数字电路与逻辑设计范文精选

摘要：电子技术的发展大大推动了数字电路与设计课程的教育进程，对数字电路与逻样设计的教学改革进行详细的阐述。根据计算机专业的特点，在课程的内容上体现专业的需求，把数字逻辑跟计算机专业设计紧密联系。

关键词：计算机专业 课程进度 数字电路与设计

中图分类号：G642.0 文献标识码：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.15.132

“数字电路与逻辑设计”是电气信息类专业一门重要的专业基础课。该课程是后续专业基础课和专业课的先修课程和基础，是学生开展课外科技创新活动的必备知识，是解决工程实际问题的重要理论和方法，结合目前的实际情况，对数字电路与逻辑设计教学进行改革。

1 数字电路与逻辑设计的本质

数字电路与逻辑设计是计算机科学与技术必修的一门重要课程。该课程中介绍了与数字系统相关的知识，体系等。设置这门课程的重要性在于让学生能够更好地了解数字计算机和其他系统的基本逻辑电路，能够熟练运用课程中所学到的知识并在实际操作中对案例进行分析，客观地提出要求。

通过这门课程的系统学习，可以加强同学的逻辑思维能力，落实到具体工作中，可以解决具体问题，可以对系统硬件进行检测，并有一定的创新能力。数字电路课程教学之所以进行改革是为了提高学生对计算机硬件设施的了解，为日后的学习做铺垫。我们从计算机科学的角度划分，可以把其课程分为：分析电路，数字电路与逻辑设计，微机原理等。从这些课程不难看出，数字电路与逻辑设计起的是承上启下的作用。

2 电子技术的广泛应用加快了数字电路的发展

摘要：针对高职教育和高职学生的特点，以学生职业能力的培养为根本出发点，探讨项目化教学的必要性，给出项目化教学的课程设计思路，选取真实的职业活动实例作为训练素材；将具体的项目实例剖分为几个子任务，通过基于工作过程的项目教学真正实现“教、学、做”三者的融合；建立以形成性考核为主的课程考核体系。

关键词：高职教育；项目化教学；形成性考核

作者简介：张丽（1981-），女，江苏南通人，南通农业职业技术学院机电系，讲师。（江苏 南通 226007）

中图分类号：642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）26-0051-02

“数字电路与逻辑设计”是机电专业中的一门专业基础课，它的特点是逻辑性、实践操作性强。它的先导课程有“电路分析”、“模拟电子技术”和“protel99SE”，后续课程有“单片机技术”、“家电原理”和“电子测量技术”，在整个学科体系中起着承前启后的重要作用。

一、“数字电路与逻辑设计”课程设计的理念

以职业能力培养为出发点，应遵循“手脑并用”、“做学合一”、“理论与实际并行”、“知识与技能并重”的教学原则，突出以“能力为本位”的课程模式，以应用和就业为导向，以培养职业技能为目的。以学生为主体，教师为主导，才能充分发挥学生的自主学习积极性。把握学生的认知过程和接受能力的规律，注重对学生创新意识和创新能力、综合意识与综合能力、实践意识与实践能力的培养。以理论联系实际为指导，重点提升学生运用知识的能力，使之养成良好的学习习惯，把握行为引导法促进学生能力提升的发展性教育理念。

二、高职教育及高职学生的特点

摘要:本文针对数字电路与逻辑设计实验的教学现状,提出实验教学组织模式、实验方法和实验内容的改革措施,并通过范例详细介绍了实验教学改革具体的实施过程,其中一些观点和方法对提高实验教学效果具有很好的借鉴意义。

关键词:数字电路与逻辑设计;实验教学;教学改革

中图分类号:G642文献标识码:B

1引言

“数字电路与逻辑设计”是计算机类专业的专业基础课,具有综合性与实践性两大特点,特别是实践动手能力是学好这类课程的关键,这也是学生进入大学的第一门与工程相关的硬件课程,学生需要掌握的不仅仅是相关的课程知识,更应该通过实际电路的分析与设计学会逻辑思考,为后续的计算机组成原理、微机接口与通信、嵌入式系统原理等硬件系列课程打好基础,这就要求将所学的知识综合运用、融会贯通。

