## 数字电路教程 ### 2 数制及编码 学习的主要要点： * 数制、[[code_system|编码]]的基本概念 * 常用数制及其转换 * 常用二进制编码及BCD码 教学要求： * 了解数制、[[code_system|码制]]的基本概念； * 掌握常用数制（二进制、八进制、十进制、十六进制）及其转换方法； * 了解常用的二进制码（自然二进制码、循环码、奇偶校验码）及BCD码（8421BCD码、5421BCD码、余3BCD码） - [[how2digital|认知世界从识数开始]] - [[https://www.electronicshub.org/digital-number-system/|数字编码系统]] - [[https://www.electronicshub.org/binary-codes/|二进制编码]] - [[https://www.electronicshub.org/signed-binary-numbers/|有符号的二进制数]] - [[https://www.electronicshub.org/binary-to-decimal-conversion/|二进制到十进制的转换]] - [[https://www.electronicshub.org/hexa-decimal-number-system/|16进制]] - [[https://www.electronicshub.org/octal-number-system/|8进制系统]] - [[https://www.electronicshub.org/error-correction-and-detection-codes/|纠错和检测代码]] ### 3 逻辑代数及门 学习要点： * 逻辑代数的基本概念、基本运算、基本公式和规则 * 逻辑函数的描述方法 * MOSFET的开关特性 * CMOS门电路 * 逻辑函数简化的基本方法 教学上的要求： * 掌握逻辑代数的基本概念、基本公司和基本规则 * 掌握逻辑函数的描述方式（真值表、表达式、电路图、卡诺图）及其相互转换方法 * 了解逻辑函数最简与或式的公式化简法，掌握逻辑函数（4变量及以下）最简与或式的卡诺图化简法 * 掌握MOS场效应管的开关特性和有关参数 * 掌握CMOS反相器的功能和主要外部电气特性 * 了解CMOS与非门、或非门、OD门、三态门的工作原理 - [[https://www.electronicshub.org/introduction-to-logic-gates/|数字门介绍]] - [[not_gate/|逻辑非门]] - [[or_gate/|逻辑或门]] - [[and_gate/|逻辑与门]] - [[nand_gate/|与非门]] - [[nor_gate/|或非门]] - [[xor_gate/|异或门]] - [[https://www.electronicshub.org/exclusive-nor-gate/|异非或门]] - 逻辑门和数字抽象 - 布尔代数 - 逻辑关系描述 - 逻辑函数的化简与变换 - [[https://www.electronicshub.org/boolean-algebra/|Boolean-algebra Basics]] - [[https://www.electronicshub.org/boolean-algebra-laws-and-theorems/|Laws and Theorems of Boolean Algebra]] - [[https://www.electronicshub.org/boolean-logic-sop-form-pos-form/|Boolean Functions or Switching Functions]] - [[https://www.electronicshub.org/implementation-of-boolean-functions-using-logic-gates/|Implementation of boolean functions using Logic gates]] - [[https://www.electronicshub.org/k-map-karnaugh-map/|Karnaugh Map or K-Map]] ### 4 组合逻辑电路 学习要点： * SSI组合电路的分析及设计 * MSI组合电路（编码器、译码器、数据选择器、数据比较器、加法器）及其应用 * 组合电路的竞争冒险及消除方法 教学中的要求： * 掌握SSI组合电路的分析方法及双轨输入条件下的设计方法 * 了解MSI组合电路编码器、译码器、数据选择器、数据比较器、加法器的功能 * 账务用MSI组合电路数据选择器、数据比较器、加法器实现组合逻辑设计的方法 * 了解组合电路中的竞争冒险现象 * 掌握增加多余项消除逻辑冒险的方法 * 了解取样法消除冒险的方法 主要功能 * [[digital_logic_encoder|编码器]] * [[digital_logic_decoder|译码器]] * [[data_selector|数据选择器]] * [[data_comparator|数据比较器]] * [[full_adder|全加器]] * [[https://www.electronicshub.org/introduction-to-combinational-logic-circuits/|组合逻辑电路介绍]] * [[https://www.electronicshub.org/binary-adder-and-subtractor/|二进制加减法]] * [[https://www.electronicshub.org/carry-look-ahead-adder/|超前进位加法]] * [[https://www.electronicshub.org/binary-multiplication/|二进制乘法器]] * [[https://www.electronicshub.org/multiplexerandmultiplexing/|复用器]] * [[https://www.electronicshub.org/demultiplexerdemux/|解复用]] * [[https://www.electronicshub.org/parity-generator-and-parity-check/|奇偶校验生成器和奇偶校验]] #### 组合逻辑介绍 * 组合逻辑概述 * 典型组合逻辑部件设计 * 组合逻辑的时序分析 #### 二进制加法和减法 ### 5. 