数字电路课程设计71页PPT
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《数字电路课程设计》课件
06
总结与展望
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
课程设计的总结与反思
设计成果展示
详细介绍了学生们的数字 电路设计作品，包括电路 图、实现功能和性能指标 等。
经验教训
总结了在课程设计过程中 遇到的问题和困难，以及 如何克服这些问题的经验 和教训。
改进方向
针对课程设计的不足之处 ，提出了改进和完善的方 向，以提升未来课程设计 的水平和质量。
仿真验证
通过仿真软件对电路的功能和 性能进行验证。
确定设计目标
明确电路的功能需求、性能参 数和技术指标。
电路实现
将逻辑设计转换为实际的电路 结构，考虑门级电路的连接和 元件的布局。
实际制作
根据仿真结果，调整电路设计 ，并进行实际制作。
数字电路的硬件描述语言
VHDL（VHSIC Hardware Description Language）：用于描述 数字电路和系统的行为、结构和连接 的语言。
ERA
课程设计的目的和意义
目的
通过《数字电路课程设计》的实践，使学生掌握数字电路的基本知识和技能， 培养其分析、设计、制作和调试数字电路的能力，为后续专业课程的学习和实 际工作打下基础。
意义
数字电路是电子工程领域的重要基础，通过课程设计，学生可以加深对数字电 路的理解，提高实践能力和创新思维，培养团队协作精神，增强解决实际问题 的能力。
仿真与调试过程
在仿真过程中发现和修正设计错误，通过调试工具在 实际硬件上进行测试和验证。
数字电路的设计优化
01
02
03
面积优化
以最小化电路面积为目标 ，优化元件的布局和连接 ，降低成本。
《数字电路》课件
《数字电路》PPT课件
在这个《数字电路》的PPT课件中，我们将深入探讨数字电路的各个方面， 包括概述、引脚定义与图示、数字电路分类、基本逻辑门电路、组合逻辑电 路、时序逻辑电路、数字电路设计要点以及数字电路实验教学资源。
概述
什么是数字电路？
数字电路是由逻辑门组成的电子电路，用于 处理和存储数字信号。
3
译码器
译码器用于将输入编码成特定的输出， 常用于显示器和地址译码。
加法器
加法器用于将两个二进制数相加，常 用于算术运算和数据传输。
时序逻辑电路
触发器 计数器 移位寄存器
时序逻辑电路中用于存储和处理时序信息的 基本元件。
计数器是能够计数的时序逻辑电路。
移位寄存器用于完成数据的移位和存储操作。
数字电路设计要点
1 需求分析
明确电路设计的功能和性能要求。
2 逻辑设计
确定逻辑电路的实现方式电路的正确性和性能。
将逻辑设计好的电路转化为实际布线。
数字电路实验教学资源
数字电路实验板
实验板提供了学生进行数字电路实验的平台。
数字示波器
示波器用于观察和测量电路信号的波形。
逻辑分析仪
逻辑分析仪用于分析和调试数字电路的信号。
可编程逻辑控制器
可编程逻辑控制器用于控制和监控工业自动化系 统。
逻辑门用符号图示来表示不同的逻辑运算。
多路选择器
多路选择器能够实现多个输入的选择和输出。
触发器
触发器用于存储和处理时序信息。
数字电路分类
1 组合逻辑电路
2 时序逻辑电路
组合逻辑电路的输出仅由输入决定，没有 时钟信号。
时序逻辑电路的输出取决于输入和时钟信 号的组合。
3 存储器
在这个《数字电路》的PPT课件中，我们将深入探讨数字电路的各个方面， 包括概述、引脚定义与图示、数字电路分类、基本逻辑门电路、组合逻辑电 路、时序逻辑电路、数字电路设计要点以及数字电路实验教学资源。
概述
什么是数字电路？
数字电路是由逻辑门组成的电子电路，用于 处理和存储数字信号。
3
