數(shù)字系統(tǒng)設計加10分,期末80%,參考資料,基本部分,1.數(shù)字系統(tǒng)設計基礎,沈嗣昌,航空工業(yè)出版社,2.數(shù)字電路與系統(tǒng),劉寶琴,清華大學出版社,3.數(shù)字設計,張著,北京理工大學出版社,可編程邏輯器件及VHDL語言,ALTERA可編程邏輯器件及其應用,劉寶琴,清華大學出版社,可編程專用集成電路原理、設計和應用,孟憲元,電子工業(yè)出版社,VHDL語言與數(shù)字邏輯電路設計,侯伯亨,西安電子科技大學出版社,返回,著者：王爾乾巴林風,著者：劉寶琴,清華大學出版社,參考資料,返回,參考資料,國防科技大學出版社,北京理工大學出版社,著者：張著等,著者：周南良,返回,參考資料,航空工業(yè)出版社,著者：沈嗣昌蔣璇等,華中理工出版社,著者：查振亞,返回,參考資料,中國科技大學出版社,著者：陳繼榮華蓓,電子工業(yè)出版社,著者：孟憲元,返回,參考資料,著者：黃正謹,電子工業(yè)出版社,著者：朱明程,東南大學出版社,返回,參考資料,著者：劉寶琴,電子科技大學出版社,著者：侯伯亨顧新,清華大學出版社,返回,