前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)范文

[關(guān)鍵詞]數(shù)字電路 邏輯設(shè)計(jì) CDIO 教學(xué)方法

[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2015）03-0132-02

“數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)”是電子電氣信息類等專業(yè)電子技術(shù)方面入門性質(zhì)的專業(yè)基礎(chǔ)必修課程，服務(wù)于電氣自動(dòng)化、電子科學(xué)與技術(shù)、電子信息與智能檢測(cè)、通信與信息系統(tǒng)等學(xué)科，是一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，對(duì)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)具有承上啟下的關(guān)鍵作用。然而目前該課程教學(xué)模式與信息專業(yè)快速發(fā)展的要求相脫節(jié)；課程教學(xué)內(nèi)容偏重理論分析，教學(xué)方式較為單一，以課堂講授為主。部分學(xué)生感到本課程學(xué)習(xí)內(nèi)容枯燥無(wú)味，接受知識(shí)被動(dòng)。很多學(xué)生僅僅把應(yīng)付考試而不是應(yīng)用知識(shí)作為課程學(xué)習(xí)的目標(biāo)，結(jié)果導(dǎo)致即使考試成績(jī)不錯(cuò)，許多學(xué)生對(duì)數(shù)字系統(tǒng)的構(gòu)成、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)等流程依然不甚了解，無(wú)法做到學(xué)以致用，限制了課程對(duì)學(xué)術(shù)專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)的關(guān)鍵作用的發(fā)揮。

針對(duì)這一現(xiàn)狀，本文借鑒國(guó)外先進(jìn)的CDIO工程教育理念，遵循“首要教學(xué)原理”，提出“數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)”立體化教學(xué)改革方案：通過(guò)設(shè)定工程化培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容的體系層次化建設(shè)、改進(jìn)教學(xué)方法和手段、改革考核方式等措施，提高學(xué)生自主性和獨(dú)立性，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，探索培養(yǎng)具有現(xiàn)代創(chuàng)新思維卓越工程人才的立體化教學(xué)模式。

一、立體化課程教學(xué)資源建設(shè)

（一）課程教學(xué)內(nèi)容的體系化、層次化建設(shè)

“數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)”的知識(shí)點(diǎn)很多，學(xué)生在初學(xué)時(shí)往往難以抓住課程思路主線，容易失去學(xué)習(xí)的動(dòng)力和積極性，因此要特別重視教學(xué)內(nèi)容的體系化。

對(duì)于理論教學(xué)內(nèi)容，可以通過(guò)設(shè)計(jì)“脈絡(luò)圖”或“層次結(jié)構(gòu)圖”的形式把課程的主要內(nèi)容及其應(yīng)用、發(fā)展形象的表示出來(lái)。在每章節(jié)內(nèi)容學(xué)習(xí)之前都要強(qiáng)調(diào)所學(xué)內(nèi)容在整個(gè)課程體系的位置，從而使學(xué)生深入理解數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展歷程、知識(shí)構(gòu)成體系和各種有價(jià)值的應(yīng)用，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)的積極性。

其次，根據(jù)學(xué)科發(fā)展，對(duì)課程的內(nèi)容不斷進(jìn)行更新和優(yōu)化設(shè)計(jì)，建立由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由基礎(chǔ)到綜合的循序漸進(jìn)的教學(xué)內(nèi)容體系，從而讓學(xué)生逐步理解和掌握課程的內(nèi)容體系。

（二）多維立體化課程教學(xué)平臺(tái)建設(shè)

除了基本的課程教學(xué)內(nèi)容建設(shè)外，還應(yīng)該充分利用各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)代教育技術(shù)手段建設(shè)多維度立體化的課程教學(xué)平臺(tái)，依托教學(xué)平臺(tái)進(jìn)一步提高課程的教學(xué)效果。

課程的立體化教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)，應(yīng)體現(xiàn)以學(xué)生為本的指導(dǎo)思想，將教材、教案、多媒體課件、教學(xué)錄像、試驗(yàn)指導(dǎo)、試題和試卷庫(kù)等各種形式的教學(xué)資源進(jìn)行優(yōu)化組合，以提供多維度開(kāi)放性的教學(xué)環(huán)境。學(xué)生可以通過(guò)平臺(tái)進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的預(yù)習(xí)，并可下載教學(xué)內(nèi)容和相關(guān)資料，作業(yè)可以通過(guò)平臺(tái)提交，教師可以進(jìn)行在線作業(yè)批改、成績(jī)統(tǒng)計(jì)，為學(xué)生的課外學(xué)習(xí)提供了很好的網(wǎng)絡(luò)課堂，從而使課堂在時(shí)間和空間上得到有效拓展。

二、立體化課程實(shí)驗(yàn)體系建設(shè)

（一）構(gòu)建“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”、“大型實(shí)驗(yàn)”和“綜合型實(shí)驗(yàn)”三個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

基礎(chǔ)層次的教學(xué)包括電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和模擬電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，目的是培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能，及其基本分析和解決問(wèn)題的能力，采取分組的實(shí)驗(yàn)方法，保證每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)實(shí)際操作，動(dòng)手練習(xí)；大型實(shí)驗(yàn)層次主要是模電大型實(shí)驗(yàn)，教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析、處理問(wèn)題的能力，鼓勵(lì)創(chuàng)新思維，促進(jìn)知識(shí)更新，讓學(xué)生在系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)與應(yīng)用上有所提高，采取的教學(xué)方法是由學(xué)生在規(guī)定范圍內(nèi)自主選題，在實(shí)驗(yàn)室自主完成，一人一組；綜合提高型層次開(kāi)設(shè)的是電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐實(shí)驗(yàn)，教學(xué)目的是讓學(xué)生綜合運(yùn)用前面各實(shí)驗(yàn)層次所學(xué)到的專業(yè)知識(shí)和工程技能，面對(duì)較大規(guī)模的電子系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新、系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)與應(yīng)用的能力，此層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)合電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽等課外科技活動(dòng)進(jìn)行，采取的教學(xué)方法是在指導(dǎo)教師的輔導(dǎo)下，在開(kāi)放式的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，經(jīng)過(guò)需求分析、資料查詢、方案論證、設(shè)計(jì)調(diào)試、測(cè)試分析等過(guò)程，最后完成課題。

（二）實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的動(dòng)態(tài)更新和優(yōu)化

根據(jù)學(xué)科發(fā)展，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容不斷進(jìn)行更新和優(yōu)化設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)一些跨課程的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，建立由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由基礎(chǔ)到綜合的循序漸進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系，從而逐步培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。如：在基礎(chǔ)層次的數(shù)電實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)可以進(jìn)行計(jì)數(shù)器、數(shù)字鐘等基于MSI的驗(yàn)證和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，在數(shù)電大型實(shí)驗(yàn)中可以讓學(xué)生進(jìn)行基于VHDL的QuatusII數(shù)字鐘設(shè)計(jì)，并下載于FPGA芯片，使學(xué)生對(duì)SOC有最基本的認(rèn)識(shí)，在綜合提高型實(shí)驗(yàn)中又可以讓學(xué)生用單片機(jī)系統(tǒng)完成同樣的設(shè)計(jì)。

三、基于CDIO理論的教學(xué)方法改革

CDIO工程教育理念是麻省理工學(xué)院和瑞典皇家學(xué)院等四所大學(xué)工程教育改革的成果。CDIO分別代表構(gòu)思 （Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate）。CDIO理念倡導(dǎo)工程教育從科學(xué)向工程回歸，以工程和生產(chǎn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)為核心，讓學(xué)生主動(dòng)地、實(shí)踐地學(xué)習(xí)。“首要教學(xué)原理”是當(dāng)代美國(guó)著名教授Merrill博士提出的教學(xué)理論，認(rèn)為學(xué)習(xí)者只有處于五項(xiàng)情境之中，才能促進(jìn)學(xué)習(xí)。CDIO理念與“首要教學(xué)原理”相輔相成。在教學(xué)方法上面，主要從以下幾個(gè)方面入手進(jìn)行改革。

（一）建立新型的多層立體授課體系

根據(jù)CDIO能力培養(yǎng)大綱，“數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)體系可以設(shè)計(jì)為課堂教學(xué)、試驗(yàn)教學(xué)和創(chuàng)新應(yīng)用的層次結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

按照?qǐng)D1所示的課程授課體系，通過(guò)在課堂教學(xué)、試驗(yàn)教學(xué)和創(chuàng)新應(yīng)用三個(gè)不同層次上的教學(xué)和實(shí)踐，能夠在讓學(xué)生充分掌握理解所學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力、自學(xué)能力、綜合能力、團(tuán)隊(duì)合作精神的課程教學(xué)目標(biāo)。

（二）遵循CDIO理念，增加教學(xué)的引導(dǎo)性、開(kāi)放性和前瞻性

CDIO理念倡導(dǎo)以應(yīng)用環(huán)節(jié)為核心，讓學(xué)生主動(dòng)實(shí)踐地學(xué)習(xí)。教學(xué)的引導(dǎo)性就是課堂教學(xué)以應(yīng)用中的問(wèn)題為起點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)術(shù)思考，組織教學(xué)內(nèi)容。開(kāi)放性指的是針對(duì)問(wèn)題，采用啟發(fā)式教學(xué)，讓學(xué)生列舉和搜索多元化解決方案，不拘泥于教材示例。前瞻性是指通過(guò)教師展示數(shù)字技術(shù)新的思想、最新的科研成果，讓學(xué)生思考技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和未來(lái)的核心技術(shù)。

四、課程考核方式改革

CDIO模式是能力本位的培養(yǎng)模式，與知識(shí)本位的培養(yǎng)模式是有本質(zhì)區(qū)別的。CDIO標(biāo)準(zhǔn)要求采用有效的方法來(lái)衡量學(xué)生的基本個(gè)人能力和人際合作能力、產(chǎn)品和系統(tǒng)構(gòu)建能力以及學(xué)科專業(yè)知識(shí)。在對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化整合以后，建立了新的教學(xué)評(píng)價(jià)體系，細(xì)化了課程考核方法，加大了平時(shí)考核力度，將一次考核變?yōu)槿炭己?，并且在開(kāi)學(xué)之初就向?qū)W生公布課程考核辦法，使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中有明確的努力方向。課程的考核成績(jī)包括：課堂回答問(wèn)題的情況、作業(yè)完成的質(zhì)量、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目完成的質(zhì)量、期末試卷得分情況，同時(shí)對(duì)于一些在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中有突出表現(xiàn)的團(tuán)隊(duì)和個(gè)人給予加分。

五、總結(jié)

本文針對(duì)現(xiàn)有“數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)”課程教學(xué)過(guò)程中存在的種種問(wèn)題，借鑒CDIO工程教育理念，從課程教學(xué)資源建設(shè)、教學(xué)方法和課程考核方式改革等幾個(gè)方面論述了如何對(duì)課程進(jìn)行立體化教學(xué)改革的具體措施。筆者所研究立體化教學(xué)改革不是某個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的獨(dú)立改變，而是教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、教學(xué)方法和考核方式等整個(gè)教學(xué)過(guò)程的立體化變革。以先進(jìn)的教學(xué)理論引導(dǎo)課程教學(xué)改革，必將激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與熱情，消除學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的乏味感和知難感，使其主動(dòng)、積極地投入課程的學(xué)習(xí)和實(shí)踐中去，從而提高教學(xué)效果，為專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)探索出一種新模式，實(shí)用性強(qiáng)，具有重要推廣價(jià)值。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 劉越，李華等.高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程多維立體化教學(xué)研究與實(shí)踐[J].電腦與信息技術(shù)，2013（12）.