译码器
译码器用于将输入编码成特定的输出， 常用于显示器和地址译码。
加法器
加法器用于将两个二进制数相加，常 用于算术运算和数据传输。
时序逻辑电路
触发器 计数器 移位寄存器
时序逻辑电路中用于存储和处理时序信息的 基本元件。
计数器是能够计数的时序逻辑电路。
移位寄存器用于完成数据的移位和存储操作。
数字电路设计要点
1 需求分析
明确电路设计的功能和性能要求。
2 逻辑设计
确定逻辑电路的实现方式电路的正确性和性能。
将逻辑设计好的电路转化为实际布线。
数字电路实验教学资源
数字电路实验板
实验板提供了学生进行数字电路实验的平台。
数字示波器
示波器用于观察和测量电路信号的波形。
逻辑分析仪
逻辑分析仪用于分析和调试数字电路的信号。
可编程逻辑控制器
可编程逻辑控制器用于控制和监控工业自动化系 统。
逻辑门用符号图示来表示不同的逻辑运算。
多路选择器
多路选择器能够实现多个输入的选择和输出。
触发器
触发器用于存储和处理时序信息。
数字电路分类
1 组合逻辑电路
2 时序逻辑电路
组合逻辑电路的输出仅由输入决定，没有 时钟信号。
时序逻辑电路的输出取决于输入和时钟信 号的组合。
3 存储器
数字电路ppt课件
数字电路PPT课件
目录
• 数字电路概述 • 数字电路基础知识 • 数字电路设计 • 数字电路的测试与验证 • 数字电路的优化与改进 • 数字电路的未来发展
01
数字电路概述
定义与特点
定义
数字电路是处理离散的二进制信 号的电路，这些信号通常表示为 高电平（逻辑1）和低电平（逻辑 0）。
特点
数字电路具有高可靠性、高稳定 性、易于大规模集成等优点，广 泛应用于计算机、通信、控制等 领域。
光数字电路的发展需要解决光子器件 的集成度和可靠性问题，以及光信号 的稳定性和可控制性问题。
光数字电路利用光波导、光调制器和 光探测器等光子器件实现信号的传输 和处理，可应用于高速通信、并行计 算等领域。
THANKS
感谢观看
确保其正常工作。
故障诊断
故障定位
通过测试和分析，确定故障发生的位置和原 因。
故障排除
针对故障模式，采取相应的措施排除故障， 恢复数字电路的正常工作。
故障模式识别
根据故障的表现形式，识别出故障的模式。
故障预防
通过分析和总结，预防类似故障的再次发生 。
可靠性分析
可靠性评估
对数字电路的可靠性进行评估，包括 平均无故障时间、失效率等指标。
02
数字电路基础知识
逻辑门电路
与门
实现逻辑与运算，当输入都为 高电平时，输出为高电平。
或门
实现逻辑或运算，当输入中至 少有一个为高电平时，输出为 高电平。
非门
实现逻辑非运算，当输入为高 电平时，输出为低电平；当输 入为低电平时，输出为高电平 。
异或门
当两个输入不同时，输出为高 电平；当两个输入相同时，输
可重构电路设计
目录
• 数字电路概述 • 数字电路基础知识 • 数字电路设计 • 数字电路的测试与验证 • 数字电路的优化与改进 • 数字电路的未来发展
01
数字电路概述
定义与特点
定义
数字电路是处理离散的二进制信 号的电路，这些信号通常表示为 高电平（逻辑1）和低电平（逻辑 0）。
特点
数字电路具有高可靠性、高稳定 性、易于大规模集成等优点，广 泛应用于计算机、通信、控制等 领域。
光数字电路的发展需要解决光子器件 的集成度和可靠性问题，以及光信号 的稳定性和可控制性问题。
光数字电路利用光波导、光调制器和 光探测器等光子器件实现信号的传输 和处理，可应用于高速通信、并行计 算等领域。
THANKS
感谢观看
确保其正常工作。
故障诊断
故障定位
通过测试和分析，确定故障发生的位置和原 因。
故障排除
针对故障模式，采取相应的措施排除故障， 恢复数字电路的正常工作。
故障模式识别
根据故障的表现形式，识别出故障的模式。