由于学生缺乏工程实践经历,习惯用数学思维思考,不做可行性分析和定性分析,所以对课程的学习经常抱怨“上课听不懂、实验没头绪、太难……”,最后失去对硬件系列课程的兴趣,不能很好地理解计算机结构和工作原理,对于很多问题,包括软件设计等问题都不可能找到最优的解决方案。如何通过实验的训练,使学生掌握工程设计的主要程序和方法,培养分析和解决工程实际问题的能力,树立正确的设计思想,训练逻辑思维能力和创新意识是值得探讨的问题。

2实验课程改革思路

华南农业大学为计算机类专业开设的“数字电路与逻辑设计”课程计划学时数为88学时,其中授课64学时,实验24学时。以下介绍我们在实验教学中为提高学生学习积极性、训练逻辑思维能力和实际操作能力所提出的教学改革思路和实践情况。

【摘要】文章从“数字电路与逻辑设计”精品课程建设的课程体系结构改革,理论教学方法和实验教学手段改革,师资队伍建设多个方面,研究并实践如何提高“数字电路与逻辑设计”课程的教学水平。实践证明,通过对该门课程的精品课建设,改进了教学方法,显著提高了课程的教学质量和教学效果。

【关键词】数字电路与逻辑设计 精品课程 教学改革 网络教学平台

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)08(b)-0134-02

“数字电路与逻辑设计”是信息学院所有国内高校电子信息、计算机类和部分非电类本科生的重要技术基础课,也是国内外高校电子及计算机类学生的基础必修课程,具有基础性强、实践性强、更新快的特点,是学习电子类专业课程和毕业后从事电子技术工作的基础。

云南大学“数字电路与逻辑设计”课程经过近30多年的建设,2008年别列为校级精品课程建设项目,该课程的教学队伍,采用教学、实践、科研相互结合和促进的教学理念,讲授国内外该课程的最新内容,在课程体系结构改革、实验教学改革、现代教学手段和方法的应用、提高教师学术水平和教学水平等方面取得了丰硕成果。

1 课程体系结构改革

为了提高该课程的教学质量,我们建立了理论教学、学生实践和自主研发三个层次的教学体系,不断更新教学内容。第一个层次是扎实掌握基础知识,第二个层次是具备较强综合创新分析设计能力,第三个层次是自我拓展提高专业知识的能力。

1.1 理论教学

摘要：针对传统数字电子技术中课堂教学内容较为枯燥，学生们感性认识较差等问题，通过Matlab/Simulink仿真工具提供的基本数字模块和自定义的数字模块，实现对基本时序逻辑单元――同步RS触发器的仿真，从而很方便地验证同步RS触发器电路设计的正确性，令学生更直观地实现数字时序电路的分析、{试与仿真，为提高学生的实际操作能力打下基础。

关键词：数字电路，Matlab/Simulink仿真，同步RS触发器

中图分类号：TN702 文献标识码：B

1. 引言

数字电路与逻辑设计课程[1]是工科电子信息类与电气工程类专业的专业基础课，对学习后续相关专业课起着不可替代的作用。该门课程的教学一般包含理论教学、实验教学和课程设计等教学环节。通常情况下，完成一定内容的理论教学后，再安排相关实验课程，在实验板上搭建具体的硬件电路或专用的数字电路实验仪器进行测试、修改和完善。但是，这些方法往往面临连线多、易于出现错误或需要反复调试，难以排查错误等问题，这种教学方式会导致学生对所学内容的感性认知较差，从而较低对课堂理论教学的积极性。因此，引入虚拟仿真软件势在必行。

Matlab[2]集算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括Matlab和Simulink[3]两大部分，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等诸多领域。

针对目前课堂教学的问题，采用Matlab/ Simulink仿真工具进行数字电路的调试、仿真与验证，可以有效避免传统方法的容易出现的各种缺点，同时还能在省时、省力的条件下使课堂的讲解更加生动，更易被学生理解。因此，本文通过同步RS触发器为例介绍Matlab软件实现数字电路仿真的方法。

