《数字电子技术基础》第5版阎石绪论课件.ppt

* 数字电路与逻辑设计 开课学院：机电工程学院 主讲教师：刘宇刚 学时数：54 学分：3 典型应用 电子器件的发展 设计方法的变化 参考书 绪 论 数字电路的特点 学习方法 考核方法 数字电路的特点 ? 模拟电路与数字电路的区别 模拟电路： 处理的信号是时间上连续的信号 数字电路： 处理的信号是离散的信号 1. 工作信号是离散的，因此电路中工作的半导体管多数工作在开关状态。 如二极管工作在导通和截止态 三极管工作在饱和态和截止态 2. 研究对象是输入和输出的逻辑关系，因此主要的分析工具是逻辑代数，表达电路的功能主要是真值表、逻辑表达式及波形图等。 数字电路的特点 ? 数字电路的特点 计算机 通信（DSP应用） 电视（高清晰度） 将来通信的发展趋势： 软件无线电 单片机 + DSP + FPGA 返 回 典型应用 会议电视 数字移动蜂窝电话 家庭信息中心 虚拟教育 数字相机 自动驾驶汽车 视觉感应器 数据存储与处理 返回 集 成 电 路 绪 论 二、电子器件的发展 电 子 管 晶 体 管 分 立 元 件 （ （ SSI（100以下） MSI（〈103） LSI（〈104） 超大规模 VLSI （105以上） 1906年，福雷斯特等发明了电子管；电子管体 积大、重量重、耗电大、寿命短。世界上第一 台计算机用了1.8万只电子管，占地170平方米， 重30吨，耗电150W。目前在一些大功率发射 装置中使用。 1948年，肖克利等发明了晶体管，其 性能在体积、重量方面明显优于电子 管，但器件较多时由分立元件组成的 分立电路体积大、焊点多、电路的可 靠性差。 1960年集成电路出现，成千上万个器件集成在一块芯片，大大促进了电子学的发展，尤其促进数字电路和微型计算机的飞速发展。 芯片中集成上万个 等效门，目前高的 已达上百万门。 绪 论 三、设计方法的变化 ? 传统的设计方法： ? 现代的设计方法： 纯硬件电路逻辑设计，采用试凑法；比较适合分立元件及小规模集成电路的设计，所设计电路需反复调试，而且所用的元器件较多，出问题几率较高，电路的可靠性较差 从传统的硬件逻辑设计发展为硬件逻辑设计、软件逻辑设计及兼有两者优点的集成电路ASIC设计。采用从上到下或从下到上设计方法，出现了相应的电子设计自动化技术（EDA）和复杂电路的测试技术。 返 回 绪 论 EDA技术以计算机为基本工具、借助于软件设计平台，自动完成数字系统的逻辑综合、布局布线、仿真等工作。最后下载到芯片，实现方案。 1、设计： 在计算机上利用软件平台进行设计 设计方法 原理图设计 VHDL语言设计 状态机设计 ? EDA技术： 返 回 绪 论 2、仿真 3、下载 4、验证结果 实验板 下载线 返 回 学 习 方 法 ? 保证基础 熟练掌握有关逻辑设计的基础知识、设计方法 ? 中小规模集成电路 理解电路的逻辑功能 应用它设计逻辑电路 ? 数字系统 掌握从上到下的现代数字系统的设计方法，学会使用EDA软件设计平台 贯穿课程的始终的是： 逻辑设计 考核 方 法 由于数字电路的教学内容及结构作了较大幅度的调整，实验教学比例的加大必然带来考核方法的改革 考核方法： 平时 —20% 实验成绩不及格，则理论成绩为不及格 能使用EDA软件进行数字系统设计加10分 期末—80% 参 考 资 料 基本部分 1. 数字系统设计基础 沈嗣昌 航空工业出版社 2. 数字电路与系统 刘宝琴 清华大学出版社 3. 数字设计 张 著 北京理工大学出版社 可编程逻辑器件及VHDL语言 ALTERA可编程逻辑器件及其应用 刘宝琴 清华大学出版社 可编程专用集成电路原理、设计和应用 孟宪元 电子工业出版社 VHDL语言与数字逻辑电路设计 侯伯亨 西安电子科技大学出版社 返 回 著者：王尔乾 巴林风 著者：刘宝琴 清 华 大 学 出 版 社 参 考 资 料 返 回 * * * * *