故障预防
通过分析和总结，预防类似故障的再次发生 。
可靠性分析
可靠性评估
对数字电路的可靠性进行评估，包括 平均无故障时间、失效率等指标。
02
数字电路基础知识
逻辑门电路
与门
实现逻辑与运算，当输入都为 高电平时，输出为高电平。
或门
实现逻辑或运算，当输入中至 少有一个为高电平时，输出为 高电平。
非门
实现逻辑非运算，当输入为高 电平时，输出为低电平；当输 入为低电平时，输出为高电平 。
异或门
当两个输入不同时，输出为高 电平；当两个输入相同时，输
可重构电路设计
数字电路课程设计参考资料PPT课件
13
方案设计比较的内容
a.技术指标比较：比较各种设计方案能初步达 到的技术性能指标，同时考察其主要性能参 数的稳定性及设计技术的先进程度，优者选 之。
b.方案可靠性预计：预计各种不同设计方案的 可靠性，高者优选。
c.比较价值法：分析比较不同设计方案的比较 价值大小，高者选之。
14
产品的开发设计阶段③
二
进
制
译 码
逻 辑
清除
控
制
呼叫系统系统框图 50
设计题三 竞赛抢答器
要 求：1. 设计一个供四人参赛的抢答器，能准确分辨、记
录 2．主第持一人个没有有效宣按布下抢抢答答开键始者时，，并抢用答声不、起光作指用示。；主持 人宣布抢答开始时，按“开始”键，抢答开始，同 时 3．计启时动器计计时时器采计用时倒；计数的方式，以加强现场气氛， 增加紧迫感。若预定时间内无人抢答，自动给出 信号停止抢答，以免冷场。倒计数定时器的时间 可以随意预置；
12
产品的开发设计阶段②
在产品设计方案阶段进行的质量保证活动 主要有以下几项：
1. 仔细分析用户（或使用方）提供的任务需求 或产品开发设计任务书，明确产品应达到的 性能、可靠性、经济性等设计和规范质量指 标。
2. 根据前项任务需求，草拟出几种设计方案的 原理框图，并通过比较分析选择其中较优的 一种作为进行产品样机设计的依据。
54
设计题四 具有大小月份自动调节功能的日历钟
1.每月第一天是1号，每年的第一个月是1月，因
此日期、月份的计数必须从1开始。实现的方
设
法是，采用置数法控制计数器，使其每次溢出
2.选题、定方案（一人一组，认真选题） 3.上机仿真、调试 4.选用（购买）材料（自买自用，不受限制） 5.实验调试（是骡子是马，拉出来遛遛！） 6.总结提高
方案设计比较的内容
a.技术指标比较：比较各种设计方案能初步达 到的技术性能指标，同时考察其主要性能参 数的稳定性及设计技术的先进程度，优者选 之。
b.方案可靠性预计：预计各种不同设计方案的 可靠性，高者优选。
c.比较价值法：分析比较不同设计方案的比较 价值大小，高者选之。
14
产品的开发设计阶段③
二
进
制
译 码
逻 辑
清除
控
制
呼叫系统系统框图 50
设计题三 竞赛抢答器
要 求：1. 设计一个供四人参赛的抢答器，能准确分辨、记
录 2．主第持一人个没有有效宣按布下抢抢答答开键始者时，，并抢用答声不、起光作指用示。；主持 人宣布抢答开始时，按“开始”键，抢答开始，同 时 3．计启时动器计计时时器采计用时倒；计数的方式，以加强现场气氛， 增加紧迫感。若预定时间内无人抢答，自动给出 信号停止抢答，以免冷场。倒计数定时器的时间 可以随意预置；
12
产品的开发设计阶段②
在产品设计方案阶段进行的质量保证活动 主要有以下几项：
1. 仔细分析用户（或使用方）提供的任务需求 或产品开发设计任务书，明确产品应达到的 性能、可靠性、经济性等设计和规范质量指 标。
2. 根据前项任务需求，草拟出几种设计方案的 原理框图，并通过比较分析选择其中较优的 一种作为进行产品样机设计的依据。
54
设计题四 具有大小月份自动调节功能的日历钟
1.每月第一天是1号，每年的第一个月是1月，因
