--- tags: 南臺科大課程 --- [TOC] # 數位邏輯設計與實習 課程大綱: https://course.stust.edu.tw/CourSel/Pages/CourseInfo.aspx?role=S&subcode=30D1DO03 --- ## :1234: 二進位 - [哥特佛萊德·萊布尼茲](https://zh.wikipedia.org/zh-tw/戈特弗里德·莱布尼茨) - [全能天才萊布尼茨及其數學思想](https://kknews.cc/zh-tw/education/xzqr6og.html) - [如何讓文科女朋友輕鬆認識二進位數？](https://kknews.cc/zh-tw/pet/5g4ljgl.html) - [How to count to 1000 on two hands](https://www.youtube.com/watch?v=1SMmc9gQmHQ) - [世界上只有10種人，一種是懂二進位的](https://kopu.chat/2017/08/11/世界上只有10種人，一種是懂二進位的/) --- ## :hammer: 數位邏輯電路線上編輯 - [CircuitVerse](https://circuitverse.org/simulator) - [Fritzing](https://fritzing.org/home/) --- ## :warning: 實習/作業報告撰寫規則 :::warning 1. Word編輯請記得選用藍色字體作答 2. 中文字型：標楷體 3. 英文字型：Time New Roman 4. 字型大小：12 5. 評分項目包含 －　Word排版要清楚說明計算過程 (這不是填鴨式教學，答案不是唯一評分項目...) －　有透過自學上網找資料，對報告有幫助的內容，都能寫進去 1. [詳細Word操作請參考"Office word之自動化編排"](https://www.slideshare.net/ChunHungYang/office-word-57004366) ::: --- ## :house: 作業內容 (公佈在Flip) - Homework 1. 善用Windows工具，熟悉小算盤 - Homework 2. 邏輯閘、真值表與布林代數 - Homework 3. --- ## :school: 實習內容 ### Lab 1 實習目標：透過CircuitVerse練習數位電路模擬 - 實習內容 - 練習使用CircuitVerse - [用CircuitVerse練習基本數位邏輯閘](https://docs.circuitverse.org/#/gates) - 基本邏輯閘的輸出加上LED燈 - 請任選一個課本範例，搭配CircuitVerse模擬與驗證 - 撰寫實習報告 ### Lab 2 實習目標：下載安裝Quartus II與Device檔案 - 實習內容 - [下載Quartus II 【上課以Quartus II 9為主】](https://youtu.be/BdSpd0EpsR0) - [安裝Altera MAX元件裝置](https://drive.google.com/file/d/10mVC5jw-tggkoJqKDaf2xjhh3KdyUoV1/view?usp=sharing) - [安裝USB-blaster驅動程式] ### Lab 3 實習目標：熟悉Altera Quartus II基本功能操作 (開專案、選device) - 實習內容 - [Quartus II簡介](https://www.intel.cn/content/dam/altera-www/global/zh_CN/pdfs/literature/manual/intro_to_quartus2_trad_chinese.pdf) - [Quartus II軟體基礎操作](http://www.csd.nutn.edu.tw/DSE/QuartusII2018.pdf) - [快速穿越Quartus II 電路設計](http://b2.hlvs.ylc.edu.tw/ezfiles/3/1003/img/106/20140421084636.pdf) - [VHDL 數位電路設計實務教本-使用Quartus II](http://140.115.11.235/~chen/course/embedded/Quartus%20II%E5%AE%89%E8%A3%9D%E5%8F%8AVHDL%E4%BD%BF%E7%94%A8.pdf) ### Lab 4 實習目標：組合邏輯練習 - 實習內容 1. 半加法器 2. 全加法器 - 用 or 閘和 and 閘實現 - 用 xor 閘實現 4. 漣波進位加法器 5. 進位前看加法器 6. 半減法器 7. 