《数字电路与逻辑设计》课程授课教案（数字电路部分）

2）重点、难点重点：时序逻辑电路的分析方法与设计方法；时序逻辑电路的状态转换，常用中规模时序集成电路的工作原理及应用。难点：时序逻辑电路的状态转换，常用MSI时序集成电路的应用；状态图、状态化简及状态编码。7、可编程逻辑器件(2学时)学习理解可编程逻辑器件的基本工作原理，熟悉PLD电路中门电路的惯用画法，熟悉使用可编程逻辑器件PLD进行设计的步骤。1）基本要求（1）理解可编程逻辑器件（PLD）的概念，PLD器件的电路原理结构，PLD器件的分类;(2）熟悉PLD电路中门电路符号的惯用画法，PLD器件的组成结构；(3）理解复杂可编程逻辑器件（CPLD）的结构与工作原理；（4）理解现场可编程门阵列（FPGA）的结构与工作原理；（5）了解电子设计自动化（EDA）概念与发展；(6）了解PLD的编程工作大体上的步骤。2）重点、难点重点：可编程逻辑器件PLD的分类，熟悉PLD电路中门电路符号的惯用画法，PLD器件的组成结构，理解现场可编程门阵列（FPGA）的结构与工作原理。难点：理解复杂可编程逻辑器件（CPLD）的结构与工作原理，现场可编程门阵列(FPGA）的结构与工作原理。8、硬件描述语言简介（4学时自学）学习硬件描述语言的基本概念，掌握利用VerilogHDL描述逻辑门、组合逻辑和时序逻辑的基本方法。1）基本要求（1）掌握硬件描述语言的基本概念；（2）掌握VerilogHDL语言的基本程序结构，掌握VerilogHDL模块的两种描述方式：行为描述方式和结构描述方式；

2）重点、难点 重点：时序逻辑电路的分析方法与设计方法；时序逻辑电路的状态转换，常用中规模 时序集成电路的工作原理及应用。 难点：时序逻辑电路的状态转换，常用 MSI 时序集成电路的应用；状态图、状态化 简及状态编码。 7、可编程逻辑器件（2 学时） 学习理解可编程逻辑器件的基本工作原理，熟悉 PLD 电路中门电路的惯用画法，熟 悉使用可编程逻辑器件 PLD 进行设计的步骤。 1）基本要求 （1）理解可编程逻辑器件（PLD）的概念，PLD 器件的电路原理结构，PLD 器件的分 类； （2）熟悉 PLD 电路中门电路符号的惯用画法，PLD 器件的组成结构； （3）理解复杂可编程逻辑器件（CPLD）的结构与工作原理； （4）理解现场可编程门阵列（FPGA）的结构与工作原理； （5）了解电子设计自动化（EDA）概念与发展； （6）了解 PLD 的编程工作大体上的步骤。 2）重点、难点 重点：可编程逻辑器件 PLD 的分类，熟悉 PLD 电路中门电路符号的惯用画法，PLD 器 件的组成结构，理解现场可编程门阵列（FPGA）的结构与工作原理。 难点：理解复杂可编程逻辑器件（CPLD）的结构与工作原理，现场可编程门阵列 （FPGA）的结构与工作原理。 8、硬件描述语言简介（4 学时自学） 学习硬件描述语言的基本概念，掌握利用 Verilog HDL 描述逻辑门、组合逻辑和时序 逻辑的基本方法。 1）基本要求 （1）掌握硬件描述语言的基本概念； （2）掌握 Verilog HDL 语言的基本程序结构，掌握 Verilog HDL 模块的两种描述方式： 行为描述方式和结构描述方式；

(3）掌握利用VerilogHDL描述逻辑门、组合逻辑和时序逻辑的基本方法；能使用VerilogHDL语言描述简单的数字逻辑电路。2）重点、难点重点：掌握VerilogHDL语言的基本程序结构，掌握VerilogHDL模块的两种描述方式：行为描述方式和结构描述方式；掌握利用VerilogHDL描述逻辑门、组合逻辑和时序逻辑的基本方法。难点：VerilogHDL模块的两种描述方式：行为描述方式和结构描述方式。课内知识单元知识点教学方式作业/测验课外学习学时程各教学环节内容数制和数制和码制的概念启发式发现身边的与安排2课后练习编码码制案例式常用数制

