数字电子技术课程教学大纲.docx
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数字电子技术课程教学大纲
数字电子技术课程教学大纲(试行)
课程名称:
数字电子技术
英文名称:
DigitalElectronicTechnique
学时数:
45其中实验学时数:
15
课外学时数:
14
适用专业:
2006级电气自动化技术
1.大纲制定参考依据
(1)教高[2006]16号关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见。
(2)科技学院《2006级电气自动化技术专业教学计划说明》。
(3)2006年科技学院关于编制与修订高职课程教学大纲的要求。
2.课程的性质、目的和任务
数字电子技术是电气自动化技术专业的重要专业技术基础课。
是培养硬件应用能力的工程类课程,是电气技术训练的基本入门课程,构建学生电子技术的基本理论、基本技能和培养学生应用与创新能力。
一方面为后续专业知识技术的学习奠定基础,另一方面培养训练学生电子技术方面的实践技能。
它直接涉及学生的专业培养质量和职业能力。
既是学生在今后较长时间赖以吸收新知识和自我完善发展及接受终身教育的专业基础课程。
又是培养技术技能型人才的专业技术基础课程。
在教学过程中要注重理论联系实际,加强实践环节,重视工程观点,着重于电子元器件和基本电子电路的实际应用能力训练。
将理论教学与实践教学有机融为一体。
改变传统的“一支粉笔,一本书,一块黑板,一讲到底”的理论教学模式。
改革教学模式、教学方法,以培养学生能力为核心、为主线。
处理好近期的专业“必需够用”和将来的发展“迁移可用”的关系,
通过本课程的教学,使学生获得必要的数字电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能。
培养学生分析问题和解决问题的能力。
锻炼学生的工程实践能力。
3.课程教学容与知、技、能点及教学基本要求
针对专业需要优化整合教学容,建立“能力包”化的教学容模块。
本课程体系按照能力模块划分为六个模块。
(1)数字逻辑基础模块
该模块容是分析使用数字逻辑电路所必须的基础能力。
是掌握后续容的必要知识。
模块一:
数字逻辑基础模块
教学容
与(学时)
知识
技术
能力
课程标准
(基本要求)
教学模式
教学
方式
教学
方法
1.1数制与码制
(2)
十、二、八、十六进制与8421BCD码
十进制→二、八、十六进制的转换技术;
二、八、十六进制→十进制的转换技术;
二进制→、八、十六进制的转换技术;
八、十六进制→二进制的转换技术
不同的数制相互转换的能力
掌握不同的数制的相互转换
讲解接受
示教学方法
1.2逻辑代数基础
(2)
常见逻辑关系及其运算;
基本公式、定理和规则
灵活应用基本公式和常用定律的能力
掌握常见逻辑关系及其运算、
基本公式、定理和反演规则
讲解接受
示教学方法
1.3逻辑函数的表示方法
(2)
逻辑表达式、真值表、卡诺图、逻辑图、波形图
逻辑函数的各种表示方法之间转换技术
逻辑函数建立的能力
了解逻辑函数表示方法的特点;
重点掌握逻辑表达式与真值的转换
讲解接受
示教学方法
1.4逻辑函数的化简方法
(2)
逻辑函数的公式化简法、卡诺图化简法
公式化简技术、卡诺图化简技术
公式化简法进行逻辑函数化简的能力;
卡诺图法化简逻辑函数的能力;
掌握两种化简方法
讲解接受
示教学方法
(2)数字逻辑电路基本逻辑器件模块
该模块学习组成数字逻辑电路的基本逻辑器件的功能和应用技术知识。
要求掌握基本逻辑器件功能、测试方法、正确识别与使用基本逻辑器件的能力。
模块二:
基础器件模块
教学容
与(学时)
知识
技术
能力
课程标准
(基本要求)
教学模式
教学
方式
教学
方法
2.1逻辑门电路
(2)
高、低电平
了解
讲解接受
示教学方法
与门、或门、非门及复合门;OC门、三态门
测试门电路功能的技术
测试门电路功能的能力
掌握与门、或门、非门、复合门、OC门、三态门的逻辑符号;