[2] 吳軍，彭芳等.CDIO模式下課程教學(xué)改革的探索與實(shí)踐[J].中國(guó)電力教育，2013（35）.

[3] 符強(qiáng)，任風(fēng)華.Multisim10在《電路與電子學(xué)》理論課程中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，2011（12）.

[4] 金建設(shè)，張樹(shù)坤，徐偉明等.電路與電子線路實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2006（12）.

第2篇：數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：組合邏輯電路；Multisim；仿真

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.02.257

0 引言

組合邏輯電路是指在任一個(gè)時(shí)刻，輸出的狀態(tài)只取決于同一個(gè)時(shí)刻各輸入狀態(tài)的組合，而與電路之前的狀態(tài)無(wú)關(guān)。組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)是數(shù)字電路中一個(gè)重要的組成部分[1][2] ?！皵?shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)”是電子類專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，同時(shí)又是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。隨著電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，新器件、新電路不斷地涌現(xiàn)，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室的條件已經(jīng)無(wú)法滿足各種電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試的要求，這在一定程度上影響了電路相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，而且影響了高校對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。此時(shí)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入具有強(qiáng)大分析、仿真電路功能的電路仿真設(shè)計(jì)軟件Multisim，可以較好地解決這一問(wèn)題。

在數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中引入該仿真設(shè)計(jì)軟件，結(jié)合傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，就可以增開(kāi)大量設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力[3]。本文將以一個(gè)組合邏輯電路為例，對(duì)其進(jìn)行理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)分析，從而得出Multisim在組合邏輯電路分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的重要作用。

1 組合邏輯電路理論分析

組合邏輯電路分析的任務(wù)是在給定邏輯電路的基礎(chǔ)上，通過(guò)分析、歸納，確定其邏輯功能[4]。它一般分為5個(gè)步驟：組合邏輯電路；邏輯表達(dá)式；最簡(jiǎn)表達(dá)式（經(jīng)化簡(jiǎn)變換得到）；真值表；邏輯功能。

現(xiàn)有一組合邏輯電路，如圖1所示，以此為例，來(lái)進(jìn)行分析。

根據(jù)邏輯圖可以逐級(jí)寫出邏輯表達(dá)式：

通過(guò)化簡(jiǎn)與變換，是表達(dá)式變換成與-或表達(dá)式：

由表達(dá)式列出真值表（如表1）：

分析邏輯功能：

由真值表可知，當(dāng)A、B、C三個(gè)變量不一致時(shí)，電路輸出為1；當(dāng)A、B、C相同時(shí)，即同為0，或同為1時(shí)，電路輸出為0。所以這個(gè)電路稱為不一致電路。

2 應(yīng)用Multisim進(jìn)行組合邏輯電路分析

2.1 創(chuàng)建仿真電路

根據(jù)圖1所示的邏輯電路圖，在Multisim 12.0中創(chuàng)建仿真電路。待仿真電路如圖2所示，對(duì)邏輯電路進(jìn)行了轉(zhuǎn)換，其中，三個(gè)開(kāi)關(guān)分別接VCC（表示輸入為1）和接地（表示輸入為0），萬(wàn)用表用來(lái)測(cè)量輸出電壓，燈泡的亮和滅表示輸出為邏輯“1”或邏輯“0”。為了便于分析，我們還加入了邏輯變換器，它可以將邏輯電路轉(zhuǎn)換成真值表和邏輯表達(dá)式，也可以將真值表轉(zhuǎn)換成邏輯表達(dá)式和邏輯電路。

由邏輯變換器得到的真值表如圖3所示，與表1比較后可以發(fā)現(xiàn)，由邏輯電路圖分析得到的真值表和由邏輯變換器得到的真值表是一致的。

2.2 仿真分析

在仿真電路的基礎(chǔ)上，我們可以運(yùn)行仿真。分別改變?nèi)齻€(gè)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，即改變輸入變量A、B、C，從000到111，依次測(cè)試輸出電壓的高低電平，以及燈泡的亮和滅，如表2所示。其中，輸出電壓5V表示輸出為高電平，輸出電壓0V表示輸出為低電平。根據(jù)輸出結(jié)果，可以看出，仿真結(jié)果與前面得到的真值表的結(jié)果是相符的。

3 結(jié)束語(yǔ)

以文中所給的不一致電路為例，分別進(jìn)行了傳統(tǒng)的組合邏輯電路理論分析以及應(yīng)用Multisim對(duì)組合邏輯電路進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)分析，對(duì)兩者進(jìn)行了比較，根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)理論分析進(jìn)行了驗(yàn)證，并證明了兩者是一致的?？傊肕ultisim軟件對(duì)組合邏輯電路進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也能極大地提高教師的教學(xué)水平。在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，充分利用Multisim仿真的橋梁作用，可以將理論教學(xué)、 仿真和實(shí)驗(yàn)教學(xué)三位一體，有效地結(jié)合起來(lái)，充分地發(fā)揮作用，培養(yǎng)出更多創(chuàng)新型的人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]閔衛(wèi)鋒.基于Multisim2001的組合邏輯電路分析與設(shè)計(jì)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2008，2：80

[2]黃濟(jì)，李澤彬，汪明珠，姚有峰.組合邏輯電路設(shè)計(jì)與Multisim仿真[J].高科技產(chǎn)品研發(fā)，2012：58-98.

[3]張亞君，陳龍，牛小燕.Multisim在數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2008（08）：108-114.

[4]張惠敏，劉海燕.電工電子技術(shù)[M].鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社，2014：192.

[5]包敬海，張大平，陸安山.Multisim在組合邏輯電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].欽州學(xué)院學(xué)報(bào)，2008（12）：30-33.

第3篇：數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：數(shù)字電路；教學(xué)改革；能力培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G431文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

數(shù)字電路與系統(tǒng)這門課是理工科大部分專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)字邏輯的基本概念和數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力。我校作為一所民辦本科院校，以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，數(shù)字電路與系統(tǒng)課程也不例外。我們?cè)诙嗄杲虒W(xué)過(guò)程中總結(jié)了一套適用于該層次學(xué)生的教學(xué)思路和方法，并啟動(dòng)了數(shù)字電路與系統(tǒng)課程教學(xué)改革項(xiàng)目，對(duì)取得的研究成果進(jìn)行總結(jié)，主要分為以下幾個(gè)方面。

1.課程教學(xué)內(nèi)容研究

1.1 弱化陳舊過(guò)時(shí)的內(nèi)容

隨著數(shù)字集成電路及大規(guī)模可編程邏輯器件的發(fā)展，中小規(guī)模電路應(yīng)用已經(jīng)逐漸減少，而傳統(tǒng)的授課思路過(guò)多注重中小規(guī)模的應(yīng)用。且在大規(guī)?？删幊踢壿嬰娐吩O(shè)計(jì)過(guò)程中，邏輯化簡(jiǎn)已經(jīng)有開(kāi)發(fā)工具取代，很少需要手工化簡(jiǎn)。故而數(shù)字電路與系統(tǒng)課程在教學(xué)內(nèi)容上要做相應(yīng)調(diào)整。有些內(nèi)容課程教學(xué)內(nèi)容化簡(jiǎn)只介紹化簡(jiǎn)的原理和方法，不講化簡(jiǎn)技巧，考試也不做深入要求。

1.2 刪減原理性內(nèi)容的講解，注重應(yīng)用技巧和分析思路

為了配合應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，在授課過(guò)程中適當(dāng)減少原理性講解，比如邊沿JK觸發(fā)器工作過(guò)程分析教材上一般有詳細(xì)的分析過(guò)程，但授課中只要分析一兩種工作情況，并借此介紹分析思路，有興趣的同學(xué)可以課下自己分析，而大部分同學(xué)只要弄懂使用方法就可以了。時(shí)序邏輯電路應(yīng)作為重點(diǎn)內(nèi)容，講授時(shí)應(yīng)注重時(shí)序邏輯電路的分析過(guò)程，使學(xué)生深入理解相關(guān)概念，對(duì)于狀態(tài)化簡(jiǎn)等要求要降低，只掌握方法即可。

1.3 教學(xué)內(nèi)容在順序上的調(diào)整

此外，考慮到數(shù)字電路是嵌入式系統(tǒng)、FPGA、DSP及IC設(shè)計(jì)等課程的先修課程，為了方便這些后續(xù)課程的安排，所以把數(shù)電課程提前，跟模電統(tǒng)一學(xué)期開(kāi)設(shè)，為后續(xù)課程提供足夠的時(shí)間。這就造成數(shù)電中邏輯門電路一章的內(nèi)容受到影響，因此在授課時(shí)把這一章的內(nèi)容往后移，等模電三極管基本放大電路學(xué)完之后再講授這部分內(nèi)容，可以解決數(shù)電和模電安排在同一學(xué)期的問(wèn)題。

2.課程教材建設(shè)

