數(shù)字電路與邏輯設(shè)計,開課學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院,主講教師：劉宇剛,學(xué)時數(shù)：54,學(xué)分：3,典型應(yīng)用,電子器件的發(fā)展,設(shè)計方法的變化,參考書,緒 論,數(shù)字電路的特點(diǎn),學(xué)習(xí)方法,考核方法,數(shù)字電路的特點(diǎn),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(dǎo)體管多數(shù)工作在開關(guān)狀態(tài)。 如二極管工作在導(dǎo)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(guān)系，因此主要的分析工具是邏輯代數(shù)，表達(dá)電路的功能主要是真值表、邏輯表達(dá)式及波形圖等。,數(shù)字電路的特點(diǎn),計算機(jī),通信（DSP應(yīng)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(jī),+,DSP,+,FPGA,返 回,典型應(yīng)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(jī),自動駕駛汽車,視覺感應(yīng)器,數(shù)據(jù)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(jī)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(diǎn)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(jìn)了電子學(xué)的發(fā)展，尤其促進(jìn)數(shù)字電路和微型計算機(jī)的飛速發(fā)展。,芯片中集成上萬個 等效門，目前高的 已達(dá)上百萬門。,緒 論,三、設(shè)計方法的變化, 傳統(tǒng)的設(shè)計方法：, 現(xiàn)代的設(shè)計方法：,返 回,緒 論,EDA技術(shù)以計算機(jī)為基本工具、借助于軟件設(shè)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(shè)計：,在計算機(jī)上利用軟件平臺進(jìn)行設(shè)計,設(shè)計方法,原理圖設(shè)計,VHDL語言設(shè)計,狀態(tài)機(jī)設(shè)計, EDA技術(shù)：,返 回,緒 論,2、仿真,3、下載,4、驗證結(jié)果,實驗板,下載線,返 回,學(xué) 習(xí) 方 法, 保證基礎(chǔ),熟練掌握有關(guān)邏輯設(shè)計的基礎(chǔ)知識、設(shè)計方法, 中小規(guī)模集成電路,理解電路的邏輯功能,應(yīng)用它設(shè)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(shè)計方法，學(xué)會使用EDA軟件設(shè)計平臺,貫穿課程的始終的是：,邏輯設(shè)計,考核 方 法,由于數(shù)字電路的教學(xué)內(nèi)容及結(jié)構(gòu)作了較大幅度的調(diào)整，實驗教學(xué)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(jìn)行數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計加10分,期末80%,參 考 資 料,基本部分,1. 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ),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(xué)出版社,3. 數(shù)字設(shè)計,張 著,北京理工大學(xué)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(yīng)用,劉寶琴,清華大學(xué)出版社,可編程專用集成電路原理、設(shè)計和應(yīng)用,孟憲元,電子工業(yè)出版社,VHDL語言與數(shù)字邏輯電路設(shè)計,侯伯亨,西安電子科技大學(xué)出版社,返 回,著者：王爾乾 巴林風(fēng),著者：劉寶琴,清 華 大 學(xué) 出 版 社,參 考 資 料,返 回,參 考 資 料,國 防 科 技 大 學(xué) 出 版 社,北 京 理 工 大 學(xué) 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(xué) 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(jǐn),電 子 工 業(yè) 出 版 社,著者：朱明程,東 南 大 學(xué) 出 版 社,返 回,參 考 資 料,著者：劉寶琴,電 子 科 技 大 學(xué) 出 版 社,著者：侯伯亨 顧新,清 華 大 學(xué) 出 版 社,返 回,