了解OC门、三态门的功能
理论与实际结合
实物教学法
常用集成器件的型号
查阅器件手册的能力
了解
自学模式
2.2集成触发器(6)
触发器的特点概念、符号、现态、次态的概念;D、JK触发器功能表、特性方程、波形图
识别器件引脚图;
读触发器功能表的技术;
测试触发器功能的技术
分析D、JK触发器的电路能力;
测试触发器功能的能力;
搭建并测试由触发器组成的电路的能力;
掌握D、JK触发器的特性方程、功能表、;掌握边沿触发器的波形图;
能识别器件引脚图;
问题教学模式
讲授讨论研究式教学法
触发器的特点概念、符号、现态、次态的概念;D、JK触发器功能表、特性方程、波形图
识别器件引脚图;
读触发器功能表的技术;
测试触发器功能的技术
分析D、JK触发器的电路能力;
测试触发器功能的能力;
搭建并测试由触发器组成的电路的能力;
掌握D、JK触发器的特性方程、功能表、;掌握边沿触发器的波形图;
能识别器件引脚图;
问题教学模式
讲授讨论研究式教学法
(3)数字逻辑电路分析模块
该模块学习数字逻辑电路的读图、分析、画图的知识。
要求了解组合逻辑电路与时序逻辑电路的分析方法。
掌握数字逻辑电路的连接、调试、综合分析能力。
能够正确使用基本逻辑器件构成综合型电路,并且正确使用测试仪器测试电路参数,能对电路进行分析,解决出现的问题。
模块三:
逻辑电路分析模块
教学容
与(学时)
知识
技术
能力
课程标准
(基本要求)
教学模式
教学
方式
教学
方法
3.1数字逻辑电路读图
(1)
组合逻辑电路与时序逻辑电路区分
读图的技术;
数字电路读图的能力
理解
讲解接受
启发式
3.2组合逻辑电路分析
(2)
什么是组合逻辑电路分析
由组合逻辑电路写输出函数表达式的技术;
由函数表达式转换成真值表的技术;
组合逻辑电路分析能力
掌握组合逻辑电路的分析方法
讲解接受;实践教学
现场教学法
3.3时序逻辑电路分析(3)
输出方程、状态方程、时序图的概念
写输出方程、状态方程的技术;
画时序图的技术;
时序电路分析能力
理解时序电路分析方法
讲解接受
CAI
(4)数字逻辑电路设计模块
该模块学习组合逻辑电路与时序逻辑电路的设计方法。
要求了解组合逻辑电路与时序逻辑电路设计的一般过程和设计方法。
掌握常用集成逻辑器件应用电路的设计方法,并且能够理论联系实际,用实际器件正确实现电路功能。
模块四:
逻辑电路设计模块
教学容
与(学时)
知识
技术
能力
课程标准
(基本要求)
教学模式
教学
方式
教学
方法
4.1组合逻辑电路设计
什么是组合逻辑电路设计
逻辑问题抽象为真值表的技术;
由真值表得到函数表达式的技术;
由函数表达式画组合逻辑电路的技术;
组合电路的设计能力
理解组合电路设计方法;
掌握用与非门设计组合逻辑电路的方法;
讲解接受
示教学方法
4.2时序逻辑电路设计
什么是时序逻辑电路的设计
时序电路设计方法
时序电路的设计能力
了解时序电路设计方法
讲解接受
示教学方法
(5)常用集成电路应用模块
该模块学习集成数字逻辑电路基本知识。
要求掌握常用集成逻辑器件:
寄存器、计数器、编码器、译码器等集成器件的功能。
掌握用集成逻辑器件构成的电路的连接、调试、分析能力。
模块五:
常用集成电路应用模块
教学容
与(学时)
知识
技术
能力
课程标准
(基本要求)
教学模式
教学
方式
教学
方法
5.1编码器与译码器
编码器与译码器概念、逻辑功能示意图
用二进制译码器实现组合逻辑函数的技术;
译码器的应用能力;
了解编码器与显示译码器;
掌握二进制译码器的应用;
讲解接受;
实践教学
讲授与实验
5.2数据选择器
数据选择概念、逻辑功能示意图
用数据选择器实现组合逻辑函数
数据选择器的应用
掌握数据选择器
讲解接受;
实践教学
讲授与实验
5.3加法器
半加与全加的概念
理解半加与全加的概念;
了解全减器;
讲解接受
讲授
5.4计数器
加法、减法、可逆计数的概念
用集成计数器设计任意进制计数器的技术
设计任意进制计数器的能力
掌握设计任意进制计数器的方法
讲解接受;
实践教学
讲授与实验
5.5寄存器与移位寄存器