由于數(shù)電教學(xué)內(nèi)容作了一定的調(diào)整，因此教材的選取要能適應(yīng)這種調(diào)整。而現(xiàn)有教材大部分是按照老的教學(xué)體系編寫的，內(nèi)容難免陳舊、過(guò)時(shí)，為了適應(yīng)新形勢(shì)的需要，我們根據(jù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求，分別編寫了本科和?？七m用的教材。

本科的教材編寫思路是采用弱化傳統(tǒng)的邏輯代數(shù)公式化簡(jiǎn)和器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理等內(nèi)容，對(duì)中小規(guī)模集成電路重點(diǎn)介紹其使用方法和數(shù)字邏輯的基本概念，使學(xué)生建立起數(shù)字邏輯的研究方法和設(shè)計(jì)思想，同時(shí)在傳統(tǒng)內(nèi)容之上增加了大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷陀布枋稣Z(yǔ)言方面的內(nèi)容，傳達(dá)了自頂至底的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和理念，為運(yùn)用大規(guī)?？删幊踢壿嬰娐吩O(shè)計(jì)數(shù)字系統(tǒng)打下良好基礎(chǔ)。

專科的教材則更加弱化原理講解，對(duì)于集成邏輯門和觸發(fā)器等著重介紹器件功能和使用方法，原理只做最基本的講解。除此之外，每一章都增加電路設(shè)計(jì)和調(diào)試及錯(cuò)誤排查方法等內(nèi)容，對(duì)學(xué)生進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的技能訓(xùn)練，再結(jié)合實(shí)驗(yàn)和綜合課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生動(dòng)手能力得到提高。目前本科教材已經(jīng)在我校使用了三屆，?？平滩囊彩褂昧艘粚?，使用效果良好。

3.課程教學(xué)方法和手段

課堂教學(xué)作為重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，采用合適的方法和手段至關(guān)重要。在數(shù)字電路教學(xué)過(guò)程中，重點(diǎn)做到以下幾方面：

3.1 注重學(xué)生主觀能動(dòng)性的發(fā)揮

學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過(guò)程中如果只是被動(dòng)接受知識(shí)，會(huì)導(dǎo)致填鴨式教學(xué)，必然會(huì)導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣下降，學(xué)習(xí)效果大打折扣。因此在課堂上要注意引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考，對(duì)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況進(jìn)行干預(yù)，以預(yù)留作業(yè)的形式讓學(xué)生預(yù)習(xí)必要的知識(shí)，然后再課堂上再就預(yù)留的問(wèn)題請(qǐng)學(xué)生分組討論，每組闡述討論的結(jié)果。雖然開(kāi)始的時(shí)候?qū)W生做的不是很好，但是只要堅(jiān)持這種做法，討論時(shí)加強(qiáng)引導(dǎo)，就會(huì)收到良好的效果。

3.2 注重習(xí)題課和平時(shí)測(cè)驗(yàn)

筆者在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)不會(huì)靈活運(yùn)用，體現(xiàn)在作業(yè)中就是對(duì)沒(méi)接觸過(guò)的類型題目不知道該怎么做，自己沒(méi)有思路。其實(shí)這些題目如果對(duì)知識(shí)點(diǎn)理解的話是可以獨(dú)立完成的，不會(huì)做說(shuō)明知識(shí)點(diǎn)理解的不好，所以不會(huì)應(yīng)用。這種情況下就要有針對(duì)性的設(shè)置習(xí)題課，講一些典型的例題，并著重題目的解決思路和方法的培養(yǎng)，使學(xué)生遇到類似的問(wèn)題能夠靈活運(yùn)用。然后再通過(guò)一些課堂測(cè)驗(yàn)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時(shí)對(duì)測(cè)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)，并反映在后續(xù)的教學(xué)中。

3.3 注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)

數(shù)字電路應(yīng)該是一門理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的課程，兩者相輔相成。因此在理論課之外設(shè)置了兩種形式的動(dòng)手環(huán)節(jié)：一種是跟理論課緊密配合的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的設(shè)置以理論教學(xué)進(jìn)度為依據(jù)，讓學(xué)生能夠在剛學(xué)完某一知識(shí)點(diǎn)時(shí)就能通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，通過(guò)實(shí)驗(yàn)理解理論知識(shí)和培養(yǎng)基本的分析和測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力；另外一種是在學(xué)期末的電子技術(shù)綜合課程設(shè)計(jì)，給學(xué)生布置合適的題目，讓學(xué)生從方案設(shè)計(jì)、芯片選擇、電路布局、焊接查錯(cuò)等方面得到訓(xùn)練，同時(shí)撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告，切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力，寫總結(jié)文檔的能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

4.結(jié)束語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字電路教學(xué)也必然面臨著教學(xué)內(nèi)容和模式的不斷改革，以適應(yīng)新形勢(shì)的需要。因此授課教師應(yīng)不斷充實(shí)自己，不斷總結(jié)和積累經(jīng)驗(yàn)，抓住教學(xué)重點(diǎn)，使學(xué)生切實(shí)學(xué)懂這門課，掌握數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)的重要概念和基本方法，為后續(xù)課程和今后走上工作崗位打好基礎(chǔ)。筆者在教學(xué)中所采用的內(nèi)容改革和教學(xué)方法創(chuàng)新通過(guò)多輪教學(xué)實(shí)踐證明，是切實(shí)可行的，能夠很好的反應(yīng)當(dāng)前數(shù)電教學(xué)的新形勢(shì)，教學(xué)效果良好。

參考文獻(xiàn)

[1]楊志忠，衛(wèi)樺林等.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2009，7

[2]楊志忠，趙航等.數(shù)字電子技術(shù)及應(yīng)用[M].北京：高等教育出版社，2012，1

第4篇：數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：EDA VHDL 自動(dòng)化 數(shù)字電路

中圖分類號(hào)：G71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）11（c）-0033-02

數(shù)字電路EDA也是電子信息工程學(xué)院各個(gè)專業(yè)的一門必修課，它是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，是實(shí)踐教學(xué)中不可缺少的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，EDA實(shí)驗(yàn)使學(xué)生了解通過(guò)軟件仿真的方法可以高效的完成硬件電路設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，初步掌握自頂向下的設(shè)計(jì)方法、EDA設(shè)計(jì)流程等，會(huì)用原理圖輸入和硬件描述語(yǔ)言VHDL設(shè)計(jì)邏輯電路。

數(shù)字電路EDA課程是高等院校電氣、電子信息類專業(yè)的一門重要的實(shí)踐課程，具有理論性與實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，優(yōu)化該課程的實(shí)踐教學(xué)，對(duì)提高課程教學(xué)質(zhì)量至關(guān)重要，由注重傳授知識(shí)向注重培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)方向轉(zhuǎn)變，隨著大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展，電子類高新技術(shù)的開(kāi)發(fā)也更加依賴于EDA技術(shù)的應(yīng)用，通過(guò)實(shí)踐課程，學(xué)生掌握使用EDA工具設(shè)計(jì)數(shù)字電路的方法，包括設(shè)計(jì)輸入、編譯、軟件仿真、下載和硬件仿真等全過(guò)程。

1 優(yōu)化課程的實(shí)踐教學(xué)

數(shù)字電路課程引入EDA技術(shù)，不僅極大地豐富課程選題，而且同一課題出現(xiàn)多種實(shí)現(xiàn)方案，提高了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，對(duì)后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)、電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、撰寫論文等起到了啟蒙和引導(dǎo)的作用。

2 綜合運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)，解決工程實(shí)際應(yīng)用能力

EDA（Electronic Design Automation）是以計(jì)算機(jī)為平臺(tái)，原理圖輸入法、硬件描述語(yǔ)言（VHDL）為設(shè)計(jì)語(yǔ)言，可編程邏輯器件為實(shí)驗(yàn)載體。

自頂向下的模塊設(shè)計(jì)方法就是從系統(tǒng)的總體要求出發(fā)，自上而下地逐步將設(shè)計(jì)內(nèi)容細(xì)化，最后完成系統(tǒng)硬件的總體設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的三個(gè)層次如下。

第一層次是行為描述。實(shí)質(zhì)上就是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型的描述（抽象程度高）。

第二層次是RTL方式描述，又稱寄存器傳輸描述（數(shù)據(jù)流描述），以實(shí)現(xiàn)邏輯綜合。

第三層次是邏輯綜合，就是利用邏輯綜合工具，將RTL方式描述的程序轉(zhuǎn)換成用基本邏輯元件表示的文件（門級(jí)網(wǎng)絡(luò)表）。在門電路級(jí)上再進(jìn)行仿真，并檢查定時(shí)關(guān)系。

完成硬件設(shè)計(jì)的兩種選擇，由自動(dòng)布線程序?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)表轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的ASIC芯片制造工藝，做出ASIC芯片。將網(wǎng)絡(luò)表轉(zhuǎn)換成FPGA編程代碼，利用FPGA器件完成硬件電路設(shè)計(jì)。

3 應(yīng)用實(shí)例

首先建立一個(gè)新的工程，然后建立新文件并輸入如下的代碼：

module sled（seg，dig，clock，rst_n，）；

input clock；

input rst_n；

output [7：0] seg；

output [3：0] dig；

reg [7：0] seg_reg；

reg [3：0] dig_reg；

reg [3：0] disp_dat；

reg [36：0] count；

always @ （posedge clock ）

begin

if（！rst_n）

count = 37'b0；

else

count = count + 1'b1；

dig_reg= 4'b0000；//

end

always @ （count[3]）

begin

disp_dat = {count[7：4]}；

end

always @ （disp_dat）

begin

case （disp_dat）

4'h0 ： seg_reg = 8'hc0；

4'h1 ： seg_reg = 8'hf9；

4'h2 ： seg_reg = 8'ha4；

4'h3 ： seg_reg = 8'hb0；

4'h4 ： seg_reg = 8'h99；

4'h5 ： seg_reg = 8'h92；

4'h6 ： seg_reg = 8'h82；

4'h7 ： seg_reg = 8'hf8；

4'h8 ： seg_reg = 8'h80；

4'h9 ： seg_reg = 8'h90；

4'ha ： seg_reg = 8'h88；

4'hb ： seg_reg = 8'h83；

4'hc ： seg_reg = 8'hc6；

4'hd ： seg_reg = 8'ha1；

4'he ： seg_reg = 8'h86；

4'hf ： seg_reg = 8'h8e；

endcase

end

assign seg=seg_reg；

assign dig=dig_reg；

endmodule

保存后，再編譯，之后選Tools->Run EDA Simulation Tool->EDA RTL Simulation進(jìn)行仿真。最后配置引腳，下載并運(yùn)行。