全減法器 - 用 or 閘和 and 閘實現 - 用 xor 閘和 and 閘實現 8. [半加減法器](https://lms.hust.edu.tw/sys/read_attach.php?id=253237) 10. [具有優先權的4對2編碼器](https://lms.hust.edu.tw/sys/read_attach.php?id=253240) 11. [2對1多工器](https://youtu.be/BpUc6iTwGyQ) 12. [4對1多工器](https://youtu.be/kM7I4tf9C7c) 13. 2對1致能多工器 (腦力激盪) 14. [1對4解多工器](https://youtu.be/evzPaTf2SAc) 15. 具致能訊號的解多工器 16. 8對3編碼器 17. 優先權編碼器 9. [具有致能控制的2對4解碼器](https://youtu.be/_S0pJ85noVE) 19. [3對8解碼器](https://youtu.be/EqS1_WJK1qw) ### Lab 5 實習目標：閂鎖器/正反器練習 - 實習內容 1. ~~1個指撥開關個別控制2個LED燈~~ 1. SR閂鎖器 - [題型1](https://youtu.be/N6Y85dd1HlI) - [題型2](https://youtu.be/jpug9PRN7So) - [題型3](https://youtu.be/4znXwNCo6tM) 2. S'R'閂鎖器 - [題型1](https://youtu.be/W84BisF_e5Q) - [題型2](https://youtu.be/RNQxl6CqI4g) - [題型3](https://youtu.be/d1eMsSQZ6Jw) 3. 致能S'R'閂鎖器 - [題型1](https://youtu.be/U0lxqTdswXI) - [題型2](https://youtu.be/BUuUclYNFWY) - [題型3](https://youtu.be/j3rV0fQL3_Q) 4. 高(正)準位觸發D型閂鎖器 - [題型1](https://youtu.be/Zd1m_OQZM7o) - [題型2](https://youtu.be/T7cP-epsYb0) - [題型3](https://youtu.be/eh3x2qsKp0A) 5. 低準位觸發D型閂鎖器 - 題型1 6. 正緣觸發D型主僕正反器 - [題型1](https://youtu.be/NSdL2y9LTzE) - [題型2](https://youtu.be/y4Um6SLDxYM) - [題型3](https://youtu.be/s_HWiIKGebk) 7. 負緣觸發D型主僕正反器 - [題型1](https://youtu.be/63UEfdt-LW0) - [題型2](https://youtu.be/DkEWHbvOgII) - [題型3](https://youtu.be/qSSweVVPUvo) 8. 正緣觸發JK型正反器 - [題型1](https://youtu.be/5O5yQDbnoRU) - [題型2](https://youtu.be/894r7HYk1kY) - [題型3](https://youtu.be/fsWnx58s6ys) 9. 正緣觸發T型正反器 - [題型1](https://youtu.be/JJ4BL5-IcYw) - [題型2](https://youtu.be/l3SsCUEGH6M) - [題型3](https://youtu.be/9VbhQyZ6-Us) 1. 負緣觸發JK型正反器 (腦力激盪) 2. 負緣觸發T型正反器 (腦力激盪) ### Lab 6 實習目標：暫存器練習 - 實習內容 1. 匯流排基本設定 - [設定匯流排輸入](https://youtu.be/6dcTqIj5GzA) - [設定匯流排輸出](https://youtu.be/_4Ni1VWJa7I) 3. 串入串出移位暫存器 - [題型1](https://youtu.be/iKORRtale9Y) 4. 串入並出移位暫存器 - [題型1](https://youtu.be/TQIs7hv3Kc8) 5. 並入串出移位暫存器 - [題型1](https://youtu.be/Xzlyv7QYXto) 6. 並入並出移位暫存器 - [題型1](https://youtu.be/8HKaR32Q2C0) ### Lab 7 實習目標：同步計數器 - 實習內容 1. [模4同步上數計數器 (負緣觸發)](https://youtu.be/fw3TziMTpYU) 2. [模8同步上數計數器 (負緣觸發)](https://youtu.be/LQ9mTexwO_M) 3. [模16同步上數計數器 (負緣觸發)](https://youtu.be/fct4bl4jOVQ) 4. 