数字电路课程要点.doc
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数字设计 15
数字电子技术发展，目前各类教材的体系和内容都难以适应难免存在不足之处。
便于学生更好地理解与掌握这一技术的思想要点，具体课程的组织安排，特编写本文，方便于学生的预习和复习。
作为一种简写的讲稿，课程内容分为，并具体划分到课。对课给出内容提纲、参考教材章节目录同时附加了较为丰富的课程设计题目，供学生选择。
课程总体安排，课
一部分：的标准设计第系统的标准设计
第2章 逻辑单元的电路设计
第3章 信号编码与运算
第二部分：组合优化设计逻辑单元的组合设计
第5章 基于功能单元的组合设计
第6章 基于集成块的组合设计
第三部分：时序控制设计控制
第8章 同步状态机与移位寄存器
第1次课（1-1）
开题：（1学时）
数字设计的目标
系统的硬件设计
芯片上的数字集成电路设计商用集成块进行设计
的内容
标准设计（标准单元及连接方式）
组合设计：选用逻辑单元或运算单元进行最佳组合设计
时序设计：对运算流程进行控制，根据状态结果发布指令；
安排：
讲解章节安排与教材的关系—文档
学习特点考核方式
自学与结合：资料查找与综述
的：课堂练习、课程设计课后作业
课后作业： 参考书选择：
到图书馆查找最新的数字电路参考书
记下书名、作者、出版单位及时间；
分析其
给出你对比的结论：课程的印象
设计的表述方式：论文国内教学刊物上查找5短小的论文论文题目、作者、刊物、时间等信息；
论文的基本格式，了解科技小论文的基本构成要素；
这些要素为基础，你的结果表达为篇小论文：
“科技小论文的”
第一章 数字系统的标准设计
数字系统
数字信号进行
数字信号特点
离散：存在分辨的稳定状态—数字表达
表达：有限位数—有限状态状态可以列表罗列；
状态导致输出状态变化：输入状态决定输出状态
真值表设计步骤
输入状态数量，并串表达；
输入状态按照二进制串升序排列；
每个输入状态，指定的输出状态，并用二进制串表达。
真值表设计例
3位表决器
素数检测器
4最低位加加法器参考章节：
第4章：4.1
第2次课（1-2）
基本逻辑运算的导
自顶向下（Top-down）分割设计
仅从端口进行分析
子系统的端口数量可能少于系统整体；
输出端的分割
输出系统：逻辑判断系统
系统的并行设计
系统输入端的分割：
极端的系统--输入逻辑运算
合并的需要--2逻辑、或运算
逻辑的组合—符号表达与非、或非
多输入与、多输入或
2输入逻辑的数量分析参考章节：
3次课（1-3）
数字系统的
展开定理证明—运算完备性 完备证明方法：真值表对应
定理的对系统的分解设计
展开定理的推广
系统完全表达为基本逻辑运算的组合；表达的引入：变量的乘积项---最小项
最小项的特点输入状态的对应：输入状态中变量的乘积项；
变量与反变量—与二进制串的关系；为最小：该乘积取概率
标准和、最小和真值表采用最小项和形式表达；
输出为对应最小项出现：“1”的列表；
顺序规则
非优先，然后是与（乘积），最后是或（加和；
图表达
信号从左向传输：每个器件输入在左，输出在右，无需箭头表达器阵列---变量总线---门阵列---或门阵列
尽量标注于器件输出端分支一律采用三分支方式，十字连接
标准和设计的例
3位表决器
4位素数检测器参考章节：
4次课（2-1）
第二章 逻辑单元的电路设计
逻辑量的电平对应电平电平 理想电平：正电源、接
逻辑运算的简单实现与、二极管或、三级管反相器
逻辑的问题：
理想电平的偏差、静态电流与功耗
电路的思想
通过开关获取理想电平；
开关控制输出输入至少控制开关 互补开关静态电流；
器件原理
栅极电场吸引载流子形成导电沟道；
载流子：的开关控制特性
加强吸引：
电平的作用，对电平的传输能力
基本逻辑的实现
输入器件：反相器
2器件：的互补性
非、或非：一定有反相？
、或的构成：后接反相器
CMOS的扩展
：
每个输入控制P1N；n输入器件晶体管构成；联表达与，并联表达或；
器件输出必定含有反相；3输入基本器件分析AOI、OAI
多输入逻辑分析：设计比分解设计晶体管更少？
路门设计
用上拉电阻取代；
端可以连接，实现“线与”运算
教材参考章节：
3章：3.1—3.3、3.7、3.10
第5次课（2-2）
MOS器件的静态模型
导通电阻，该电阻与栅极电压有关；
输入变化时，输出状态随之变化：电压转移特性的表达
电平容限的选择
放大高电平、低电平输出电平容限的差异：噪声容限
指标的表达方式：电压/、输入、电平电平、最大值小值：对噪声的抑制，电平状态的理想化
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