4 營(yíng)造良好的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境并建立科學(xué)的評(píng)價(jià)方法

基于EDA技術(shù)的數(shù)字電路實(shí)踐教學(xué)主要由計(jì)算機(jī)，EDA軟件開(kāi)發(fā)工具，可編程芯片及實(shí)驗(yàn)硬件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)組成，該院已建有EDA 實(shí)驗(yàn)室，配有多臺(tái)安裝Quartus開(kāi)發(fā)軟件的PC機(jī)，為每人或者小組完成課題提供良好的實(shí)驗(yàn)條件。

如何評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)成果，客觀，合理的給出成績(jī)，既能反映出真實(shí)水平又能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新意識(shí)，不以最終結(jié)果正確性作為評(píng)價(jià)的唯一標(biāo)準(zhǔn)，而對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程的每個(gè)環(huán)節(jié)都給出量化的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)語(yǔ)

數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中引入EDA技術(shù)，蘊(yùn)含著數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的新思路、新方法，代表了現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方向，EDA技術(shù)采用“自上向下”設(shè)計(jì)數(shù)字系統(tǒng)的方法，通過(guò)設(shè)計(jì)邏輯功能模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字系統(tǒng)功能，不僅大大提高了工作效率，而且提高了系統(tǒng)的可靠性，使設(shè)計(jì)更加靈活，學(xué)生在大二期間，就能夠通過(guò)數(shù)字電路EDA實(shí)驗(yàn)，掌握EDA技術(shù)，對(duì)將來(lái)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)，以及對(duì)學(xué)生提高創(chuàng)新能力，工程設(shè)計(jì)能力都是十分有利，數(shù)字電路EDA實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用EDA技術(shù)可使學(xué)生突破硬件資源，制作耗時(shí)的限制，充分發(fā)揮想象力和創(chuàng)造性，設(shè)計(jì)出別具特色的作品來(lái)，使課程設(shè)計(jì)的效果大大提高，應(yīng)用EDA技術(shù)設(shè)計(jì)數(shù)字電路，可為實(shí)驗(yàn)的選題拓寬范圍，增加了課程的趣味性、綜合性、創(chuàng)造性，以不同類型，不同難度的設(shè)計(jì)任務(wù)供學(xué)生選擇。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄒虹.數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)[M].北京：人民郵電出版社，2008.

第5篇：數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：觸發(fā)器；邏輯符號(hào)；狀態(tài)方程；邏輯功能表

中圖分類號(hào)：TN783 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）09-0028-01

觸發(fā)器邏輯功能的轉(zhuǎn)換相當(dāng)于由一種觸發(fā)器變化為另一種觸發(fā)器，下面通過(guò)三個(gè)例子我們可以認(rèn)識(shí)到它們的轉(zhuǎn)換[1-3]。

（1）由JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為D觸發(fā)器，首先介紹JK觸發(fā)器它由兩個(gè)可控制RS觸發(fā)器和一個(gè)非門構(gòu)成，如圖A，邏輯符號(hào)說(shuō)明Sd（非）為置位端，Rd（非）為復(fù)位端，SP為時(shí)鐘端，它接收時(shí)鐘脈沖，J和K是它的兩個(gè)輸入端，輸出端為Qn和Qn（非），輸出的狀態(tài)如圖B邏輯功能表，輸入端下面有一個(gè)小圓圈，表示是高電平觸發(fā)器，要CP等于高電平時(shí)觸發(fā)器才工作，時(shí)鐘CP端設(shè)有三角符號(hào)表示下降“沿”動(dòng)作的觸發(fā)器，即由1翻轉(zhuǎn)為0時(shí)動(dòng)作，“沿”動(dòng)作觸發(fā)器只認(rèn)上升沿和下降沿，即便“沿”動(dòng)作以后出現(xiàn)了高電平，也不會(huì)又翻轉(zhuǎn)，因此“沿”動(dòng)作觸發(fā)器使輸出可靠，電平觸發(fā)器的缺點(diǎn)在整個(gè)高電平期間都在動(dòng)作，容易出現(xiàn)空翻現(xiàn)象，使輸出狀態(tài)不確定。圖B是JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為D觸發(fā)器示意圖，在1K的輸入端接了一個(gè)非門到D輸入端就可以構(gòu)成，如圖B觸發(fā)器D狀態(tài)方程可看出滿足電量相與性，可以消除Qn，只剩下Dn因此由JK觸發(fā)器可以構(gòu)成D觸發(fā)器，滿足邏輯功能表達(dá)式，如圖B的D觸發(fā)器輸出狀態(tài)方程。

（2）圖C是由JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為T觸發(fā)器示意圖，什么是T觸發(fā)器，輸入端T它同時(shí)連接到J和K上，寫下方程式如圖D觸發(fā)器狀態(tài)方程式，Qn+1相當(dāng)于輸出狀態(tài)做異和運(yùn)算Qn+1=TQn，當(dāng)T=0時(shí)，輸出狀態(tài)Qn+1等于Qn這相當(dāng)于保持，當(dāng)T=1時(shí)，輸出狀態(tài)就等于原態(tài)的反，表達(dá)式的意義，來(lái)一個(gè)時(shí)鐘下降沿，它就是原來(lái)狀態(tài)的“反”，原來(lái)是“0”翻轉(zhuǎn)為“1”，原來(lái)是“，1”翻轉(zhuǎn)為“0”，再來(lái)一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)它又進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，由RS觸發(fā)器計(jì)數(shù)功能原理可知，來(lái)一個(gè)時(shí)鐘它的輸入狀態(tài)由原來(lái)的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)為新的狀態(tài)，這個(gè)電路可以實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能，這是一個(gè)二分頻電路，所以當(dāng)T=1時(shí)這個(gè)電路是一個(gè)二分頻電路，計(jì)算器是一個(gè)二進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，它的輸出狀態(tài)始終在不停地在翻轉(zhuǎn)，初始狀態(tài)是0，來(lái)一個(gè)時(shí)鐘它翻轉(zhuǎn)為1，再來(lái)一個(gè)時(shí)鐘，它又翻轉(zhuǎn)為0，由此經(jīng)歷了兩個(gè)時(shí)鐘又返回到原狀態(tài)，說(shuō)明了觸發(fā)器記了兩個(gè)數(shù)，如果要三個(gè)數(shù)它要經(jīng)過(guò)三個(gè)時(shí)鐘周期才能回到原來(lái)的狀態(tài)，這也是三進(jìn)制的時(shí)計(jì)數(shù)器，以此類推，經(jīng)歷了n個(gè)時(shí)鐘周期回到初始狀態(tài)，就是n進(jìn)制的計(jì)數(shù)器可形成n進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，另外從分頻的角度的角度來(lái)看，如果說(shuō)輸出狀態(tài)相對(duì)于時(shí)鐘周期來(lái)說(shuō)是一個(gè)二分頻的頻率相當(dāng)于它的二分之一，周期是時(shí)鐘的二倍，我們可以把計(jì)數(shù)器稱為分頻器，如果是一個(gè)十進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，輸出狀態(tài)相對(duì)于輸入狀態(tài)來(lái)說(shuō)相當(dāng)于十分頻的分頻電路，由JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為T觸發(fā)器輸出狀態(tài)方程如圖C所示。

（3）圖D是D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為T’觸發(fā)器示意圖，T’觸發(fā)器狀態(tài)方程式如圖D，T’觸發(fā)器是一個(gè)二分頻的電路，看圖D中邏輯功能表可知，輸入狀態(tài)始終是輸出狀態(tài)的反，滿足輸入是“0”輸出是“1”滿足輸入是“1”輸出是“0”，它每來(lái)一個(gè)時(shí)鐘CP就翻轉(zhuǎn)一次，有計(jì)數(shù)的功能，它的T’觸發(fā)器輸出狀態(tài)方程就是Qn+1等于Qn（非）。

參考文獻(xiàn)

[1]曾令琴.電工電子技術(shù)（第二版）[M].人民郵電出版社，2000.

第6篇：數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：合理；穩(wěn)定；效率；邏輯函數(shù)

繼電控制線路的主要作用是為生產(chǎn)機(jī)械服務(wù)，是生產(chǎn)機(jī)械在生產(chǎn)過(guò)程中不可缺少的重要組成部分。在自動(dòng)生產(chǎn)流水線上或機(jī)床控制方面很多都采用繼電控制方式的電氣控制線路，實(shí)際生產(chǎn)中，繼電控制線路設(shè)計(jì)是否可靠、合理、穩(wěn)定，直接影響著生產(chǎn)效率和生產(chǎn)效益。我們?cè)趶氖戮S修電工實(shí)踐教學(xué)和校企合作技能培訓(xùn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生和學(xué)員，甚至是有不少實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)豐富的一線電工，在如何設(shè)計(jì)出合理的繼電控制電路方面都存在著較大的欠缺，這說(shuō)明，具體有效的線路設(shè)計(jì)是學(xué)生和學(xué)員學(xué)習(xí)中的較大難題。

在繼電控制線路設(shè)計(jì)中，不少設(shè)計(jì)人員采用的是經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法。此法在設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單的控制線路時(shí)有較大優(yōu)勢(shì)，但在設(shè)計(jì)比較復(fù)雜的控制線路時(shí)顯現(xiàn)出一定的局限性。第一，對(duì)設(shè)計(jì)者要求高，需要設(shè)計(jì)者熟悉工業(yè)系統(tǒng)中各種典型的控制線路和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及設(shè)計(jì)技巧的積累；第二，設(shè)計(jì)效率低，在工程應(yīng)用上不方便，要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中要反復(fù)修改完善，通過(guò)不斷試驗(yàn)論證來(lái)滿足生產(chǎn)工藝要求，耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力；第三，設(shè)計(jì)方案不可靠、不經(jīng)濟(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)以感性認(rèn)識(shí)為主，不具理性認(rèn)識(shí)的系統(tǒng)性，經(jīng)常造成所得的方案不合理、不經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象出現(xiàn)?；诮?jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法在實(shí)際應(yīng)用中的局限性，我們?cè)诙嗄甑囊惑w化教學(xué)及具體實(shí)踐培訓(xùn)過(guò)程中，總結(jié)出采用邏輯函數(shù)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行繼電控制線路的設(shè)計(jì)取得了較好的成效。