模8同步上/下數計數器 5. 模6上數同步計數器 6. 模5下數同步計數器 8. [模4環形計數器 (負緣觸發)](https://youtu.be/05erdnU8xSM) 10. [模7強生計數器 (負緣觸發)](https://youtu.be/VTS5n79bT9s) ### Lab 8 實習目標：非同步計數器/漣波計數器 - 實習內容 1. [模2非同步上數計數器 (負緣觸發)](https://youtu.be/-ZQCnYzt4Ss) 2. [模4非同步上數計數器 (負緣觸發)](https://youtu.be/2CjO023zgZg) 3. [模8非同步上數計數器 (負緣觸發)](https://youtu.be/F20s7hcd6do) 4. [模16非同步上數計數器 (負緣觸發)](https://youtu.be/xk6gHQk7dvM) 5. [模8下數漣波計數器 (正緣觸發)](https://youtu.be/c3B5oPeX-bk) 6. [模16非同步下數計數器](https://youtu.be/GBCw9Xnegpc) 7. [模16非同步上/下數計數器](https://youtu.be/7JGNkkUcDwo) ### Lab 9 實習目標：練習數位邏輯設計能力認證術科測試題目 (序向邏輯) - [術科測試題目](https://reurl.cc/K6EaMM) 1. 手控跑馬燈控制 1. 電子骰子控制 1. Buzzer 發聲 1. 二位數計數器 1. 紅綠燈控制 2. 00-11 的計數 (BCD 碼模 12 上數計數器) 12. 00-14 的計數 (BCD 碼模 15 上數計數器) 13. 00-17 的計數 (BCD 碼模 18 上數計數器) 14. 00-23 的計數 (BCD 碼模 24 上數計數器) ### Lab 10 實習目標：有限狀態機 - 實習內容 - 偶同位檢測 ### Lab 11 實習目標：開發板功能測試 - 閱讀資料 - [閱讀Altera CPLD MAX 7000資料手冊](https://www.intel.com/content/dam/www/programmable/us/en/pdfs/literature/ds/archives/m7000.pdf) - [認識CPLD-PE2009開發板](http://epaper.gotop.com.tw/pdf/AER011800.pdf) - 功能測試 - 指撥開關測試LED燈 - 1個指撥開關個別控制2個LED燈 - 按鈕測試LED燈 - 按鈕測試蜂鳴器 --- ## :muscle: 進階教材 - [解讀計算機編碼 (成大資工系 黃敬群教授)](https://reurl.cc/nVx8Zd) - [Two’s Complement Representation: Theory and Examples](https://reurl.cc/k59zqx) - 人跟機器想的不一樣 - [0.1 + 0.2 = 0.3 !?](https://0.30000000000000004.com/) - [10%+10% 等於 0.2？](https://reurl.cc/72Y1j5) - 32-bit的電腦蟲 (2000年、2038年) - [20年後電腦將會大當機？ 知識網紅告訴你發生什麼事](https://fnc.ebc.net.tw/FncNews/tech/47203) - [Year 2038 problem](https://en.wikipedia.org/wiki/Year_2038_problem) - [What is the Year 2038 problem?](https://computer.howstuffworks.com/question75.htm) - [How the Year 2000 Problem Worked](https://computer.howstuffworks.com/y2k.htm) - Q format - [Fixed Point vs Floating Point](https://reurl.cc/5gXAMq) - [Fix Point Implementation of Control Alogrithms](https://reurl.cc/6gX6NZ) - 免費學習資源 - [DeltaMOOCx](https://www.youtube.com/channel/UCyDIP-h6xNBAiXITkbvubhA/videos) - [數位邏輯實習](https://www.youtube.com/watch?v=NYF7WEg0h_E&list=PLI6pJZaOCtF0Sp0TMG_IqVR5F_3ESKoDN)