（3）掌握利用 Verilog HDL 描述逻辑门、组合逻辑和时序逻辑的基本方法；能使用 Verilog HDL 语言描述简单的数字逻辑电路。 2）重点、难点 重点：掌握 Verilog HDL 语言的基本程序结构，掌握 Verilog HDL 模块的两种描述方 式：行为描述方式和结构描述方式；掌握利用 Verilog HDL 描述逻辑门、组合逻辑和 时序逻辑的基本方法。 难点：Verilog HDL 模块的两种描述方式：行为描述方式和结构描述方式。 程各教学 环节内容 与安排 知识单元 知识点 课内 学时 教学方式 作业/测验 课外学习 数制和 码制 数制和码制的概念 2 启发式 案例式 课后练习 发现身边的 常用数制 编码

研讨式不同数制间的转换常用编码及特点逻辑代数的概念启发式三种基本运算、三个基本仿真软件定理案例式逻辑代数课后练习4Multisim 的基础研讨式逻辑代数的基本公式和常使用用公式仿真演示逻辑函数的化简方法晶体二极管、三极管的开启发式关特性案例式TTL门的结构、工作原深入自学门翻转课堂门电路2电路理、特性ppt研讨式CMOS门的结构、工作原翻转课堂理、特性组合逻辑电路的特点2组合逻辑电路的分析方法组合逻辑电路的设计方法2仿真软件启发式课后练习Multisim模若干常用的组合逻辑电路6案例式拟设计组合组合逻辑本章结束单元级组合逻辑电路的设逻辑电路并电路2进行期中研讨式计方法测试；测试仿真演示可编程逻辑器件及硬件描述语言2组合逻辑电路中的竞争-冒险现象触发器的概念、特点、类启发式半导体存4案例式课后练习思考题储电路几种不同逻辑功能的触发研讨式器

不同数制间的转换 研讨式 常用编码及特点 逻辑代数 基础 逻辑代数的概念 4 启发式 案例式 研讨式 仿真演示 课后练习 仿真软件 Multisim 的 使用 三种基本运算、三个基本 定理 逻辑代数的基本公式和常 用公式 逻辑函数的化简方法 门电路 晶体二极管、三极管的开 关特性 2 启发式 案例式 研讨式 翻转课堂 翻转课堂 ppt 深入自学门 电路 TTL 门的结构、工作原 理、特性 CMOS 门的结构、工作原 理、特性 组合逻辑 电路 组合逻辑电路的特点 2 启发式 案例式 研讨式 仿真演示 课后练习 本章结束 进行期中 测试 仿真软件 Multisim 模 拟设计组合 逻辑电路并 测试； 组合逻辑电路的分析方法 组合逻辑电路的设计方法 2 若干常用的组合逻辑电路 6 单元级组合逻辑电路的设 计方法 2 可编程逻辑器件及硬件描 述语言 2 组合逻辑电路中的竞争-冒 险现象 半导体存 储电路 触发器的概念、特点、类 型 4 启发式 案例式 研讨式 课后练习 思考题 几种不同逻辑功能的触发 器

触发器的触发方式寄存器2时序逻辑电路的基本概念时序逻辑电路的描述方法3仿真软件启发式时序逻辑电路的分析方法Multisim模案例式及步骤拟设计时序时序逻辑课后练习逻辑电路并电路研讨式若干常用的时序逻辑电路n测试；仿真演示时序逻辑电路的设计方法m用硬件描述语言Verilog1HDL描述时序逻辑电路硬件描述语言的基本概念Vivado平台2Verilog HDL语言的基本程启发式的使用；硬件描述序结构本章结束案例式语言简介期末考试Verilog硬件VerilogHDL描述逻辑门、研讨式描述语言组合逻辑和时序逻辑的基2本方法三、考核方式考核项目考核内容考核方式分值或占比期末考试闭卷 40课程教学内容期中考试闭卷20前4章课程教学内容出勤率和课堂参与度考勤、课堂讨论、课堂展示等课堂表现40及作业课后习题提交作业四、教学资源推荐教材张虹，电路与电子技术（第六版）·北京航空航天大学出版社，2020

