数字逻辑电路教学大纲
数字逻辑电路教学大纲
课程名称:数字逻辑电路
课程英文译名:Digital Logic Circuits
课内总学时:66 学分:4
开课学院:电子信息学院开课教研室:教学部
课程编号:课程类别:分院定必修
面向专业:电子信息
一、课程的任务和目的
目前,数字技术已经广泛地应用于通信、电子计算机、电视、雷达、自动控制、电子测量仪表等各个科学领域。这不仅是因为脉冲与数字逻辑电路相对于模拟电路有一系列优点(抗干扰能力强,保密性强),而且还能应用电子计算机进行信息处理和控制,形成以计算机为中心的自动交换通讯网,促进测量仪表和测量系统的自动化、智能化。因此,《数字逻辑电路》是电子工程、通信工程及计算机等专业的主要技术基础课。
本课程是一门实践性、工程性很强的技术基础课,要掌握课程内容,并能分析、设计数字系统,不仅要重视理论知识,而且还要注意实验技能,这样才能全面地培养解决脉冲与数字逻辑电路实际问题的能力,同时也为学习《微机原理及应用》、《数字系统设计》、《EDA》等后续课程奠定扎实基础。
二、课程内容与基本要求
(一)双极型和单极型晶体管开关特性
掌握半导体二极管及晶体三极管的大信号分区等效电路及实际应用——二极管限幅器和钳位器,以及晶体管反相器,理解二极管和三极管的大信号开关特性及其主要参数。掌握波形瞬态分析方法及其主要参数工程估算的方法。
(二)脉冲波形产生和整形电路
掌握几种典型脉冲电路的形式,理解电路的基本工作原理,熟悉工作波形分析,理解各种单稳触发器触发方式。了解电路的主要技术指标及简单应用。
熟悉典型中规模功能块(例如555定时器,74LS121集成单稳,CC40106施密特触发器)形成的脉冲电路。了解锯齿波形成的基本电路。
(三)数制与编码
理解BIN、DEC、BCD及Gray码的特点,掌握码制之间的相互转换的方法,熟悉原码、反码、补码的基本概念及表示方法,理解常用的BCD码的编码规律,了解ISO及ASCII 码的编码规则。
(四)逻辑代数
掌握逻辑代数的基本定理和定律,常用公式及三大规则(代入、反演、对偶),熟悉逻辑代数的各种表示方法(真值表、表达式及逻辑图等),理解各种逻辑门的图形符号,理解最大项、最小项的基本概念及标准与或式,标准或与式的表示方法。掌握逻辑代数变换技巧及逻辑代数化简方法——代数法和卡诺图法,理解约束项的概念,理解正负逻辑体制,理解电平概念。
(五)逻辑门
了解典型TTL集成电路和MOS集成电路的基本工作原理,掌握典型TTL与非门主要外部特性(例如电压传输特性、输入特性、输出特性和电源特性等),熟悉一些主要参数,理解OC门和TS门的图形符号及逻辑功能,了解其正确应用及注意事项,掌握CMOS基本逻辑门的功能和主要外特性,了解ECL及其它MOS门的主要特点。
(六)组合逻辑电路
了解组合逻辑电路的特点,掌握组合逻辑电路的分析方法,掌握组合逻辑电路的设计方法。熟悉常用中规模组合功能块的基本概念,及它们的功能表及表达式(例如:编码器、变量译码器、显示译码器、数据选择器、数据分配器、加法器、减法器等运算电路、数值比较器和奇偶发生/检测器等),掌握各种功能块主要应用(例如:扩展、码组变换、实现组合函数等)。了解组合逻辑电路竞争和险象的产生原因及消除方法。
(七)触发器
了解触发器因具有记忆功能而成为存储数字信号的最基本的单元电路,掌握几种常用触发器的逻辑功能(例如:RS触发器、D触发器、JK触发器、T触发器)及描述逻辑功能的几种方法:特性表、特性方程、状态图、激励表及波形图等;掌握几种常用触发器的工作特性(例如:基本触发器、同步触发器、主从触发器、边沿触发器的翻转特性),了解各种触发器之间的互相转换的方法。
(八)时序逻辑电路
了解时序逻辑电路与组合逻辑电路的区别,了解同步时序电路和异步时序电路的区别;掌握时序逻辑电路的分析方法、掌握典型的同步时序逻辑电路的设计方法,了解异步时序逻辑电路的分析和设计方法。。熟悉常用计数器、寄存器、移位寄存器等中规模功能块74LS290、74LS161、74LS160、74LS194、74LS195等的功能表,掌握应用功能块来设计N进制计数器、环形及扭环计数器等。掌握序列信号发生器和序列信号检测器的分析和设计。(九)半导体存储器及可编程逻辑器件PLD