寄存器与移位寄存器的概念
了解寄存器与移位寄存器的功能
自学辅导
(6)选修模块
该模块容是由于学时受限制而不能在教学计划学习的数字电子技术容。
包括:
半导体存储器与可编程逻辑器件;数/模与模/数转换器;脉冲波形的产生与整形。
模块六:
选学模块
教学容
与(学时)
知识
技术
能力
课程标准
(基本要求)
教学模式
教学
方式
教学
方法
脉冲波形的产生与整形(4)
集成555定时器的功能
搭建集成555定时器应用电路的技术
分析集成555定时器应用电路的能力
了解集成555定时器的功能表;
能够搭建集成555定时器应用电路;
实践教学
实训课
半导体存储器与可编程逻辑器件(6)
了解基本存储器件的工作原理,可编程逻辑器件的原理。
掌握可编程逻辑器件的应用
基本存储器件、可编程逻辑器件应用能力
了解基本存储器件的工作原理,可编程逻辑器件的原理。
及应用
讲解接受
讲受
D/A与A/D转换器(4)
D/A转换器的组成和集成D/A转换器的基本应用方法;A/D转换的基本步骤和集成A/D转换器件的类型。
R—2RT型电阻网络D/A转换器的应用。
集成D/A转换器与集成A/D转换器件的基本应用;
了解:
D/A转换器的组成和集成D/A转换器的基本应用方法;A/D转换的基本步骤和集成A/D转换器件的类型。
掌握:
R—2RT型电阻网络D/A转换器的工作原理。
讲解接受
讲受
在以上各个模块的教学过程中注重理论紧密结合实践的教学理念,达到强化培养能力的目标。
通过每个模块的教学过程完成一定的“知、技、能”点的学习目标后就进行阶段考核,各个模块的考核成绩构成本课程总成绩。
4.学时安排表
模块
教学容
理论学时
实践学时
课外
学时
习题
学时
考核
学时
其他
学时
小计
备注
1
数字逻辑基础模块
9
2
1
10
2课时实践用于首次课,认识性实践课
2
基础器件模块
3
5
2
8+2
课外2学时用于对模块1的考核
3
逻辑电路分析模块
1
2
4
2
1
6+4
课外4用于实践作业;
4
逻辑电路设计模块
4
4
5
常用集成电路应用模块
8
6
8
14+8
其中课外4学时用于理论作业以实践方式来完成;
另外课外4学时用于考试;
6
选学模块
8
6
14
复习
1
1
2
合计
25+8
15+6
14
2
2
2
46+14+14
课外14课时;选修14课时
5.采用的教学方法及手段
教法与学法建议
《数字电子技术》这门课的主要特点是知、技、能点多;运用的逻辑分析方法与其他电路分析方法不同,具有一定的独特性;实践性强。
为了提高教学质量,教师应尽量采用先进的教学手段和教学方法,将比较抽象的容形象生动地表达出来。
在教学容的处理上,对集成电路工作原理的分析尽量予以简化。
考虑到学生的个体差异,要加强对差生的辅导以及对优生的指导。
教师应该采用灵活多样的教学方法,因材施教。
具体包括:
启发式教学法、讨论研究式教学法、多媒体教学法、现场教学法、实物教学法、案例教学法等。
激发学生的学习兴趣和求知欲,以增进学习效果,提高学习质量。
在教学方式上,根据不同模块的课程容不同的特点,采用多元化的教学模式、教学方法,包括“问题教学模式”、“探究-发现模式”、“开放课堂教学模式”等。
针对不同模块学习容和不同学习对象,采取不同模式。
在理论教学中密切联系实验与实际,将理论教学与实验教学有机融为一体。
在理论课上布置的作业,能以实验方式完成的要到实验室完成。
鼓励学生展现个人个性,开发学生的创新能力,将知识转化为能力,支持学生自主开展实验创新制作。
建立课学习与课外学习紧密结合的教、学方式,将课外学习项目,与实验室开放相结合,与学习任务相结合。
以实验促进理论知识的消化吸收。
以理论引导学生实践能力的提高。
要学好电子技术这门课程,建议按照“预习——听课——课后复习、实验——完成作业(包括实践性作业)——运用学到的知识研究实际电路锻炼应用能力”的程序进行学习。
在学习过程中,要分清掌握、理解和了解几个不同的层次,抓住重点容;要重视电子实验与实训等实践环节。
6.实践教学要求
(1)课实践教学要求
序号
实践项目
时数