一、邏輯函數(shù)設(shè)計(jì)法應(yīng)用基礎(chǔ)

數(shù)字電路研究的是開(kāi)關(guān)電路，電路中對(duì)應(yīng)的兩種狀態(tài)是“開(kāi)通”與“關(guān)斷”，在邏輯函數(shù)中用二元常量“1”和“0”表示。而在繼電控制線路中，控制電路主要是對(duì)受控電器進(jìn)行開(kāi)通、關(guān)斷控制。相關(guān)交流接觸器或繼電器受電或失電引起觸點(diǎn)“動(dòng)斷”或“動(dòng)合”產(chǎn)生的電路邏輯狀態(tài)的變化，元器件的動(dòng)作狀態(tài)類似于邏輯函數(shù)中的“1”和“0”的兩種數(shù)字狀態(tài)，故在繼電控制線路的設(shè)計(jì)中可以引用數(shù)字電路中的邏輯函數(shù)的關(guān)系進(jìn)行相關(guān)繼電線路的設(shè)計(jì)。所謂繼電線路的邏輯函數(shù)設(shè)計(jì)法，就是按照生產(chǎn)工藝的要求，利用邏輯代數(shù)的關(guān)系來(lái)分析設(shè)計(jì)繼電控制線路。這種設(shè)計(jì)方法特別適用于較復(fù)雜的生產(chǎn)工藝所要求的自動(dòng)生產(chǎn)或組合機(jī)床控制線路的設(shè)計(jì)。采用邏輯函數(shù)設(shè)計(jì)法得到的控制線路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)要、經(jīng)濟(jì)、安全、穩(wěn)定、可靠。在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)具體情況，盡可能減少所用器件數(shù)目和種類，這樣可以使安裝好的電路結(jié)構(gòu)緊湊，達(dá)到工作可靠而且經(jīng)濟(jì)的目的，所得到的電路設(shè)計(jì)結(jié)果比經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法有明顯的優(yōu)點(diǎn)，能得到生產(chǎn)工藝所要求的最佳設(shè)計(jì)方案。

二、邏輯函數(shù)設(shè)計(jì)的基本原理及要求

邏輯函數(shù)的理論基礎(chǔ)是邏輯代數(shù)，邏輯運(yùn)算的三種基本形式為與（邏輯乘）、或（邏輯加）、非（邏輯反）。這三種關(guān)系的不同邏輯組合形式得到的表達(dá)式構(gòu)成了繼電線路邏輯電路圖的基礎(chǔ)。

邏輯電路圖，是由若干個(gè)基本邏輯符號(hào)及它們之間的連線構(gòu)成的圖形。實(shí)際生產(chǎn)中，設(shè)計(jì)者往往將電氣控制線路中元件觸點(diǎn)的“開(kāi)通”“關(guān)斷”狀態(tài)的變化作為邏輯變量。就整體而言，繼電控制邏輯電路的輸出量與輸入量之間的關(guān)系是一種因果關(guān)系，故輸出的狀態(tài)與輸入的變量可以用邏輯表達(dá)式來(lái)描述。

1.三種基本邏輯關(guān)系表達(dá)形式

（1）邏輯與關(guān)系。

（2）邏輯或關(guān)系。

當(dāng)一件事件的幾個(gè)條件中只要有一個(gè)條件得到滿足，這件事就會(huì)發(fā)生。圖1的b中使KM得電的邏輯表達(dá)式為：KM=SB1+SB2。

（3）邏輯非關(guān)系。

當(dāng)一件事情的發(fā)生以其相反條件為依據(jù)，即二者之間是處于對(duì)應(yīng)的邏輯關(guān)系。圖1的c中KM得電的邏輯表達(dá)式為：KM=

實(shí)際電路中，一個(gè)繼電控制電路，往往是由各種元器件不同的邏輯狀態(tài)組合而成。

2.邏輯規(guī)定

（1）各種電磁元件的線圈通電狀態(tài)的邏輯關(guān)系為“1”，失電時(shí)的邏輯關(guān)系為“0”。

（2）各種控制按鈕、開(kāi)關(guān)觸頭、接觸器或繼電元件的自身觸點(diǎn)閉合的邏輯狀態(tài)規(guī)定為“1”，各觸點(diǎn)的斷開(kāi)邏輯狀態(tài)規(guī)定為“0”。

（3）元件的動(dòng)斷觸點(diǎn)的狀態(tài)均用“非”狀態(tài)表示，即。

（4）X開(kāi)。

（5）X關(guān)。

能使繼電器失電的關(guān)斷信號(hào)，若此信號(hào)由“1”“0”轉(zhuǎn)變使繼電器關(guān)斷，取原變量；若邏輯狀態(tài)由“0”“1”轉(zhuǎn)變，取其反變量；當(dāng)使繼電器失電的關(guān)斷信號(hào)不止一個(gè)時(shí)，這些判斷信號(hào)的邏輯關(guān)系是“或”關(guān)系。

三、邏輯函數(shù)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)步驟及應(yīng)用分析

現(xiàn)以一個(gè)企業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明：

1.生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)要求

某自動(dòng)生產(chǎn)流水線有兩臺(tái)電機(jī)M1與M2，為實(shí)際操作方便要求能夠?qū)崿F(xiàn)兩地控制，第一臺(tái)電機(jī)M1先行啟動(dòng)，運(yùn)行3分鐘后，第二臺(tái)電機(jī)M2自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行；正常生產(chǎn)結(jié)束時(shí)，必須第二臺(tái)電機(jī)M2要先停車，否則第一臺(tái)電機(jī)不能停車，第二臺(tái)電機(jī)M2停車3分鐘后第一臺(tái)電機(jī)M1自動(dòng)停車，要求線路中有必要的電氣保護(hù)環(huán)節(jié)。

2.繼電控制線路邏輯設(shè)計(jì)步驟

在狀態(tài)表中，所有器件在初始位都不得電，上圖中狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)包含主令信號(hào)與執(zhí)行元件動(dòng)作時(shí)自身輔助觸頭所引起的狀態(tài)變化信號(hào)。實(shí)際生產(chǎn)中，可根據(jù)具體需要設(shè)置中間繼電器為中間記憶單元，以確保設(shè)計(jì)出的繼電控制線路既可行又安全。上表中，KM1控制電機(jī)M1的通斷狀態(tài)，KM2控制電機(jī)M2的通斷狀態(tài)。

（3）根據(jù)狀態(tài)表列寫出各元器件動(dòng)作的邏輯表達(dá)式。

①KM1的邏輯函數(shù)表達(dá)式。

（5）規(guī)范電路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，完善電路設(shè)計(jì)功能。

根據(jù)以上步驟分析可知：在設(shè)計(jì)過(guò)程中，運(yùn)用邏輯函數(shù)設(shè)計(jì)法，設(shè)計(jì)者就有一個(gè)比較系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，大大提高線路的設(shè)計(jì)成效，從而縮短線路的設(shè)計(jì)時(shí)間；采用邏輯函數(shù)設(shè)計(jì)法，可簡(jiǎn)化繼電控制線路，減少很多不必要的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用，同時(shí)還可以極大地提高線路運(yùn)行的可靠性、安全性，在較復(fù)雜的生產(chǎn)工藝的繼電控制線路上有較大的使用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳伯時(shí).電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997.

[2]閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2006.

第7篇：數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：智能科學(xué)與技術(shù)；課程體系；培養(yǎng)管理

1背景

智能科學(xué)與技術(shù)是當(dāng)前科學(xué)研究和工程實(shí)踐的理論與技術(shù)發(fā)展的前沿領(lǐng)域，智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)是一個(gè)多學(xué)科交叉的跨應(yīng)用領(lǐng)域?qū)I(yè)Ⅲ。智能科學(xué)技術(shù)的發(fā)展將把整個(gè)信息科學(xué)技術(shù)推向“智能化”的高度，這正是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的大趨勢(shì)，對(duì)于這方面人才的需求也越來(lái)越迫切。智能科學(xué)與技術(shù)培養(yǎng)掌握?qǐng)?jiān)實(shí)智能科學(xué)與技術(shù)基本理論和系統(tǒng)專門知識(shí)，具備作為工程師或領(lǐng)導(dǎo)者及公民的良好人文修養(yǎng)，具有從事科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)、教學(xué)工作或獨(dú)立擔(dān)負(fù)本專業(yè)技術(shù)工作能力，深入了解國(guó)內(nèi)外智能科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域新技術(shù)和發(fā)展動(dòng)向，能結(jié)合與本學(xué)科有關(guān)的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行創(chuàng)新研究或工程設(shè)計(jì)的高級(jí)專門人才。

高校應(yīng)穩(wěn)妥發(fā)展與完善智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的本科生教育，夯實(shí)本科教育基礎(chǔ)并積極創(chuàng)造條件，大力開(kāi)展創(chuàng)新教學(xué)，努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和工程實(shí)踐能力，使之成為具有系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)和基本技能，良好科研素質(zhì)和較強(qiáng)創(chuàng)造能力的智能科學(xué)與技術(shù)工程師。

2教學(xué)計(jì)劃與教學(xué)管理分析

智能科學(xué)與技術(shù)屬于計(jì)算機(jī)類專業(yè)，其必修課程設(shè)計(jì)原則是使學(xué)生具備計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程的基礎(chǔ)理論知識(shí)，尤其是大類專業(yè)招生教學(xué)的院校，通識(shí)課程主要是數(shù)學(xué)、物理文化基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)扎實(shí)的自然科學(xué)基礎(chǔ)。專業(yè)教學(xué)的特色體現(xiàn)在專業(yè)必修和專業(yè)選修課程，專業(yè)必修課一般分為數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和專業(yè)課程。計(jì)算機(jī)類專業(yè)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程一般包括線性代數(shù)、微積分、離散數(shù)學(xué)、微分方程、概率與統(tǒng)計(jì)、數(shù)值計(jì)算等；專業(yè)課程一般包括程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、高等程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)、數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)等。

