【Udemy中英字幕】The Beginner’s Guide to Digital Design

数字设计初学者指南

数字电子

讲师：PySolve Semiconductors

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您将学到什么

了解十进制和二进制数字系统。
在二进制和十进制之间转换。
了解十六进制数的基础知识。
解释字节和半字节。
执行二进制加法。
识别并解决二进制算术中的溢出问题。
了解有符号数的表示。
使用二进制补码表示法。
处理二进制补码溢出。
使用二进制补码执行二进制减法。
扩展有符号数的符号位。
识别并解决有符号数的范围问题。
了解基本逻辑门，包括 AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR 和 XNOR。
解释并创建真值表。
简化布尔表达式。
设计数字电路。
了解缓冲区的作用。
分析多输入逻辑门。
与奇偶校验电路一起工作。
使用逻辑门解决实际问题。
理解并实现门级最小化。
了解数字抽象概念。
识别不同的电源电压。
定义并使用逻辑级别。
计算并解释噪声裕度。
了解直流传输特性。
解释半导体在电子学中的作用。
描述二极管在电路中的作用。
了解电容器的作用和操作。
描述 MOSFET 的操作。
区分 MOSFET 的类型。
分析 nMOS 和 pMOS 晶体管的操作。
设计CMOS电路。
使用晶体管实现基本逻辑门。
使用串联和并联晶体管配置。
使用 CMOS 创建和分析双输入逻辑门。
布尔方程
积之和 (SOP) 与和之积 (POS)
布尔公理和定律（恒等、零、幂等、补、德摩根定律等）
方程最小化技术
将布尔方程转换为示意图
优先级编码器
多级组合逻辑
卡诺图（K-Maps）
素蕴涵项和冗余素蕴涵项
使用 K-Map 进行逻辑最小化
3 个和 4 个变量的 SOP 和 POS 表格
二进制编码的十进制 (BCD) 和 7 段显示编码
推动泡沫
高阻抗（“z”）和未知值（“x”）
上拉和下拉电阻
三态缓冲器
格雷码
使用 2:1 MUX 实现逻辑功能
使用 2:1 MUX 的 NAND、NOR、XOR 和 XNOR
8×1 和 16×1 多路复用器的练习和解决方案
3:8 和 4:16 解码器，附练习和解决方案
污染和传播延迟
关键路径和短路径分析
组合电路中的故障
了解组合电路和时序电路之间的区别。
时钟信号在时序电路中的作用。
触发和双稳态元件的概念。
SR锁存器
JK闩锁
D型锁存器
T 型闩锁
每种闩锁类型的功能行为和用例。
D触发器
寄存器
带使能功能的触发器
具有同步和异步复位功能的触发器
可设置触发器
触发器如何在数字电路中存储和传输数据。
了解 FSM 及其在数字设计中的作用。
Mealy 状态机与 Moore 状态机。
FSM 中的状态编码。
实用的 FSM 设计类似于交通灯控制器。
使用 Moore 和 Mealy FSM 设计序列检测器。

探索相关主题

要求

了解基本算术运算（加法、减法、乘法、除法）。
熟悉指数和幂。
理解和运用逻辑推理的能力。
基本解决问题的能力。
对数字和数据在计算机和数字系统中的表示方式感到好奇。
该课程专为没有数字系统或数字电子经验的初学者设计。
将从头开始介绍和解释所有必要的概念和技术。

描述

数字逻辑设计与时序电路课程全面介绍数字电子技术，涵盖从基础数字系统和逻辑门到高级时序电路和有限状态机 (FSM) 等重要主题。该课程旨在为学习者提供组合逻辑和时序逻辑方面的坚实基础，使他们能够设计和分析复杂的数字系统。课程内容涵盖十进制、二进制和十六进制数、二进制加法和有符号数等主题。课程深入探讨各种逻辑门的功能和应用，包括与门 (AND)、或门 (OR)、非门 (NOT)、异或门 (XOR)、与非门 (NAND)、或非门 (NOR) 和同或非门 (XNOR)，以及 N 输入门和奇偶校验门。课程还涵盖数字抽象、电源电压、噪声容限和逻辑电平等模拟概念，并介绍晶体管和直流传输特性。学习者将探索组合电路，包括布尔方程、化简技术、积和 (SOP)、积和 (POS) 形式、卡诺图、格雷码、二进制编码十进制 (BCD)，以及多路复用器、译码器和三态缓冲器等实用组件。时序电路部分涵盖时钟信号、触发器、双稳态元件、锁存器和触发器等关键主题，并最终涵盖有限状态机（包括 Mealy 和 Moore 机），并提供交通信号灯控制器和时序检测器等实际示例。本课程还涉及高级主题，包括污染和传播延迟、关键路径和短路径分析以及组合电路中的故障处理。课程结束后，学员将获得设计、仿真和优化组合逻辑电路和时序逻辑电路的知识和技能，非常适合电子和计算机工程专业的学生、VLSI 新生以及希望提升数字设计和验证专业知识的专业人士。