触发器的触发方式 寄存器 2 时序逻辑 电路 时序逻辑电路的基本概念 3 启发式 案例式 研讨式 仿真演示 课后练习 仿真软件 Multisim 模 拟设计时序 逻辑电路并 测试； 时序逻辑电路的描述方法 时序逻辑电路的分析方法 及步骤 若干常用的时序逻辑电路 5 时序逻辑电路的设计方法 3 用硬件描述语言 Verilog HDL 描述时序逻辑电路 1 硬件描述 语言简介 硬件描述语言的基本概念 2 启发式 案例式 研讨式 本章结束 期末考试 Vivado 平台 的使用； Verilog 硬件 描述语言 Verilog HDL 语言的基本程 序结构 Verilog HDL 描述逻辑门、 组合逻辑和时序逻辑的基 本方法 2 三、考核方式 考核项目 考核内容 考核方式 分值或占比 期末考试 课程教学内容 闭卷 40 期中考试 前 4 章课程教学内容 闭卷 20 课堂表现 及作业 出勤率和课堂参与度 课后习题 考勤、课堂讨论、课堂展示等 提交作业 40 四、教学资源 推荐教材 张虹.电路与电子技术（第六版）.北京航空航天大学出版社，2020

[1]阁石主编.数字电子技术基础（第六版）.高等教育出版社，2016.[2]曹汉房，数字电路与逻辑设计（第五版.华中科技大学出版社，2010[3]廉玉欣.基于XilinxVivado的数字逻辑实验教程.电子工业出版社,2016参考材料[4]夏宇闻.Verilog数字系统设计教程.北京航空航天大学出版社,2013[5]聂典，丁伟.Multisim10计算机仿真在电子电路设计中的应用.电子工业出版社,2009[6]谭会生，张昌凡，EDA技术及应用-VerilogHDL版（第四版）：西安电子科技大学出版社，2016教务处网络教学综合平台：课程资源http://pt.csust.edu.cn/meol/jpk/course/blended_module/index.jsp?courseld=58429综合考虑专业需要、学时及后续课程，3.5ECL集成电路、5.5.2动态随机存储器(DRAM）、6.4.3异步时序逻辑电路的设计方法、6.4.4复杂时序逻辑电路的设计、8数模和模-数转换不进行课堂讲授，仅作为有意深入学习学生的自学内容。教材分析与处理针对硬件描述语言VerilogHDL课程教材中内容只是蜻蜓点水，增加自学参考教材《Verilog数字系统设计教程》；针对FPGA设计平台Vivado，增加自学参考教材《基于XilinxVivado的数字逻辑实验教程》分课时教案知识单元名课次第1讲课程导学、数制和码制称学时2授课类型理论课讨论课口实验课口习题课口其他口了解课程目标、课程内容、课程考核方式理解数字信号的表现形式，掌握数制和码制的概念；掌握常用数制的表示方法及其课程目标与转换的方法；掌握二进制运算的方法和特点，理解反码、补码和补码的运算原理；要求理解常用编码及其特点，以达成课程目标1中的掌握数制和码制的概念及应用"部分内容

参考材料 [1]阎石主编.数字电子技术基础（第六版）.高等教育出版社，2016. [2]曹汉房．数字电路与逻辑设计（第五版）.华中科技大学出版社，2010. [3]廉玉欣.基于 Xilinx Vivado 的数字逻辑实验教程.电子工业出版社, 2016. [4]夏宇闻. Verilog 数字系统设计教程.北京航空航天大学出版社, 2013. [5]聂典,丁伟. Multisim 10 计算机仿真在电子电路设计中的应用.电子工业出版社, 2009. [6]谭会生，张昌凡．EDA 技术及应用-Verilog HDL 版（第四版）．西安电子科技大学出 版社，2016. 课程资源 教务处网络教学综合平台： http://pt.csust.edu.cn/meol/jpk/course/blended_module/index.jsp?courseId=58429 教材分析 与处理 综合考虑专业需要、学时及后续课程，3.5ECL 集成电路、5.5.2 动态随机存储器 （DRAM）、6.4.3 异步时序逻辑电路的设计方法、6.4.4 复杂时序逻辑电路的设计、8 数- 模和模-数转换不进行课堂讲授，仅作为有意深入学习学生的自学内容。 针对硬件描述语言 VerilogHDL 课程教材中内容只是蜻蜓点水，增加自学参考教材 《Verilog 数字系统设计教程》；针对 FPGA 设计平台 Vivado，增加自学参考教材《基于 Xilinx Vivado 的数字逻辑实验教程》 分课时教案 知识单元名 称 课程导学、数制和码制 课次 第 1 讲 授课类型 理论课■讨论课□实验课□习题课□其他□ 学时 2 课程目标与 要求 了解课程目标、课程内容、课程考核方式； 理解数字信号的表现形式，掌握数制和码制的概念；掌握常用数制的表示方法及其 转换的方法；掌握二进制运算的方法和特点，理解反码、补码和补码的运算原理； 理解常用编码及其特点，以达成课程目标 1 中的“掌握数制和码制的概念及应用”部 分内容