2.1學(xué)分

本科培養(yǎng)計(jì)劃的學(xué)分中，國(guó)內(nèi)外大學(xué)學(xué)分總數(shù)趨勢(shì)是逐步減少，追求少而精。國(guó)內(nèi)院校一般在130～190學(xué)分之間，如北京大學(xué)為150學(xué)分，清華大學(xué)為1 70學(xué)分，東南大學(xué)與浙江大學(xué)均為160學(xué)分，還有16學(xué)時(shí)為1學(xué)分的，也有18學(xué)時(shí)為1學(xué)分的。

中國(guó)臺(tái)灣的大學(xué)一般在130學(xué)分左右。臺(tái)灣交通大學(xué)最低畢業(yè)學(xué)分為128學(xué)分，其中必修課程須達(dá)76學(xué)分（共同必修58學(xué)分+資工組核心須達(dá)分+（資工組副核心課程學(xué)分+另2組核心課程學(xué)分）），專業(yè)選修本系課程須達(dá)12學(xué)分，其他選修課程須達(dá)12學(xué)分，通識(shí)課程須達(dá)28學(xué)分（含外語(yǔ)課程必修8學(xué)分）。臺(tái)灣“中央大學(xué)”為136學(xué)分，臺(tái)灣“清華大學(xué)”為136學(xué)分，其中必修和必選學(xué)分126，其他與導(dǎo)師商量決定。

美國(guó)的大學(xué)各校差異較大。美國(guó)的學(xué)分計(jì)算有4學(xué)期制、兩長(zhǎng)一短制及兩學(xué)期制，其中加州大學(xué)伯克利分校為120學(xué)分，麻省理工大學(xué)為90學(xué)分，加州大學(xué)洛杉磯分校為186學(xué)分，斯坦福大學(xué)為180學(xué)分。

2.2教學(xué)管理

在教學(xué)管理上，斯坦福大學(xué)給學(xué)生提供了非常寬松的自由發(fā)展空間。新生入校后不分專業(yè)、不分學(xué)院。除了醫(yī)學(xué)院和法學(xué)院學(xué)生需要經(jīng)過(guò)一定的選拔程序外，本科生可以在入學(xué)后的前一個(gè)學(xué)期適當(dāng)時(shí)候隨意選擇專業(yè)，并且選擇專業(yè)后允許更改，只要畢業(yè)時(shí)滿足專業(yè)培養(yǎng)方案即可。

國(guó)內(nèi)的浙江大學(xué)是較早實(shí)行按大類招生的學(xué)校之一，分為大類培養(yǎng)、專業(yè)培養(yǎng)和特殊培養(yǎng)3類，前兩年不分專業(yè)，按學(xué)科分類集中培養(yǎng)。

臺(tái)灣的大學(xué)專業(yè)也是按大類完成前期的基礎(chǔ)課程，再分小專業(yè)完成各學(xué)程，包括基礎(chǔ)課、核心課和進(jìn)階課。

教學(xué)分組是現(xiàn)在的主流課程架構(gòu)，也是體現(xiàn)專業(yè)方向的主要形式，分組課程是體現(xiàn)專業(yè)特色的課程組。國(guó)內(nèi)清華大學(xué)采用的是分組教學(xué)；臺(tái)灣的大學(xué)基本上采用的是以教學(xué)方向分組的方式，臺(tái)灣的大學(xué)教學(xué)分為課程與修業(yè)、學(xué)分學(xué)程。

2.3實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)

計(jì)算機(jī)類專業(yè)各大院校都強(qiáng)調(diào)課程實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，而目前課程該如何進(jìn)行教學(xué)？這不僅是實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，如何以工程教育專業(yè)論證為目標(biāo)，怎樣使教學(xué)目標(biāo)達(dá)到畢業(yè)要求是關(guān)鍵。做中學(xué)是主流實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，尤其是美國(guó)的大學(xué)，大作業(yè)體現(xiàn)的是實(shí)驗(yàn)與理論教學(xué)的結(jié)合，是考查學(xué)生是否理解理論知識(shí)的重要途徑。學(xué)生不僅能夠?qū)W習(xí)扎實(shí)的數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)，還進(jìn)行大量的實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練。麻省理工大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校、加州大學(xué)洛杉磯分校、斯坦福大學(xué)都屬于實(shí)踐創(chuàng)新性教學(xué)模式。例如，斯坦福大學(xué)程序設(shè)計(jì)范式課程重點(diǎn)比較C、C++、Java的特點(diǎn)和難點(diǎn)，每1～2周有一次大作業(yè)，針對(duì)不同的任務(wù)，要求學(xué)生用不同的語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，使學(xué)生加深理解各類編程語(yǔ)言的應(yīng)用場(chǎng)合；麻省理工大學(xué)的課程計(jì)劃是必須先修12學(xué)分的實(shí)驗(yàn)課程，再修3門或4門核心課程，最后選擇3門方向?qū)W科和1門關(guān)于該方向的實(shí)驗(yàn)課、2門專業(yè)拓展課。

3智能科學(xué)與技術(shù)課程體系分析

智能科學(xué)與技術(shù)課程體系在智能基礎(chǔ)理論研究的基礎(chǔ)上，需要安排基礎(chǔ)性、通用性、關(guān)鍵性的智能技術(shù)研究，主要包括感知技術(shù)和信息融合技術(shù)；自然語(yǔ)言處理與理解技術(shù)；知識(shí)處理（認(rèn)識(shí)）技術(shù)，包括知識(shí)提煉、知識(shí)分類、知識(shí)表示技術(shù)等；機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，特別是統(tǒng)計(jì)與規(guī)則相結(jié)合的學(xué)習(xí)技術(shù)；決策技術(shù)，即知識(shí)演繹技術(shù)特別是不確定推理技術(shù)等；策略執(zhí)行技術(shù)，即控制與調(diào)節(jié)技術(shù)；智能機(jī)器人技術(shù)，特別是面向?qū)ｉT領(lǐng)域的智能機(jī)器人技術(shù)；智能機(jī)器人之間的合作技術(shù)；基于自然語(yǔ)言理解的智能人機(jī)交互與合作技術(shù)；智能信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

國(guó)內(nèi)最早創(chuàng)辦智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)校包括北京大學(xué)，西安電子科技大學(xué)是第2批開(kāi)始培養(yǎng)智能專業(yè)學(xué)生的院校。北京大學(xué)的本科教學(xué)計(jì)劃中，專業(yè)必修課程（2分）包括：①專業(yè)數(shù)學(xué)/理論基礎(chǔ)（15學(xué)分）：算法分析與設(shè)計(jì)、集合論與圖論、概率統(tǒng)計(jì)A、代數(shù)結(jié)構(gòu)與組合數(shù)學(xué)、數(shù)理邏輯；②硬件與系統(tǒng)基礎(chǔ)（分）：數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)、微機(jī)原理和信號(hào)與系統(tǒng)；③智能基礎(chǔ)（5學(xué)分）：腦與認(rèn)知科學(xué)與人工智能基礎(chǔ)。專業(yè)限選課程（15學(xué)分）包括信息論基礎(chǔ)、計(jì)算方法B、數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、微機(jī)實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法實(shí)習(xí)、機(jī)器感知和智能處理實(shí)驗(yàn)、智能多媒體信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。選修組合課程（29～32學(xué)分）：學(xué)生按照自己的興趣，參考智能的2個(gè)專業(yè)方向推薦專業(yè)課組合，自行選擇，至少選修20學(xué)分的智能專業(yè)課程。公共核心+專業(yè)方向+新技術(shù)及其他：①公共核心課程（分）：智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論、模式識(shí)別基礎(chǔ)、生物信息處理、智能信息處理；②專業(yè)方向課程（11～15學(xué)分）：機(jī)器感知與智能機(jī)器人方向、智能信息處理與機(jī)器學(xué)習(xí)方向、新技術(shù)及其他。

西安電子科技大學(xué)智能專業(yè)主要課程包括電路分析理論、信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理、數(shù)字電路及邏輯設(shè)計(jì)、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)、微機(jī)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、軟件工程、人工智能概論、算法設(shè)計(jì)與分析、最優(yōu)化理論與方法、機(jī)器學(xué)習(xí)、計(jì)算智能導(dǎo)論、模式識(shí)別、圖像理解與計(jì)算機(jī)視覺(jué)、智能傳感技術(shù)、移動(dòng)通信與智能技術(shù)、智能控制導(dǎo)論、智能數(shù)據(jù)挖掘、網(wǎng)絡(luò)信息檢索、智能系統(tǒng)平臺(tái)專業(yè)實(shí)驗(yàn)等課程及30多門選修課程。

建議各學(xué)?？梢愿鶕?jù)學(xué)院教學(xué)特色與實(shí)際需求，設(shè)計(jì)專業(yè)核心課程。北京大學(xué)偏重“信息處理”，湖南大學(xué)偏重“智能系統(tǒng)”，但需要強(qiáng)調(diào)的一個(gè)前提就是智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)屬于大計(jì)算機(jī)類，更需要大EECS專業(yè)的基礎(chǔ)。編程、電路、數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)這五大核心基礎(chǔ)就是大EECS；其次是專業(yè)，計(jì)算機(jī)以系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、編譯、數(shù)據(jù)庫(kù)五大經(jīng)典專業(yè)核心課為主，湖南大學(xué)的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)，因此信號(hào)與系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)、人工智能是最基本的專業(yè)核心課，然后再分不同的分支。湖南大學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)核心課程包括人工智能概論、機(jī)器學(xué)習(xí)、計(jì)算智能導(dǎo)論、模式識(shí)別、智能控制導(dǎo)論、智能數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器人學(xué)等；研究學(xué)位課程包括模式識(shí)別、人工智能等，主要體現(xiàn)為智能科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)（人工智能概論、機(jī)器學(xué)習(xí)、計(jì)算智能導(dǎo)論、模式識(shí)別）、核心（智能控制導(dǎo)論、智能數(shù)據(jù)挖掘）和應(yīng)用（機(jī)器人學(xué)）。

4結(jié)語(yǔ)