此日期、月份的计数必须从1开始。实现的方
设
法是，采用置数法控制计数器，使其每次溢出
2.选题、定方案（一人一组，认真选题） 3.上机仿真、调试 4.选用（购买）材料（自买自用，不受限制） 5.实验调试（是骡子是马，拉出来遛遛！） 6.总结提高
第13章数字电路课程设计 82页PPT
电路中的移位寄存器采用74LS374。当与11脚相连的 移位脉冲产生上升沿突变时，8位数据从上至下从一个寄 存器移位至另一个寄存器，构成8位并行移位电路。显然， 出现在11脚的移位脉冲，一次只能有4个。
电路中的存储器采用具有8K地址的EPROM 2764。 电路中2764的最后两根地址线A11、A12接地。因此，实际 只用到了前面2K地址的存储单元。
定时器采用555组成的单稳态触发器来实现， 改变可 变电阻VR的数值。可以改变定时器的时间，即每帧画面 显示的时间。显示时间一般定在0.1～1 s之间。振荡电路 采用555组成的多谐振荡器来实现，其振荡频率可以在 1kHz～1 MHz之间取值。
长度计数器采用74LS194移位寄存器通过右移方式组 成四进制计数器实现。每计 4 个数，Q3输出为1，启动定 时器工作，同时将长度计数器清零。
第13章 数字电路课程设计
第13章 数字电路课程设计
13·1 概述
13·2 多路可编程控制器设计与制作 13·3 数字频率计的设计与制作 13·4 数字电路系统设计与制作的一般方法 本章小结
习题13
返回主目录
第13章 数字电路课程设计
13·2 多路可编程控制器设计与制作
13·2·1 电路设计 13·2·2 电路制作与测试
c=k×n×m （bit 只读存储器可以采用常用的EPROM, 如2764、 27128、 27256、 27512等。
第13章 数字电路课程设计
3) 地址计数器产生由低到高连续变化的只读存储器的地 址。存储器内对应地址的数据被送至寄存器。地址计数器 输出的位数由存储器的大小决定。64 Kbit容量的存储器对 应的地址线为16根，因此要求16位计数器。其余可依次类 推。地址计数器给出存储器的全部地址以后自动复位，重 新从0000H开始计数。 地址计数器可以采用一般的二进制计数器， 如7416、 162等。
电路中的存储器采用具有8K地址的EPROM 2764。 电路中2764的最后两根地址线A11、A12接地。因此，实际 只用到了前面2K地址的存储单元。
定时器采用555组成的单稳态触发器来实现， 改变可 变电阻VR的数值。可以改变定时器的时间，即每帧画面 显示的时间。显示时间一般定在0.1～1 s之间。振荡电路 采用555组成的多谐振荡器来实现，其振荡频率可以在 1kHz～1 MHz之间取值。
长度计数器采用74LS194移位寄存器通过右移方式组 成四进制计数器实现。每计 4 个数，Q3输出为1，启动定 时器工作，同时将长度计数器清零。
第13章 数字电路课程设计
第13章 数字电路课程设计
13·1 概述
13·2 多路可编程控制器设计与制作 13·3 数字频率计的设计与制作 13·4 数字电路系统设计与制作的一般方法 本章小结
习题13
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第13章 数字电路课程设计
13·2 多路可编程控制器设计与制作
13·2·1 电路设计 13·2·2 电路制作与测试
c=k×n×m （bit 只读存储器可以采用常用的EPROM, 如2764、 27128、 27256、 27512等。
第13章 数字电路课程设计