实践容
目的与要求
实践类型
1
实践一:
基本门的测试及转换
2
①学习数字实验箱的使用方法;
②验证TTL集成逻辑门的逻辑功能;
③基本门之间的转换;
①了解数字实验箱的使用方法
②掌握基本门的功能测试方法和使用方法
一般性
2
实践二:
触发器应用
2
①测试常用触发器的逻辑功能
②用触发器构成计数器
①掌握触发器功能测试方法;
②掌握触发器使用方法;
设计性
3
实践三用译码器实现组合逻辑函数
2
①集成译码器功能测试
②用集成译码器实现组合逻辑电路
①掌握译码器的使用方法
②培养灵活使用集成译码器的能力
设计性
4
实践四用数据选择器实现组合逻辑函数
2
①测试双4选1数据选择器74LS153的逻辑功能测试:
②测试8选1数据选择器74LS151的逻辑功能测试:
①熟练测试集成逻辑电路功能的能力;
②准确地采集实验数据,具有正确记录、处理数据和表达实验结果的能力;
设计性
5
实践五计数器及其应用
2
①译码显示器件功能测试
②集成计数器的使用
①掌握计数器功能测试方法;
②掌握计数器使用方法;
综合性
(2)课外实践要求(见下表)
课外实践包括:
实验室开放中进行的可选实践项目、实践型作业、学生自拟课题的实践。
除了上述课实验项目外可选项目如下表
序号
实践项目
时数
实践容
目的与要求
实践类型
1
常用集成芯片逻辑功能测试
3
1、集成3-8线译码器74LS138的逻辑功能测试;
2、测试双4选1数据选择器74LS153的逻辑功能测试;
3、测试8选1数据选择器74LS151的逻辑功能测试;
熟练测试集成逻辑电路功能的能力;2、准确地采集实验数据,具有正确记录、处理数据和表达实验结果的能力。
一般性
2
常用计数器逻辑功能测试
3
1、测试74LS161的逻辑功能,写出逻辑功能表。
2、测试74LS290的逻辑功能,写出逻辑功能表。
3、测试74LS192的逻辑功能,写出逻辑功能表。
1、熟练测试集成逻辑电路功能的能力;2、准确地采集实验数据,具有正确记录、处理数据和表达实验结果的能力。
一般性
3
中规模集成电路组成的应用电路的分析
3
按图连线,测试并验证其逻辑功能并填真值表。
(学生自选实验容)
1、培养接线和查线的技能;2、能读懂基本电子电路图,有分析电路作用或功能的能力。
一般性
4
集成译码器应用电路
3
1、利用74LS138和74LS20构成三人多数表决电路(通过为1,否则为0),设计电路图,并测试结果,列真值表。
2、利用74LS138和74LS20构成一位二进制全加器,设计电路图,并测试结果,列真值表。
1、熟练连接简单应用电路的能力;2、分析和排除基本电子电路一般故障的能力。
综合性
5
集成数据选择器应用电路
2
1、用双4选1数据选择器74LS153实现下述逻辑函数
1)设计“三人表决”电路,测试逻辑功能并记录结果。
2)设计一位二进制全加器电路,测试全加器逻辑功能并记录结果
2、用8选1数据选择器74LS151实现“三人表决”电路,测试逻辑功能并记录结果。
1、熟练连接简单应用电路的能力;2、分析和排除基本电子电路一般故障的能力。
综合性
6
集成计数器应用
3
利用74LS161和74LS00构成十进制计数器,画出连线图并进行验证。
1、熟练连接应用电路的能力;2、分析和排除基本电子电路一般故障的能力。
设计性
7
计数器级连实验
3
利用两片74LS161构成二十一进制计数器,画出连线图并进行验证。
1、熟练连接应用电路的能力;2、分析和排除基本电子电路一般故障的能力。
设计性
8
学生自拟课题
根据课题大小确定
结合电子技术的实践、实验创新容
锻炼理论联系实际的能力;
培养创新能力;
提高实践动手能力;
综合性
9
以实践方式完成的理论课程中布置的作业
1-2
教师根据课程容,习题特点下实践作业单,提出要求及评分标准
锻炼理论联系实际的能力;
培养应用能力、动手能力;
综合性
7.本课程与其他课程的联系
先修课:
《模拟电子技术》
后续课:
《单片机接口技术》,《计算机应用》,《PLC应用》,《传感器原理与应用》,《微机原理与应用》,《电气测量》等.