（1）在課程計(jì)劃實(shí)施過(guò)程中，教師需要遵循課程的時(shí)序圖，即描述課程的進(jìn)階關(guān)系，從本科直到研究生，同時(shí)還可以實(shí)行一定的修課限制，如臺(tái)灣交通大學(xué)計(jì)算機(jī)概論與程式設(shè)計(jì)和面向?qū)ο蟪淌皆O(shè)計(jì)兩科皆不及格者不得修數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法概論，若數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不及格不能修算法設(shè)計(jì)課程等。

（2）程序設(shè)計(jì)類課程用上機(jī)程序能力考試來(lái)設(shè)置合格條件，如臺(tái)灣交通大學(xué)基礎(chǔ)程式設(shè)計(jì)及格條件為通過(guò)“程式能力鑒定”，湖南大學(xué)則以CCF―CSP軟件能力測(cè)試作為程序設(shè)計(jì)課程通過(guò)的考核標(biāo)準(zhǔn)。

（3）鼓勵(lì)學(xué)生參與項(xiàng)目、競(jìng)賽等課外科技活動(dòng)，如臺(tái)灣“清華大學(xué)”的綜合論文訓(xùn)練是由具有同等水平的項(xiàng)目訓(xùn)練成果或SRT（student research training）計(jì)劃項(xiàng)目以及其他課外科技活動(dòng)成果經(jīng)認(rèn)定后代替的。

（4）精煉的課程教學(xué)。核心課程應(yīng)該精且必須加強(qiáng)課程實(shí)驗(yàn)，只有對(duì)方法和理論有正確的認(rèn)識(shí)才能掌握這門課程，而動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)才能真正融會(huì)貫通。麻省理工大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校、加州大學(xué)洛杉磯分校的學(xué)生具備扎實(shí)的數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)后，都需要進(jìn)行大量的實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練。

第8篇：數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞 民族院校；DSP；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2015）22-0118-03

Analysis on Teaching Reform of DSP Principle and Application Course for Ethnic Colleges//PAN Juntao， LIU Fang， NIU Yong， ZHOU Chunyan

Abstract In order to train high-quality DSP talent for society， this paper proposed several educational reforms on the teaching content and teaching method for the course named DSP Principle and Application. Those reform measures should center on the training objective of the course， i.e. Thick Foundation， Strong Capability， Strives for Innovation. Two-year teaching results show that the proposed reform measures possess excellent effect in teaching.

Key words ethnic colleges； DSP； educational reform

1 前言

DSP（Digital Signal Processor）[1]，即數(shù)字信號(hào)處理器，指針對(duì)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)而設(shè)計(jì)的一種可編程的高速、高性能處理器，是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息處理技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物[2]。近年來(lái)，全球信息技術(shù)日新月異，DSP技術(shù)作為信息技術(shù)的重要內(nèi)容之一，其迅猛的發(fā)展勢(shì)頭極大地推進(jìn)了社會(huì)生產(chǎn)力的進(jìn)步。過(guò)去的20年里，DSP芯片的應(yīng)用已經(jīng)從軍事、航空航天等領(lǐng)域擴(kuò)大到信號(hào)處理、通信、電子消費(fèi)等諸多領(lǐng)域，如信號(hào)處理、儀器儀表、自動(dòng)控制、家用電器、醫(yī)療、全球定位GPS、自助銀行、圖形/圖像等?？梢哉f(shuō)，從軍用到民用，從航空航天到居民生產(chǎn)生活，DSP芯片幾乎應(yīng)用到人們生活的每一個(gè)角落[3]。

在全社會(huì)對(duì)DSP相關(guān)技術(shù)人才需求日益增長(zhǎng)的形勢(shì)下，全國(guó)各高校在相關(guān)專業(yè)的人才培養(yǎng)方案里相繼開(kāi)設(shè)DSP原理及應(yīng)用這門課程，且根據(jù)自身的辦學(xué)定位制定了相應(yīng)的教學(xué)大綱。由于DSP芯片眾多，不同系列DSP產(chǎn)品具有不同的特色及應(yīng)用領(lǐng)域，因此，各專業(yè)根據(jù)其自身的人才培養(yǎng)目標(biāo)，在DSP原理及應(yīng)用課程中須選擇不同的DSP芯片進(jìn)行講解。

在眾多DSP芯片產(chǎn)品中，美國(guó)TI公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的一系列DSP芯片無(wú)疑是當(dāng)今世界上最有影響的DSP處理器。TI公司生產(chǎn)的TMS320系列DSP芯片憑借其強(qiáng)大的數(shù)字信號(hào)運(yùn)算能力，使得諸多復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)處理算法的實(shí)現(xiàn)成為可能。目前，該公司在DSP芯片市場(chǎng)份額已占全世界份額近50%[3]。有鑒于此，國(guó)內(nèi)各高等院校和高新技術(shù)企業(yè)都將TI公司TMS320系列DSP產(chǎn)品作為其科研、應(yīng)用開(kāi)發(fā)的首要選擇?？紤]到北方民族大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)以“控制”為主要核心的人才培養(yǎng)理想，該專業(yè)的DSP原理及應(yīng)用課程選用TI公司中控制性能最為突出的TMS320LF240x系列DSP芯片為代表，對(duì)學(xué)生進(jìn)行講解。

目前，北方民族大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)本科人才培養(yǎng)方案對(duì)DSP原理及應(yīng)用課程分配的課時(shí)數(shù)為50，其中理論課時(shí)數(shù)為42，實(shí)驗(yàn)課時(shí)數(shù)為8。鑒于該課程具有涉及知識(shí)面廣、實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)，如何在有限的教學(xué)課時(shí)內(nèi)高質(zhì)量地完成教學(xué)任務(wù)，并培養(yǎng)出符合社會(huì)需求的合格DSP技術(shù)人才，是擺在任課教師面前亟待解決的重要難題之一。因此，針對(duì)DSP原理及應(yīng)用課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、課程評(píng)價(jià)體系的改革探索研究具有重要意義。

本文以北方民族大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)開(kāi)設(shè)的DSP原理及應(yīng)用課程為背景，結(jié)合民族院校的辦學(xué)特色，圍繞課程教學(xué)目標(biāo)為指導(dǎo)，針對(duì)課程教學(xué)過(guò)程中存在的若干問(wèn)題，提出一種以任務(wù)驅(qū)動(dòng)法[4]為核心思想的DSP原理及應(yīng)用課程教學(xué)改革方法，以進(jìn)一步改善現(xiàn)有DSP原理及應(yīng)用課程的教學(xué)效果。

2 課程特點(diǎn)及教學(xué)現(xiàn)狀分析

課程特點(diǎn) DSP原理及應(yīng)用是北方民族大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)方案中開(kāi)設(shè)的一門重要的專業(yè)課。鑒于民族院校服務(wù)少數(shù)民族地區(qū)，培養(yǎng)少數(shù)民族優(yōu)秀人才的辦學(xué)定位，學(xué)校將該課程的教學(xué)目標(biāo)定為了解DSP基本原理，掌握其內(nèi)部硬件資源構(gòu)成及相應(yīng)的指令系統(tǒng)，使學(xué)生具有一定運(yùn)用C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言解決基本實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的實(shí)踐動(dòng)手能力，為今后從事DSP技術(shù)相關(guān)的工作奠定基礎(chǔ)。相比其他專業(yè)課程，該課程具有如下特點(diǎn)。

第9篇：數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)范文

根據(jù)大學(xué)新一代人才培養(yǎng)方案，工程技術(shù)基礎(chǔ)（電子類）被列為我校教學(xué)改革與課程建設(shè)的重點(diǎn)項(xiàng)目。為了搞好此項(xiàng)改革，2011年4月，我校專門成立了工程技術(shù)基礎(chǔ)（電子類）課程教學(xué)改革研究組，先后調(diào)研了軍內(nèi)外十余所重點(diǎn)大學(xué)，通過(guò)Internet查詢了國(guó)內(nèi)外有關(guān)院校電子系列課程的教學(xué)情況，對(duì)我校工程技術(shù)基礎(chǔ)（電子類）課程內(nèi)涵進(jìn)行了認(rèn)真的研究。此外，我們還邀請(qǐng)校內(nèi)外相關(guān)專家召開(kāi)了專題研討會(huì)，認(rèn)真聽(tīng)取了專家的意見(jiàn)，對(duì)工程技術(shù)基礎(chǔ)（電子類）的課程改革基本達(dá)成共識(shí)。在此基礎(chǔ)上，提出了我校工程技術(shù)基礎(chǔ)（電子類）課程的教學(xué)改革方案，重新確立了“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程的教學(xué)內(nèi)容體系。

1教學(xué)改革的總體考慮

按照總政治部有關(guān)文件精神和基于通識(shí)教育的人才培養(yǎng)要求，著眼于為初級(jí)指揮軍官培養(yǎng)寬厚的工程技術(shù)基礎(chǔ)和跨領(lǐng)域的專業(yè)理解和溝通能力的教學(xué)目標(biāo)，按照有利于學(xué)員思維能力的訓(xùn)練、有利于學(xué)員實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，突出基礎(chǔ)性、綜合性和應(yīng)用性，兼顧知識(shí)結(jié)構(gòu)完整性的工程技術(shù)人才培養(yǎng)思路，精心設(shè)置我校工程技術(shù)基礎(chǔ)（電子類）的課程模塊，貫徹落實(shí)“以學(xué)員為中心，知識(shí)、能力和素質(zhì)全面發(fā)展”的教育理念，創(chuàng)新教學(xué)模式，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法，充分激發(fā)學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣，努力使合訓(xùn)學(xué)員打牢比較扎實(shí)的電子技術(shù)基礎(chǔ)，達(dá)到寬厚復(fù)合的工程技術(shù)基礎(chǔ)教育目標(biāo)。根據(jù)以上基本要求，結(jié)合我校的實(shí)際，綜合考慮初級(jí)指揮軍官必須具備的電子類工程技術(shù)素質(zhì)，我們面向全校合訓(xùn)本科專業(yè)開(kāi)設(shè)了兩門電子類基礎(chǔ)課程。電子技術(shù)基礎(chǔ)：傳授模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)的基本概念、基本理論和基本分析方法，主要內(nèi)容包括基本電子器件、基本放大電路、集成運(yùn)算放大器、模擬集成電路、功率放大電路、數(shù)字邏輯基礎(chǔ)、組合與時(shí)序邏輯電路、可編程器件及應(yīng)用、數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換電路等。工程實(shí)踐（電子類）：學(xué)習(xí)電子電路的設(shè)計(jì)方法和測(cè)試方法，教學(xué)內(nèi)容包括電子小制作的方案設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真、原理圖設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、焊接技術(shù)和電路測(cè)試等。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)員掌握各種常規(guī)電子儀器的使用方法，鍛煉動(dòng)手能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