3) 地址计数器产生由低到高连续变化的只读存储器的地 址。存储器内对应地址的数据被送至寄存器。地址计数器 输出的位数由存储器的大小决定。64 Kbit容量的存储器对 应的地址线为16根，因此要求16位计数器。其余可依次类 推。地址计数器给出存储器的全部地址以后自动复位，重 新从0000H开始计数。 地址计数器可以采用一般的二进制计数器， 如7416、 162等。
数字电路设计经典资料ppt课件
上行总线接口为两条，每条的信号完全一样：
输入：CLK19、SPE、C1J1V1 输出：ADD 、 DATA[7：0]、PAR
D3
Sel
Cnt[1..0]
Clk
Cnt
整理版课件
7
认清数字电路设计
利用移位寄存器完成电路功能
D0
D1
D2
Shift
Q
D3
Load
Carry
Clk
Cnt
整理版课件
8
电路设计的三个层次
完成功能
能够完成电路要求完成的功能
工作可靠
电路的工作对外围环境要求最低； 电路不受温度、工艺等因数的影响
从电路图设计入手
可以很清楚电路是如何实现的； 可以很清楚电路结构，或会有意识的对电路
的模块进行划分；
如果从语言入手
必须熟悉电路，能很容易的读懂电路； 对电路的不同描述方式，要清楚综合工具的
综合结果
整理版课件
34
正确的入门方法
规范设计是入门的基础
规范设计可以避免一些电路不可靠因素； 真正可重用的电路绝对是规范的； 电路的功能实现不是最有价值的东西，最有
如：
RdCnt1、RdCntl、RdCntI
整理版课件
45
命名规则（9）
当文件中只包含一个模块时，文件名和 模块名保持一致。
当文件中有多个相关模块且没有顶层模 块，模块名须与各模块的功能相关
当一个模块中的子模块在别的电路中不 会使用时，可以将子模块和顶层模块放 置在一起，文件名和顶层模块名相同。
同步数字电路设计
同步电路（时序电路）：
TDelay
T0
T1
T2
T3
C0 DFF C1 DFF C2 DFF C3
输入：CLK19、SPE、C1J1V1 输出：ADD 、 DATA[7：0]、PAR
D3
Sel
Cnt[1..0]
Clk
Cnt
整理版课件
7
认清数字电路设计
利用移位寄存器完成电路功能
D0
D1
D2
Shift
Q
D3
Load
Carry
Clk
Cnt
整理版课件
8
电路设计的三个层次
完成功能
能够完成电路要求完成的功能
工作可靠
电路的工作对外围环境要求最低； 电路不受温度、工艺等因数的影响
从电路图设计入手
可以很清楚电路是如何实现的； 可以很清楚电路结构，或会有意识的对电路
的模块进行划分；
如果从语言入手
必须熟悉电路，能很容易的读懂电路； 对电路的不同描述方式，要清楚综合工具的
综合结果
整理版课件
34
正确的入门方法
规范设计是入门的基础
规范设计可以避免一些电路不可靠因素； 真正可重用的电路绝对是规范的； 电路的功能实现不是最有价值的东西，最有
如：
RdCnt1、RdCntl、RdCntI
整理版课件
45
命名规则（9）
当文件中只包含一个模块时，文件名和 模块名保持一致。
当文件中有多个相关模块且没有顶层模 块，模块名须与各模块的功能相关
当一个模块中的子模块在别的电路中不 会使用时，可以将子模块和顶层模块放 置在一起，文件名和顶层模块名相同。
同步数字电路设计
同步电路（时序电路）：
TDelay
T0
T1
T2
T3
C0 DFF C1 DFF C2 DFF C3
课件数字电路.ppt
将开关接通记作1，断开记作0；灯亮记作1，灯 灭记作0。可以作出如下表格来描述与逻辑关系：
功能表
开关 A 开关 B 灯 Y
A
断开 断开
灭
0
断开 闭合
灭
0
1
闭合 断开
灭
1
闭合 闭合 亮
BY
00 真 10 值
00 表
11
两个开关均接通时，灯才会 Ｙ＝Ａ•Ｂ
亮。逻辑表达式为：
实现与逻辑的电路称为与门。
对偶定理：如果两个逻辑式相等，则它们的对偶 式也相等。
利用对偶规则,可以使要证明及要记忆的公 式数目减少一半。