2. 电路设计与仿真

摘要：新课导入是课堂教学的一门艺术，成功的新课导入可以快速吸引学生注意力，是一节课成功的一半。文章针对《数字电路与逻辑设计》课程内容丰富、理论抽象、跨度大、实践性强的特点，提出几种具体的新课导入方法并且应用到课堂教学过程中。实践证明这些课堂导入方法可以将枯燥的知识传递变得活泼、愉快，激发学生的求知欲，调动学生参与课堂的激情，从而提高教学质量，圆满完成教学任务。

Abstract： The introduction of the new course is an art of teaching， the successful introduction of new course can quickly attract the attention of students， and it is a successful half of the class. According to the characteristics of the course of "digital circuit and logic design"， which is rich in content， theoretical abstraction， large span and strong practicality， this paper puts forward several specific new course introduction methods and applies them to the teaching process. Practice had proved that dull knowledge became lively and cheerful with these methods，and students took part in all discuss in classroom actively to improve the teaching and then successfully fulfill it.

P键词：新课导入；数字电路与逻辑设计；教学

Key words： the introduction of the new course；digital circuit and logic design；the teaching

中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）11-0181-02

0 引言

《数字电路与逻辑设计》课程是测控技术与仪器、电子信息工程、电气工程及自动化、计算机等专业的一门专业基础课程。该课程详细介绍了数字逻辑的基础内容、逻辑门电路、组合逻辑电路、锁存器和触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的变换与产生、数模与模数转换、存储器和可编程逻辑器件[1]。该课程结合集成芯片，进行系统而广泛的描述，旨在培养学生了解和掌握典型数字集成电路的基本知识、使用方法和设计要点的基本技能。

该课程是许多专业的学生接触的第一门与实际电子、电器紧密相关的一门课程，更是学生学习今后专业课的基础。如何引导学生尽快入门，并且学好该课程，是教师需要认真考虑的一个重要问题。本文重点从新课导入方法来阐明如何学好该课程，因为良好的开端是成功的一半。新课导入引人入胜，可以产生凝聚效应，即凝聚学生的注意力、思想、情感，进而对该课程产生学习兴趣。本人根据教学经验的积累，将多种实用的导入方法总结归纳，根据知识点的特点，采用不同的新课导入方式，以期达到最有效的教学效果。

[摘 要]针对“数字电路与逻辑设计”的课程教学方式较为单一，理论与实践脱节，学生学习积极性不高等问题，可以借鉴先进的CDIO工程教育理念，从课程教学资源建设、教学方法和课程考核方式改革等几个方面论述了对课程进行立体化教学改革的具体措施，以提高学生学习的积极性和主动性，改善教学效果，探索培养具有现代创新思维卓越工程人才的立体化教学模式。

[关键词]数字电路 逻辑设计 CDIO 教学方法

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）03-0132-02

“数字电路与逻辑设计”是电子电气信息类等专业电子技术方面入门性质的专业基础必修课程，服务于电气自动化、电子科学与技术、电子信息与智能检测、通信与信息系统等学科，是一门重要的技术基础课，对实现应用型人才培养目标具有承上启下的关键作用。然而目前该课程教学模式与信息专业快速发展的要求相脱节；课程教学内容偏重理论分析，教学方式较为单一，以课堂讲授为主。部分学生感到本课程学习内容枯燥无味，接受知识被动。很多学生仅仅把应付考试而不是应用知识作为课程学习的目标，结果导致即使考试成绩不错，许多学生对数字系统的构成、设计、生产等流程依然不甚了解，无法做到学以致用，限制了课程对学术专业素质培养的关键作用的发挥。

针对这一现状，本文借鉴国外先进的CDIO工程教育理念，遵循“首要教学原理”，提出“数字电路与逻辑设计”立体化教学改革方案：通过设定工程化培养目标、教学内容的体系层次化建设、改进教学方法和手段、改革考核方式等措施，提高学生自主性和独立性，培养学生创新思维，探索培养具有现代创新思维卓越工程人才的立体化教学模式。