2教學(xué)改革的基本內(nèi)容

2.1確定課程的改革方案

以技術(shù)發(fā)展進(jìn)步和應(yīng)用需求為牽引，全方位、多角度地科學(xué)設(shè)計(jì)課程架構(gòu)，抓好課程內(nèi)涵建設(shè)，創(chuàng)新和完善教學(xué)模式、教學(xué)方法、教學(xué)手段，努力實(shí)踐“以學(xué)員為中心，知識(shí)、能力和素質(zhì)全面發(fā)展”的教育理念。課程的具體改革思路如下。

（1）教學(xué)內(nèi)容方面。注意處理好3個(gè)“關(guān)系”，把握好時(shí)代性、實(shí)踐性和系統(tǒng)性3個(gè)“原則”。一是注意處理好經(jīng)典與現(xiàn)代的關(guān)系，既充分納入電子技術(shù)的經(jīng)典內(nèi)容，又能及時(shí)反映電子技術(shù)的發(fā)展成果和發(fā)展趨勢(shì)，合理選擇和更新教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)出鮮明的時(shí)代性；二是注意處理好理論與工程實(shí)踐應(yīng)用的關(guān)系，在介紹理論內(nèi)容時(shí)多強(qiáng)調(diào)物理意義和工程應(yīng)用背景，在介紹實(shí)踐內(nèi)容時(shí)多注意理論的指導(dǎo)作用，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，突出課程的實(shí)踐性本質(zhì)特征；三是注意處理好本門課程與前后課程之間的銜接關(guān)系，既堅(jiān)決避免內(nèi)容重復(fù)，又充分滿足后續(xù)課程需要，努力實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的“無(wú)縫連接”，體現(xiàn)課程體系的系統(tǒng)性。

（2）教學(xué)手段方面。著眼“塑造精英”，倡導(dǎo)“學(xué)為主體”，大力推行符合學(xué)員認(rèn)知規(guī)律和身心發(fā)展的教學(xué)模式，充分利用信息化教學(xué)資源和現(xiàn)代化教學(xué)手段，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)從“知識(shí)為本”向“能力為本”轉(zhuǎn)變，教學(xué)過(guò)程從“知識(shí)傳授”為主向“知識(shí)獲取”為主轉(zhuǎn)變，教員角色從教學(xué)的“主演者”向激發(fā)學(xué)員探索創(chuàng)新的“主導(dǎo)者”轉(zhuǎn)變，考核評(píng)價(jià)方式從傳統(tǒng)單一向靈活多樣轉(zhuǎn)變。為此，教員要積極鉆研并創(chuàng)新教學(xué)模式與教學(xué)方法，努力突出學(xué)員的主體地位和教員的指導(dǎo)作用，切實(shí)加強(qiáng)教員與學(xué)員的深層次互動(dòng)，并通過(guò)合理使用現(xiàn)代化教學(xué)手段，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效率和教學(xué)效果。針對(duì)不同的教學(xué)對(duì)象和教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)，教員可以采取學(xué)導(dǎo)式、啟發(fā)式、探究式、討論式、問(wèn)題牽引式和精講多練、自主實(shí)驗(yàn)、理論與實(shí)踐融合等不同的教學(xué)模式與教學(xué)方法，使用Multisim等EDA仿真工具輔助教學(xué)，增強(qiáng)教學(xué)的生動(dòng)性、適應(yīng)性，全面提升教學(xué)效果。

2.2全面修訂課程的教學(xué)大綱

將“模擬電子電路”和“數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)”兩門課程整合為“電子技術(shù)基礎(chǔ)”一門課程，在課時(shí)上也做相應(yīng)的調(diào)整。整合之后，總學(xué)時(shí)為50學(xué)時(shí)，課時(shí)分配如表2所示。兩部分的內(nèi)容安排如下。

（1）模擬電子技術(shù)，介紹二極管和三極管兩種器件的特性；以共射放大電路為主介紹單管放大電路的工作原理；以反饋概念及運(yùn)算電路為主介紹集成運(yùn)算放大器及其應(yīng)用。

（2）數(shù)字電子技術(shù)，邏輯代數(shù)基礎(chǔ)部分側(cè)重常用公式和定理的應(yīng)用、波形圖的繪制、以卡諾圖為主的化簡(jiǎn)方法等各種表示方法及相互轉(zhuǎn)換。集成邏輯門電路以介紹TTL門電路為主，弱化各種門電路內(nèi)部工作原理的細(xì)節(jié)介紹，舉例說(shuō)明OC門和三態(tài)門的應(yīng)用以及引腳的處理。組合邏輯電路部分介紹常規(guī)的分析方法和設(shè)計(jì)思路，強(qiáng)調(diào)常用MSI芯片的使用及設(shè)計(jì)。時(shí)序邏輯電路部分側(cè)重同步時(shí)序電路的分析方法、集成計(jì)數(shù)芯片的使用和設(shè)計(jì)、寄存器的工作原理以及555典型電路的應(yīng)用。

2.3積極創(chuàng)造條件進(jìn)行改革試點(diǎn)

加快建設(shè)功能齊全、資源豐富的課程教學(xué)網(wǎng)站，做好網(wǎng)站維護(hù)和更新，從而為課程學(xué)習(xí)提供豐富、便捷的信息化教學(xué)資源保障；積極引進(jìn)先進(jìn)的電路仿真輔助教學(xué)軟件，搭建先進(jìn)的電路仿真平臺(tái)，拓展學(xué)員的實(shí)踐空間，彌補(bǔ)實(shí)踐課時(shí)嚴(yán)重不足的缺陷；依托學(xué)員科技創(chuàng)新活動(dòng)，利用各種實(shí)踐平臺(tái)，鼓勵(lì)學(xué)員開(kāi)展創(chuàng)新課題研究，增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)興趣；積極組織學(xué)員參加各類設(shè)計(jì)和競(jìng)賽，激發(fā)學(xué)員的創(chuàng)新意識(shí)和集體榮譽(yù)感，促進(jìn)教學(xué)改革的深化。開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源和學(xué)員創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)，引領(lǐng)學(xué)員開(kāi)展自主學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)其參加各種創(chuàng)新競(jìng)賽，調(diào)動(dòng)學(xué)員的學(xué)習(xí)積極性，促進(jìn)其個(gè)性化發(fā)展；在實(shí)驗(yàn)的改革中以教學(xué)大綱為基礎(chǔ)，以改善實(shí)驗(yàn)條件為保障，以因材施教為核心，根據(jù)學(xué)員的不同層次，建立了三級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)：基礎(chǔ)型，滿足教學(xué)大綱要求的實(shí)驗(yàn)；提高型，學(xué)員可結(jié)合各部分理論知識(shí)，有選擇性地完成帶有一定設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)；綜合型，學(xué)員可結(jié)合本專業(yè)知識(shí)，自行設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)具有一定功能的電路，將所學(xué)知識(shí)進(jìn)行綜合利用[4]。為提高學(xué)員理論與實(shí)際相結(jié)合的能力，在實(shí)驗(yàn)報(bào)告及實(shí)驗(yàn)考試中相應(yīng)增加對(duì)原理部分的討論，而在理論課程的試卷中增加相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和手段的試題。

3教學(xué)改革的主要特點(diǎn)

（1）目標(biāo)明確。本項(xiàng)目改革的目標(biāo)是基于通識(shí)教育的人才培養(yǎng)要求，著眼于為初級(jí)指揮軍官培養(yǎng)寬厚的工程技術(shù)基礎(chǔ)，建立符合我軍新時(shí)期電子信息技術(shù)人才培養(yǎng)要求的工程技術(shù)基礎(chǔ)系列課程體系；經(jīng)過(guò)此次改革，把我院工程技術(shù)基礎(chǔ)（電子類）課程的教學(xué)水平提高到一個(gè)新的臺(tái)階，使之在軍內(nèi)處于領(lǐng)先水平。

（2）特色鮮明。本項(xiàng)目的改革方案建立在我們認(rèn)真總結(jié)和吸收以往電子系列課程教學(xué)改革所取得的經(jīng)驗(yàn)和成果基礎(chǔ)之上，注重教學(xué)內(nèi)容的針對(duì)性和實(shí)用性，其最大特色就是開(kāi)創(chuàng)性地將模擬電子電路、數(shù)字邏輯電路和電子設(shè)計(jì)課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新整合和更新，使我院“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程的建設(shè)水平處于全軍院校的前列。

（3）重點(diǎn)突出。①突破以往的課程設(shè)置框架，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了有機(jī)組合和分割；②用現(xiàn)代的觀點(diǎn)優(yōu)化重組傳統(tǒng)內(nèi)容和現(xiàn)代內(nèi)容，形成新的內(nèi)容體系；③改革教學(xué)方法和教學(xué)手段，充分體現(xiàn)知識(shí)、素質(zhì)和能力培養(yǎng)相結(jié)合的要求。

4教學(xué)改革的實(shí)踐效果

兩年的教學(xué)改革實(shí)踐，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)員的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性，激發(fā)了每個(gè)學(xué)員的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新潛能。課堂上通過(guò)啟發(fā)式、研究式、問(wèn)題牽引式教學(xué)，揭示了知識(shí)的發(fā)生過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)員理論聯(lián)系實(shí)際，理解現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、參與討論、解決問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生分析、對(duì)比、歸納、總結(jié)的能力和科學(xué)思維品質(zhì)；強(qiáng)調(diào)物理意義和工程應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)員的工程意識(shí)；廣泛采用計(jì)算機(jī)仿真、多媒體動(dòng)畫、網(wǎng)絡(luò)資源和作業(yè)、思考、階段測(cè)驗(yàn)、輔導(dǎo)等多種教學(xué)手段，鞏固和提高教學(xué)效果，通過(guò)“一幫一”“結(jié)對(duì)子”等方法促使學(xué)員共同進(jìn)步。

5結(jié)語(yǔ)