时序逻辑电路 - 时序逻辑介绍 - 时序逻辑电路概述 - 锁存器和触发器 - 同步时序逻辑设计 - 典型时序逻辑部件设计 - [[https://www.electronicshub.org/sequential-circuits-basics/|时序电路基础]] - [[latches|锁存器]] - [[flip-flops|触发器]] - [[sr_flip-flop|SR触发器]] - [[jk_flipflop|JK触发器]] - [[d_flip-flop|D触发器]] - [[t_flip-flop|T触发器]] - [[https://www.electronicshub.org/flip-flop-conversions/|触发器转换]] - [[https://www.electronicshub.org/flip-flop-applications/|触发器应用]] - [[https://www.electronicshub.org/shift-registers/|移位寄存器]] ### 6. 计数器 * [[https://www.electronicshub.org/introduction-to-counters/|Introduction to Digital Counters]] * [[https://www.electronicshub.org/synchronous-counter/|Synchronous Counters]] * [[https://www.electronicshub.org/asynchronous-counter/|Asynchronous counters or Ripple counters]] * [[https://www.electronicshub.org/decade-counterbcd-counter/|BCD or Decade Counter]] * [[https://www.electronicshub.org/ring-counters-johnson-ring-counter/|Johnson Ring counter]] * [[https://www.electronicshub.org/ic-4017-decade-counter/|4017 Decade Counter and LED Sequencer]] ## 数字系统设计部分 ### 7. 运算方法和运算部件 * 基本运算部件 * 定点数运算 * 浮点数运算 * FPGA功能块 ### 8. 指令系统 在机器语言程序所运行的计算机硬件和上层软件之间的一座桥梁，是软件和硬件之间接口的完整定义 * 指令系统概述 * 指令系统设计 * 指令系统实例 - RISC-V架构 ### 9. 中央处理器 * CPU概述 * 单周期CPU设计 * 多周期CPU设计 * 流水线CPU设计 * 流水线冒险及处理 * 高级流水线技术 ### 10. 存储器层次结构 * 存储器概述 * 主存储器的基本结构 * 高速缓存存储器 * 虚拟存储器 ### 11. 系统互连与输入、输出 * 外设与CPU和主存的互连 * I/O接口和I/O端口 * 输入、输出控制方式 * I/O子系统中的I/O软件 * Introduction to Sensors and Transducers * Position sensors * Temperature sensors * Light sensors * InfraRed (IR) sensor (Obsatcle Detection sensor) * Touch sensor * Electromechanical Relay * Electromechanical Relay-1 * Electromechanical Relay-2 * DC motors * Sound Transducers ### 12. 控制与通信 * GCD算法 * 整数平方根算法 * FIR滤波器 * FFT * 数字正交解调DDC * WIFI_ESP8266通信系统设计 #### 控制系统 * Open loop System or Non-feedback system * Closed loop systems or Feedback systems * Negative-feedback-system * Electronic System * Negative Feedback Circuits #### 通信系统 ### 13. 555定时器芯片 * 555 timer theory * Monostable multivibrator using 555 timer * Astable Multivibrator using 555 timer * Bistable multivibrator using 555 timer * 555 timer as schmitt trigger