了解存储器ROM、RAM、PROM的基本结构,基本工作模式及容量扩展方法,了解ROM、PLA、PAL及GAL的特性及它们之间区别,介绍专用集成电路ASIC的基本概念及它的分类(门阵列、标准单元及可编程逻辑器件PLD)。
掌握可编程逻辑器件的基本工作原理,掌握应用可编程逻辑器件实现组合逻辑电路和时序逻辑电路的基本方法。了解数字系统设计。
了解硬件描述语言。了解数字电路中的边界扫描技术。了解JTAG标准电路。
(十)数模(D/A)及模数(A/D)转换
了解D/A、A/D转换的意义和作用,掌握D/A、A/D转换器的工作原理,熟悉几种典型A/D、D/A电路形式(倒T形D/A转换器、并行A/D转换器);理解A/D转换的基本步骤,掌握取样定理的基本概念。
熟悉D/A、A/D转换主要指标(分辨率、分解度、转换速度等)。
三、实践环节及基本要求
与本课程有关的实验,由“数字逻辑电路实验”课承担。
四、与各课程的联系
先修课程:
电路分析、信号与线性系统、低频电子线路等。
后续课程:
计算机组成原理、微机原理,EDA技术、数字系统设计等。
五、对学生能力培养的要求
1.通过对组合逻辑电路、时序逻辑电路和脉冲波形的产生电路分析和研究,初步具有看
懂简单数字装置逻辑图的能力。
2.通过中规模功能块的功能表的学习和应用,具有查阅集成电路产品手册的能力。
3.能借助于集成电路手册,辨析集成器件性能(抗干扰能力、功耗特性、速度和负载能力)优劣。
4.具有设计简单数字逻辑电路的能力。为数字系统设计作基础。
六、学时分配
总学时:66学时。(总学时:51学时)
(一)双极型和单极型晶体管开关特性4学时(3学时)
(二)脉冲波形变换和脉冲波形产生电路8学时(4学时)
(三)数制与编码2学时(2学时)
(四)逻辑代数6学时(5学时)
(五)逻辑门6学时(5学时)
(六)组合逻辑电路12学时(10学时)
(七)触发器6学时(6学时)
(八)时序逻辑电路12学时(10学时)
(九)大规模存储器6学时(4学时)
(十)数模与模数转换4学时(2学时)
七、教材与参考书
1.数字电路,龚之春,电子科技大学出版社,1999。
2.数字电子技术,[美]Thomas L.Floyd著余璆改编,电子工业出版社,2006。
3.Verilog数字系统设计教程,夏宇闻,北京航空航天大学出版社,2003。
4.数字电路与系统,刘宝琴,清华大学出版社,1993。
5.脉冲与数字电路,王毓银,高等教育出版社,1999。
6.数学逻辑及数字集成电路,王尔乾等编,清华大学出版社,1994。
7.数字电子技术基础习题指南,唐竟新,清华大学出版社,1993。
8.数字系统导论,[美]J.帕尔默,D. 帕尔曼,科学出版社,2002。
9.数字原理,[美]R.L.托克海姆,科学出版社,2002。
10.数字电子技术基础简明教程,余孟尝,清华大学出版社,1999。
八、说明
1.本课程要求理论课内外学时比例1∶1,要求学生独立完成习题,加深理解基本概念,同时加强实验和动手能力训练,有条件可介绍一些有关的课外资料,使学生能提高综合分析问题能力。
2.本课程部分内容可以采用CAI教学,以提高课堂效率,增加信息量,开阔学生视野。
3.本大纲按66学时制订,对学时较少的专业,其内容可酌情减少(见学时分配括号内的学时安排)。
(执笔:任兵)2006/06/06
数字图像处理教学大纲(2014新版)
数字图像处理 课程编码:3073009223 课程名称:数字图像处理 总学分: 2 总学时:32 (讲课28,实验4) 课程英文名称:Digital Image Processing 先修课程:概率论与数理统计、线性代数、C++程序设计 适用专业:自动化专业等 一、课程性质、地位和任务 数字图像处理课程是自动化专业的专业选修课。本课程着重于培养学生解决智能化检测与控制中应用问题的初步能力,为在计算机视觉、模式识别等领域从事研究与开发打下坚实的理论基础。