一、立体化课程教学资源建设

（一）课程教学内容的体系化、层次化建设

“数字电路与逻辑设计”的知识点很多，学生在初学时往往难以抓住课程思路主线，容易失去学习的动力和积极性，因此要特别重视教学内容的体系化。

摘要：文章针对数字电路与逻辑设计课程进行教学改革，从了解学生心理与学习状态入手，充分利用现有网络资料和科研成果，借鉴国内外高校相关学科领域、相关专业课程先进的教学模式，引入课程设计环节，着重培养学生综合运用所学理论知识分析和设计具体数字电路的能力；同时充分结合自身及相关领域的科研动态，将最新科研成果与课堂教学紧密结合起来，对该课程的教学模式和教学手段进行有益而较为深入的探索。

关键词：数字电路与逻辑设计；教学方法；教学质量

1 课程的现状

在高速发展的电子产业中数字电路具有较简单又容易集成的特点，是集成电路设计的基础。数字电路又是现代电子技术、计算机硬件电路、通信电路、信息与自动化技术的基础。因此，《数字电路与逻辑设计》是电子、通信、计算机、自动化等专业的重要基础课程，其理论性和实践性很强。

在当今信息数字化时代，随着CMOS工艺的发展，式子电子技术中TTL的主导地位被撼动。在工程实践中，数字电路的文本描述已逐渐取代图形描述。FPGA/CPLD器件的大量应用，也改变了数字系统的设计理念、设计方法，使数字电子技术开创了新局面，不仅规模大，而且将硬件与软件结合，使器件的功能更加完善，使用更灵活。因而，数字电路的教学内容也需要不断更新与改进，已适应人才培养的需要。

对以电工基础及电子电路为基本的理论基础知识，由于其逻辑性极强、极具抽象性、并枯燥无味，对该门课程有极大兴趣的学生不多，大部分学生都感到难学、学不懂、不会学，对各种电子产品的结构特别是在电路结构、电路工作原理分析方面，更是觉得困难重重。由于缺乏学习兴趣，学生的学习纯粹是―种被动学习，也就是为了应付考试，最终的教学目的很难达到。

目前，大部分年轻老师都是直接从学生转变为老师的。在讲授这门课之前完全没有任何教学经验，更谈不上实践经验了。所以在教学过程中只是在简单完成教学任务，照搬书上的内容，没有将这门课程与当今科研技术结合起来，对激发学生的学习兴趣也并未起到积极的作用。在学校，数字电路与逻辑设计分为两部分教学，分别为理论知识与实验操作。大部分老师只承担某一部分的教学工作，很少同时从事两部分的教学工作。这样的话，会使理论与实践脱节，老师各讲各的，学生的学习效率也会相应降低。因此，教师应该重视这一状况。教师是否了解当前学科技术的前沿，能否更多地将当前新工艺、新电子元件、新仪器产品的使用等内容融入课堂教学是至关重要的。

考虑到上述现状，针对学校专业特点和有关课程设置，改革数字电路与逻辑设计课程体系已经成为大家的共识。

摘 要：本文通过目前数字电路课程状况的分析，在对本科院校学生实际情况讨论的基础上，提出了新的教学方法，即"目标驱动法"。它分为设定目标、实现目标、目标总结，并对它分别展开了讨论和阐述。最后提出新的教学方法必须有相应的教学管理体系来支撑它。希望这种教学方法能够得到高校管理者的认可和推广。

关键词：教学评价 目标卡 教学模式

《数字电路与逻辑设计》是电气、通信及电子信息类专业与计算机专业的专业必修课程， 属于技术基础课，且为主干课程。它的先修课程是高等数学、电路分析，主要培养学生分析电路和设计电路的能力。但由于该课程一直是学生感到难学的课程，特别是对于民族院校的学生，学生入校的成绩差异较大，有些少数民族学生从高中才开始学习汉语，听课都比较困哪，进入大学课堂，老师按照大部分同学的接受能力去授课，他们完全听不懂，像听天书一样，最后只好不听了，也不学了，当然逃课也就开始了，学风也就变坏了。如何让学生更好的掌握该门课程，一直是教师们感到困扰的问题。美国著名教育家梅里尔.哈明博士曾说，一个好的课堂，应该是“鼓舞人心的”。只有学生被鼓动起来，有了兴趣，进行主动学习，其它问题都就是小问题了，都可以解决了。同时浓厚的兴趣也是促使学生刻苦钻研、勇闯难关的强大动力。对教师而言，解决了以前的满堂灌问题，从心里上感受到了学生的需要，从而有了一种使命感和责任感，工作更加有信心。在此，我提出一种新的教学方法“目标驱动法”，它分为三部分。[1]