逻辑函数及其表示方法
逻辑函数
如果以逻辑变量作为输入，以运算结果作为 输出，当输入变量的取值确定之后，输出的取值 便随之而定。输出与输入之间的函数关系称为逻 辑函数。Y=F(A,B,C,…)
反演定理 对于任何一个逻辑表达式Y，如果将表达式中
的所有“·”换成“＋”，“＋”换成“·”，“0” 换成“1”，“1”换成“0”，原变量换成反变量， 反变量换成原变量，那么所得到的表达式就是函 数Y的反函数Y′（或称补函数）。这个规则称为反 演定理。
对偶定理
对于任何一个逻辑表达式Y，如果将表达式 中的所有“·”换成“＋”，“＋”换成“·”，“0” 换成“1”，“1”换成“0”，而变量保持不变，则 可得到的一个新的函数表达式 YD, YD称为Y的对偶 式。
基本公式
0-1
律：
A A
0 A 1 A
A 1 1 A 0 0
互补律： A A 1 A A 0
分别令A=0及 A=1代入这些 公式，即可证 明它们的正确 性。
重叠律： A A A A A A
数字电路说课ppt课件
贯穿“新、精、少”的原则；
实践环节 选择有趣、新颖的案例，充
分发挥学生的动手能力和创 新意识 。
16
3.2 教学过程设计
情境 导入
分析 讲解
仿真 演示
动手 实践
引用实例引导 学生思考，如： 如何使用组合 逻辑电路设计 报警器
通过情景导入 法，分析讲解 知识，如组合 逻辑电路设计 的步骤
通过软件仿真 ，演示讲解的 结果，如电路 设计的成果
- 31 -
- 32 -
数模、模数模块的应用
学时 8
8
12 12
12
8 6 2 68
2.5 教学重、难点
重点
• 组合逻辑电路的分 析与设计方法
• 时序逻辑电路的设 计与分析方法
• 脉冲发生器的产生
难点
• 译码器等中规模集成 模块的应用
• 计数器模块的应用 • 脉冲发生器的设计
- 13 -
解决方案
方法1
举例讲解， 反复练习
数字逻辑电路
厦门东海职业技术学院 黄芳
.
主要内容
1
课程设置
2
课程设计
3
教学实施
4
教学资源与师资条件
5
教学效果
6
课程特色
7
改革思路
-2-
课程性质与任务
1
课
程
课程定位
设
置
课程目标
-3-
《数字逻辑电路》是我院计算机控制
课
技术专业的一门重要专业基础课，是实
程
践性强且面向实际应用的重要专业基础
性
课，是整个专业培养目标中一个重要的
方法2
电子仿真、 动手实践
方法3
实践环节 选择有趣、新颖的案例，充
分发挥学生的动手能力和创 新意识 。
16
3.2 教学过程设计
情境 导入
分析 讲解
仿真 演示
动手 实践
引用实例引导 学生思考，如： 如何使用组合 逻辑电路设计 报警器
通过情景导入 法，分析讲解 知识，如组合 逻辑电路设计 的步骤
通过软件仿真 ，演示讲解的 结果，如电路 设计的成果
- 31 -
- 32 -
数模、模数模块的应用
学时 8
8
12 12
12
8 6 2 68
2.5 教学重、难点
重点
• 组合逻辑电路的分 析与设计方法
• 时序逻辑电路的设 计与分析方法
• 脉冲发生器的产生
难点
• 译码器等中规模集成 模块的应用
• 计数器模块的应用 • 脉冲发生器的设计
- 13 -
解决方案
方法1
举例讲解， 反复练习
数字逻辑电路
厦门东海职业技术学院 黄芳
.
主要内容
1
课程设置
2
课程设计
3
教学实施
4
教学资源与师资条件
5
教学效果
6
课程特色
7
改革思路
-2-
课程性质与任务
1
课
程
课程定位
设
置
课程目标
-3-
《数字逻辑电路》是我院计算机控制
课
技术专业的一门重要专业基础课，是实
程
践性强且面向实际应用的重要专业基础
性
课，是整个专业培养目标中一个重要的
方法2
电子仿真、 动手实践
方法3