主要任务是学习数字图像处理的基本概念、基本原理、实现方法和实用技术,并能应用这些基本方法开发数字图像处理系统,为学习图像处理新方法奠定理论基础。 二、教学目标及要求 1.了解图像处理的概念及图像处理系统组成。 2.掌握数字图像处理中的灰度变换和空间滤波的各种方法。 3.了解图像变换,主要是离散和快速傅里叶变换等的原理及性质。 4.理解图像复原与重建技术中空间域和频域滤波的各种方法。 5. 理解解彩色图像的基础概念、模型和处理方法。 6. 了解形态学图像处理技术。 7. 了解图像分割的基本概念和方法。 三、教学内容及安排 第一章:绪论(2学时) 教学目标:了解数字图像处理的基本概念,发展历史,应用领域和研究内容。通过大量的实例讲解数字图像处理的应用领域;了解数字图像处理的基本步骤;了解图像处理系统的组成。 重点难点:数字图像处理基本步骤和图像处理系统的各组成部分构成。 1.1 什么是数字图像处理 1.2 数字图像处理的起源
1.3.1 伽马射线成像 1.3.2 X射线成像 1.3.3 紫外波段成像 1.3.4 可见光及红外波段成像 1.3.5 微波波段成像 1.3.6 无线电波成像 1.3.7 使用其他成像方式的例子 1.4 数字图像处理的基本步骤 1.5 图像处理系统的组成 第二章:数字图像基础(4学时) 教学目标:了解视觉感知要素;了解几种常用的图像获取方法;掌握图像的数字化过程及其图像分辨率之间的关系;掌握像素间的联系的概念;了解数字图像处理中的常用数学工具。 重点难点:要求重点掌握图像数字化过程及图像中像素的联系。 2.1 视觉感知要素(1学时) 2.1.1 人眼的构造 2.1.2 眼镜中图像的形成 2.1.3 亮度适应和辨别 2.2 光和电磁波谱 2.3 图像感知和获取(1学时) 2.3.1 用单个传感器获取图像 2.3.2 用条带传感器获取图像 2.3.3 用传感器阵列获取图像 2.3.4 简单的图像形成模型 2.4 图像取样和量化(1学时) 2.4.1 取样和量化的基本概念 2.4.2 数字图像表示 2.4.3 空间和灰度级分辨率 2.4.4 图像内插 2.5 像素间的一些基本关系(1学时) 2.5.1 相邻像素 2.5.2 临接性、连通性、区域和边界 2.5.3 距离度量 2.6 数字图像处理中所用数学工具的介绍 2.6.1 阵列与矩阵操作
《数字逻辑》课程实验教学大纲
《数字逻辑》课程实验教学大纲 一、课程基本信息 1.课程代码:BCim8014 2.课程名称:数字逻辑 3.课程英文名称:Digital Logic 4.课程性质:专业必修课 5.课程适用层次:本科 6.课程使用对象:计算机科学与技术专业 7.总学时:48学时(其中实验12学时) 8.学分:3 9. 先修课程:大学计算机基础、电子电路基础 二、课程概述 《数字逻辑》课程是计算机科学与技术专业基础课程,是计算机组成与结构、微机原理等硬件类课程的先导课程,它对理解计算机的工作原理有十分重要的作用。本课程使学生掌握数字逻辑方面的基本理论、基本知识和基本技能,具有分析数字逻辑电路方面的基本方法以及设计电路的能力,为后续计算机硬件类课程打下基础,也为深入理解计算机的工作原理提供理论及实践基础。 本课程的基本内容: 介绍逻辑设计的理论基础和逻辑电路的分析和设计方法,重点讲述组合逻辑电路和同步时序逻辑电路的分析和设计。 本课程的教学要求: 要求学生掌握数字逻辑的基本概念、基本理论、基本方法,具备一定的对逻辑电路的分析、设计和调试的能力。要求学生能以逻辑代数为工具,熟练掌握对各类组合电路、同步时序电路、异步时序电路的基本逻辑单元进行逻辑分析和设计,并在了解电子设计自动化的基础上,基本掌握数字系统的设计过程。 本课程的先修课是大学计算机基础、电子电路基础。 三、实践教学安排 第三章组合逻辑 实验学时:6 项目1:基本门电路的逻辑功能测试 实验学时:3 实验目的与要求: 1.测试与门、或门、非门、与非门、或非门与异或门的逻辑功能 2.熟悉扩展板与主电路板的连接与使用 3.了解测试的方法与测试的原理 实验主要仪器、设备: 1.数字逻辑电路实验箱 2.数字逻辑电路实验箱扩展板 3.双踪示波器,数字万用表 4.相应74LS系列、或74HC系列芯片