一、设定目标

在数字电路教学中，教师发现“兴趣”是最关键的问题，从这个角度考虑，第一次数电课，首先给学生介绍数字信号的特点、数字系统的组成、数字电路在电子系统中的作用，使学生建立一个对数字逻辑电路的系统的概念。然后是详细讲解各章节内容在数字逻辑电路系统中所处的位置和作用，通过前面的工作，学生基本上了解了这门课要干什么，学完后有什么用处。教师在这种情况下要引导学生设定目标，例如做一个多功能流水灯、多路抢答器、出租汽车里程计价表等等，尽量让每一个学生都有一个目标。让学生感到自己受到尊重，可以有自己的想法，从而对这门课有自信。然后对每个学生的目标进行分析，告诉学生，要实现这个目标，需要掌握哪些章节的内容，教师可以更加详细的介绍某个章节在这个目标实现中起了多大作用，让学生带着目标来上课，目标驱动学生产生学习知识的动力，使学生感觉到数电这门课有意思，不无聊，逐渐也就产生了兴趣。[2]

二、实现目标

有了目标，学生就可以参与其中，带着问题来听课，课堂也就有了活力，教师要不断的鼓励和引导学生，以学生为中心，进行答疑解惑，同时授课教师要在充分了解学生的基础上，依托自己所授课程，结合学生的目标，开阔学生的思维，从而培养学生的学习能力和创造力，增强学生的学习信心和兴趣。例如有些学生的目标是设计一个多功能流水灯，其主要部分时实现定时功能，即在预定的时间到来时，产生一个控制信号来控制彩灯的流向、间歇等，可用可逆计数器和译码器来实现正、逆流水功能，利用组合电路实现自控、手控、流向控制等功能。学习了理论知识后，教师可以通过让学生自己设计电路原理图，实验室提供器材搭接组装电路，在教师的指导下让学生按单元电路分块调试，并最终按照设计整体调试实现结果，观察彩灯工作情况并记录。让学生充分体验到动手、动脑、动口的过程，享受设计成功的快乐，从而激发学生的学习兴趣。同时鼓励学生大胆猜想和独立思考，创新设计理念，并通过实验否定错误或修正猜想，使学生拥有解决问题的勇气和决心。[3]

三、目标总结

摘 要： 大规模可编程逻辑器件的应用已经为数字系统的设计带来了极大的灵活性。标准化逻辑设计语言的引入，极大地改变了传统的数字系统设计方法、设计过程和设计观念。作为大学的技术基础教学环节，应做出相应的调整。分别通过组合逻辑和时序逻辑设计实例比较了传统设计方法存在的问题和现代逻辑设计方法的优势。通过对比可以看到，现代逻辑设计技术取代传统的数字系统设计方法而成为数字电路设计的主流，是电子技术发展的必然趋势。

关键词： 数字电路设计； 现代数字逻辑设计方法； 数字电路教学改革； 转换真值表

中图分类号： TN710?34； TP302.1 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）07?0139?04

Research on the necessity of change in digital circuit design method

based on CPLD/FPGA

SHUANG Kai， CAI Hong?ming

（College of Geophysics and Information Engineering， China University of Petroleum （Beijing）， Beijing 102249， China）

Abstract： Application of large?scale programmable logic device has brought great flexibility to digital system design. The introduction of standard logic design language has greatly changed the design method， design process and design concepts of traditional digital system. As a technical foundation teaching link in the university， it should be adjusted accordingly. The problems of the traditional design approach and advantages of modern logic design methods are compared through the combinational logic and sequential logic design examples. By contrast， the modern logic design techniques has replaced the traditional method of digital system design and become the mainstream of the digital circuit design， which is the inevitable trend of development of electronic technology.