教學大綱表 (112學年度 第2學期)
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課程名稱
Course Title
(中文) 數位邏輯設計
(英文) Digital Logic Circuit Design
開課單位
Departments
機械與材料工程學系
課程代碼
Course No.
M4800
授課教師
Instructor
賴躍仁
學分數
Credit
3.0 必/選修
core required/optional
選修 開課年級
Level
大二
先修科目或先備能力(Course Pre-requisites):
課程概述與目標(Course Overview and Goals):1.介紹數位電子學,使學生能分析並設計數位電路。
2.能使用數位IC做實驗,並有能力依設定功能自行設計發展數位電路。
教科書(Textbook) Thomas L. Floyd, DIGITAL FUNDAMENTALS--10's edition, peaeson,2014
數位系統設計:原理、實務與應用(第五版)(精裝本)/林明波/全華圖書股份有限公司2017
參考教材(Reference)
課程大綱 Syllabus 學生學習目標
Learning Objectives
單元學習活動
Learning Activities
學習成效評量
Evaluation
備註
Notes

No.
單元主題
Unit topic
內容綱要
Content summary
1 課程導入 1.說明數位邏輯設計的課程規劃及上課要求。
2.何謂數位電路,數位基本觀念的建立。
3.發放實驗器材,說明器材使用方法。
1.認識數位電路,建立數位基本觀念。
2.以課堂實驗建立實驗基本能力
在麵包版上點亮一顆LED,並量取電壓電流 認識電阻的現流作用  
2 數位電路初體驗 1.在麵包版上實現電路的方法。
2.LED特性與基本應用電路介紹。
3.實驗一---LED點燈及三電表使用實做說明。
學會使用數位實驗的基本實作工具
1.麵包版
2.電表--量電壓、電流、電阻
講完實驗一的實驗方法  
3 半導體的形成與電晶體及數位IC的關係 1.介紹由矽晶的冶煉到電晶體的發明。
2.介紹基本數位IC內的電晶體電路。
3.說明數位IC輸出入的電氣特性,建立正確的使用方法與電路設計的基礎。
1.認識數位IC與半導體之間的關係。
2.理解數位IC輸出入的電氣特性的規格與特性。
3.建立正確的使用數位IC的方法與電路設計的基礎。
 
4 基本邏輯閘的認識與應用--1/2 1.邏輯閘的基本邏輯功能介紹。
2.介紹Truth Table及應用電路。
3.數位電路的Switch輸入介面說明。
開始使用數位IC
認識數位IC的特性與使用方法
 
5 基本邏輯閘的認識與應用--2/2 1.基本邏輯閘AND,OR,NOT,NAND,XOR,XNOR的邏輯功能介紹。
2.實驗二(Switch Input and Logic Gate Truth Table)敎作。
認識數位IC的特性與使用方法
透過實驗二--搶答電路,學會基本LOGIC GATE的使用。
 
6 數字系統及布林代數 1.數字系統--Binary,Decimal,Hexadecimal表示法介紹及其間的互換。
2.布林代數簡介,Boolean expression and digital ciucuit
3.布林代數基本定理及代數化簡法。
學會數位系統的數學處理--布林代數  
7 Combinational Logic(組合邏輯電路) 1.組合邏輯應用例說明--搶答電路
2.卡諾圖(Karnaugh Map)化簡法及其應用例(74LS48電路設計)說明。
3.組合邏輯實驗--實驗三--搶答電路設計分析與敎作
學會應用基本邏輯閘設一組合電路  
8 期中考 筆試半學期學習所得 驗證所學 期中考
 
9 Flip-Flop(正反器)& Application example(Latch/Register)--1/2 1.What's Flip Flop? How important?(記憶電路與順序控制)
2.介紹R-S Flip Flop; D-Type FF's; T-Type FF's; JK-Type FF's
了解Flip Flop的工作原理與應用方法 演講
 
10 Flip-Flop(正反器)& Application example(Latch/Register)--2/2 1.說明FF's與暫存器的關係。
2.實驗四--D-Type FF's的實現與Latch功能的體驗。
透過實驗從做中了解Flip Flop的工作原理與應用方法 講授
 
11 Register(暫存器)&Shift Register(移位暫存器) 1.正反器如何構成暫存器。
2.暫存器的數位電路功能(記憶體電路)
3.實驗五-- Register & 7-Segment LED(以74LS74設計並實現一4 Bit的Register,並將結果以7-segment LED顯示出來。)
學會Register(暫存器)&Shift Register(移位暫存器)的工作原理與應用方法  
12 One Shot & Pulse generator--1/2 1.What's one shot?
2.one shot digital IC.
3.555 timer IC make an one shot circuit & pulse generation circuit.
4.實驗六 – 利用 Timer IC 555 實現One Shot 及 Pulse Generator(脈波產生器)
學會設計One Shot & Pulse generator  
13 One Shot & Pulse generator--2/2 1.555 timer IC make an one shot circuit & pulse generation circuit.
2.實驗六 – 利用 Timer IC 555 實現One Shot 及 Pulse Generator(脈波產生器)
從做中學會555IC的使用  
14 Counter(計數器)--1/2 1.如何由正反器設計數器
2.同步與非同步計數器
認識counter的工作原理  
15 Counter(計數器)--2/2 1.計數器設計與應用例
2.74LS193 counter IC使用方法介紹
實驗七 — 實驗總整
題目:以74LS193設計一個二位數Counter,並比較有無使用Switch Debouncing的差別。
學會使用counter IC--193  
16 期末考 以實作考試與筆試驗收學生學習成效 接受實作考試與筆試驗證是否達到學習目標 期末考
 
17 計時電路的設計與實現 1.應用74x193設計計時電路所需的除算電路的方法,體驗計數器於時鐘計時電路的應用 實驗以計時IC設計一計時器  
18 課程電路總整設計 實作提案 驗證是否達到課程學習目標  
彈性教學週活動規劃

No.
實施期間
Period
實施方式
Content
教學說明
Teaching instructions
彈性教學評量方式
Evaluation
備註
Notes
1 起:2024-06-10 迄:2024-06-14 2.非同步線上課程 Asynchronous online course 數位邏輯總整,與實務介紹 心得報告
2 起:2024-06-17 迄:2024-06-21 3.實作 Practical class 課程實驗實作 實驗實作成果


教學要點概述:
1.自編教材 Handout by Instructor:
■ 1-1.簡報 Slids
■ 1-2.影音教材 Videos
□ 1-3.教具 Teaching Aids
□ 1-4.教科書 Textbook
□ 1-5.其他 Other
■ 2.自編評量工具/量表 Educational Assessment
□ 3.教科書作者提供 Textbook

成績考核 Performance Evaluation: 期末考:23%   期中考:13%   實驗:23%   報告:8%   彈性教學:10%   作業:23%  

教學資源(Teaching Resources):
□ 教材電子檔(Soft Copy of the Handout or the Textbook)
□ 課程網站(Website)
扣考規定:http://eboard.ttu.edu.tw/ttuwebpost/showcontent-news.php?id=504