电工电子技术课程教学大纲
电工电子技术课程教学大纲
一、课程的地位、目的和任务 本课程地位:掌握实验室常用电工电子仪器的使用方法;掌握电子技术必要的基本理论、基本知识和基本技能;了解电子技术的应用和发展概况;为学习后续课程以及从事与本专业有关的工程技术等工作打下一定的基础。 本课程目的: 本课程包含两大方面的内容,即电工技术与电子技术,目的是培养学生掌握电工技木和电子技术的基础理论知识和实验技能,并在实验实月训基础上,能根据机电设备的运行要求,完成继电器-接触器控制电路的设计与调试。 本课程任务: 1.掌握电工技术领域中基本理论、基本知识和基本分析方法;初步掌握一般电路和电子电路的分析方法。 2.了解常用电子器件的作用和功能,并能正确使用 3.受到必要的实验技能训练,能使用最常用的电工电子仪表,能独立完成不太复杂的电工电子实验,养成严谨的科学作风。 4.了解电工电子技术领域中的新理论、新技术、新知识。 二、本课程与其它课程的联系 前修课程:高等数学、普通物理。一 后修课程:单片机原理与接口技术、机电传动与控制等。 三、教学内容及要求 教学要求: 第一章电路的基本概念和基本定律
第二章电路的稳态分析 教学要求: 通过支路电流法、结点电压法、叠加定理、戴维南 定理、诺顿定理的学习;深入理解正弦电压与电流;正 弦量的相量表示法;电阻、电容、电感、兀件的交流电 路;电阻、电感与电容串联的交流电路;复杂交流电路 的分析与计算;功率因数的提高;三相电源;负载星形 联接的三相电路;负载三角形联接的三相电路;三相电 路的功率。 一 重点:戴维南定理;正弦量的相量表示法;电阻、 电感与电容串联的交流电路;三相电源;三相电路的功 率。、 、亠、 亠 难点:电阻、电感与电容串联的交流电路;复杂交 流电路的分析与计算;负载星形联接的三相电路。 教学内容: 模型通过电路的基本概念及和电的作用与號部分姆路 律;电源有载工作、开路与短路;基尔霍夫定律;电路 律;电源有载工作、开路与短路;基尔霍夫定律; 中电位的概念及计算等 重点:欧姆定律;基尔霍夫定律;电路中电位的概 念及计算 难点:电路的基本定律、电路的基本分析方法。 教学内容: 概念 第一节电路的基本 (四) 路元件 电路的组成及其作用 电路模型 电路的基本物理量及其参考方向 电气设备的额定值及电路的工作状态 第二节基本理想电 (四) (五 ) 电阻元件 电容元件 电感兀件 电压源 电流源 第三节基尔霍夫定 基尔霍夫电流定律
数字图像处理研研究生课程教学大纲
《数字图像处理》研研究生课程教学大纲 (课程编号S009108 学分-学时-上机 3-54-12) 东南大学计算机科学与工程学院 一、课程的性质与目的 本课程为计算机科学与技术一级学科中图像处理与科学可视化方向的重要专业课,包含了该专业方向学生必须掌握的专业知识。 通过课程学习,学生除了掌握必须的专业技术知识外,还需要了解该方向的研究前沿,提高阅读专业学术资料和解决实际问题的能力。 二、课程内容的教学要求 本课程采用讲课+自学+讨论的教学模式。其中,讲课环节以综述为主,重点介绍各知识点的问题提出、解决思路、主要算法、评估;自学环节需要学生阅读专业论文并进行实验,得出结论;讨论环节由学生进行论文阅读及实验结论的交流,加深理解,并由此了解研究前沿。 讲课课时安排(24课时): 1.数字图像处理概述(3):数字图像处理技术的发展历史,包含的主要内容,应 用,相关的学科方向 2.线性系统分析方法、傅里叶变换(3):复习线性系统基本知识,复习一维傅里 叶变换,掌握二维傅氏变换及性质,线性滤波器设计。 3.图像几何变换及插值(3):图像几何变换应用,重点插值方法 4.图像增强综述(6):图像增强的目的,算法分类,各类算法的基本原理及性能 5.图像分割综述(6):图像分割的目的,算法分类,各类算法的基本原理及性能 6.图像压缩综述(3):图像压缩的目的,算法分类,各类算法的基本原理及性能, JPEG标准简介 实验及讨论课时安排(30课时): 1.图像插值(实验3 +讨论3) 2.图像增强(实验3 +讨论3) 3.图像分割(实验3 +讨论3) 4.图像压缩(实验3+讨论3) 5.课程论文(讨论6) 三、上机实验要求 实现选择算法,并给出实验结果及算法性能评估数据。 四、能力培养的要求 1.自学能力的培养:提高学生自学及查阅学术文献的能力。 2.分析能力和实验能力的培养:要求学生能够实现文献提供的算法,并能自主给出算 法性能的评价。 3.科研和创新能力的培养:培养独立思考、深入钻研问题的习惯,提高学术交流能力。
数字系统与逻辑设计课程教学大纲
《数字系统与逻辑设计》课程教学大纲 课程名称:数字系统与逻辑设计课程代码:TELE1005 英文名称:Digital System and Logic Design 课程性质:专业必修课程学分/学时:3.5/72 开课学期:第3学期 适用专业:微电子科学与工程、电子科学与技术等 先修课程:电路分析 后续课程: 开课单位:电子信息学院课程负责人:黄旭 大纲执笔人:黄旭大纲审核人:X 一、课程性质和教学目标(在人才培养中的地位与性质及主要内容,指明学生需掌握知识与能力及其应达到的水平) 课程性质:本课程是通信工程、信息工程、电子信息工程等电子信息类专业的一门重要专业基础课,是通信工程专业的必修主干课。 教学目标:本课程主要讲授数字逻辑的基本知识及数字逻辑电路的分析方法和设计方法。通过理论教学与实验教学相结合,使学生能建立数字系统完整的总体概念,掌握数字逻辑电路的基本概念、基本分析方法和设计方法以及若干典型的中、小规模集成电路的功能及应用,具备一定的数字电路分析和设计能力,培养学生分析问题和解决问题的能力,为后续课程打下理论和技术基础。本课程的具体教学目标如下: 1、掌握逻辑代数和数字逻辑电路的基础知识,能将其用于实际工程问题的分析。【1.4】 2、具备对数字逻辑器件的特性和功能进行分析的能力,能够对组合逻辑电路和时序逻 辑电路进行描述和分析,能够分析典型脉冲电路、半导体存储器以及数模和模数转换电路的结构和原理,并针对实际工程问题和应用对象进行器件和参数的选择。【2.2】 3、具备对数字逻辑电路进行初步设计的能力,能运用基本原理和方法,根据设计要求完 成数字逻辑电路(组合逻辑电路、时序逻辑电路)的设计。【3.2】 4、通过实验教学,能够对数字逻辑电路的相关知识和方法进行研究与实验验证。【3.2】 二、课程目标与毕业要求的对应关系(明确本课程知识与能力重点符合标准哪几条毕业要求指标点)
《电工电子技术》教学大纲
《电工与电子技术》教学大纲 课程名称:电工电子技术课程类别:职业基础课 学时: 88 学分: 4.5 适用专业:机械类所有专业 先修课程:工程数学(含线代) 一、课程教学目标 《电工电子技术》是一门具有较强实践性的职业基础课程。通过本课程的学习,学生可以获得电工和电子技术的基本理论和基本技能。为学习后续课程和专业课打好基础,也为今后从事工程技术工作和科学研究奠定一定的理论基础。 课程的任务在于培养学生的科学思维能力,树立理论联系实际的工程观点,提高学生分析问题和解决问题的能力。 二、教学内容及基本要求 1、电路 (1)了解电路的作用和组成,电路的三种状态。 (2)了解电路主要物理量的定义。 (3)掌握电流、电压的参考方向。 2、电路的基本元件 (1)了解电阻、电感和电容元件的特性。 (2)掌握电源的两种模型及外特性。 3、电路的基本定律 (1)了解欧姆定律和基尔霍夫定律的主要内容。 (2)掌握用欧姆定律和基尔霍夫定律分析电路的方法。 4、电路的分析方法 (1)掌握用支路电流法,叠加原理,戴维南定理分析电路。 (2)学会运用电压源、电流源的互换方法。 5、正弦交流电路基础 (1)掌握正弦量的相量表示法。 (2)了解正弦量的三要素。 (3)掌握分析单一参数元件的交流电路。 6、正弦交流电路的分析方法 (1)了解谐振的基本概念以及RLC串联电路与并联电路的谐振条件和特点。 (2)掌握RLC串联电路中电压与电流的关系及功率的计算。 (3)掌握阻抗串、并联电路的分析、计算方法,提高功率因数的方法。 7、三相正弦交流电路 (1)了解了解三相交流电的产生。 (2)掌握三相交流电的表示方法。 (3)掌握负载两种连接形式的相、线电压,相、线电流的关系。