8.考核方式与考核要求
8.1考核方式:
一、理论考核成绩占课程总成绩的45%。
分为两次考
(1)理论基础模块考核占15%,容:
数字逻辑基础;
(2)理论综合模块考核占30%,容:
基础器件、数字电路的分析方法、数字逻辑电路的设计、常用集成电路的应用。
二、实践考核占课程总成绩的45%。
(1)实践基础模块考核15%,容:
课实验--门电路、触发器功能的测试。
(2)实践综合模块考核占30%,容:
用译码器的应用、数据选择器的应用、用集成计数器构成N进制计数器。
三、平时作业(含实践性作业)、出勤、课堂问答与讨论考核占总成绩的10%。
8.2考核方法
一、理论考核采取闭卷考核的方式,每次考试时间为一学时。
二、实践考核采取随机抽取试题的方式考核。
一人一组独立完成。
三、补考与加考:
理论考核与实践综合模块考核在总成绩不及格情况下可以有一次补考机会;总成绩及格学生经过个人申请可以给予一次加考机会,最终成绩取高分记入课程成绩。
8.3考核要求
一、理论考核(笔试)要求
笔试主要考核学生运用知识的能力。
笔试分数的各部分比例大体是:
识记占20%,领会占30%,简单应用占30%,综合应用占20%。
笔试命题应覆盖到各章(不含绪论课、选教课),必须突出重点。
试题的难度分为:
易、一般、较难、难四个等级,其分数比例一般是3∶3∶3∶1。
二、实践考核要求
主要考核实际动手能力;理论与实践相结合的能力;应用能力。
结合不同考核容确定知、技、能点的考核要求。
具体见下表:
模块
实验考核题目
实验考核目的
考核方式
考核容
考核方法
考核时间
评分标准
基础模块
一、数字实验箱的使用及基本门电路的测试
1、掌握数字实验箱的使用方法。
2、掌握基本门电路的测试。
3、掌握基本门电路的转换方法。
一人一组随机抽选题目独立完成
1、识别芯片型号。
2、识别芯片管脚。
3、把芯片插入面包板。
实际操作结合问答
30分钟
准确识别芯片型号
1分
准确识别芯片管脚
1分
准确将芯片插入面包板
1分
准确连接芯片电源
1分
准确测试芯片的功能
3分
按图正确连线并说明功能
3分
二、组合逻辑电路的分析
1、掌握组合逻辑电路的分析方法。
2、掌握多余输入端的处理方法。
一人一组随机抽选题目独立完成
给定电路进行分析。
实际操作
30分钟
准确识别芯片型号并将芯片正确插入面包板,正确连接各个芯片电源
2分
准确连接电路
3分
正确处理多余输入端
1分
能正确填写真值表
2分
能正确分析电路功能
2分
三、触发器逻辑功能的测试
掌握常用触发器逻辑功能的测试方法。
一人一组随机抽选题目独立完成
给定触发器测试功能,抽签确定型号(74LS74,74LS112)
实际操作结合问答
15分钟
准确识别芯片型号并将芯片正确插入面包板,正确连接各个芯片电源
2分
准确连接电路
3分
准确连接脉冲端
1分
能正确填写触发器功能表
2分
能正确分析触发器功能
2分
四:
时序逻辑电路的分析
掌握时序逻辑电路的分析方法。
一人一组随机抽选题目独立完成
给定电路进行分析
实际操作
30分钟
准确识别芯片型号并将芯片正确插入面包板,正确连接各个芯片电源
2分
准确连接电路
3分
正确处理多余输入端
1分
能正确填写真值表
2分
能正确分析电路功能
2分
五、触发器逻辑功能的转换
掌握触发器功能的转换方法
课外
不设考核
分析模块
六、常用集成芯片逻辑功能测试
掌握常用集成芯片逻辑功能的测试方法。
一人一组随机抽选题目独立完成
给定芯片测试功能,抽签确定型号(74LS151,74LS153,74LS138)
实际操作
15分钟
准确识别芯片型号并将芯片正确插入面包板,正确连接各个芯片电源
2分
准确连接电路
3分
准确连接输入、输出及控制端
1分
能正确填写功能表
2分
能正确分析功能
2分
七、常用计数器逻辑功能测试
掌握常用计数器芯片逻辑功能的测试方法。
一人一组随机抽选题目独立完成
给定计数器芯片测试功能,抽签确定型号(74LS160,74LS161,74LS192)
实际操作结合问答
15分钟
准确识别芯片型号并将芯片正确插入面包板,正确连接各个芯片电源
2分
准确连接电路
3分
准确连接输入、输出及控制端
1分
能正确填写功能表
2分
能正确分析功能
2分
八、中规模集成电路组成的应用电路的分析
掌握组合逻辑电路的分析方法
一人一组随机抽选题目独立完成
给定电路进行分析
实际操作
30分钟
准确识别芯片型号并将芯片正确插入面包板,正确连接各个芯片电源
2分
准确连接电路
3分
正确处理多余输入端
1分
能正确填写真值表
2分
能正确分析电路功能
2分
设计模块
九、集成译码器应用电路
掌握集成3-8线译码器74LS138实现逻辑函数的方法。
一人一组随机抽选题目独立完成
给定题目抽签
1、利用74LS138和74LS20构成一位二进制全加器
2、利用74LS138和74LS20构成一位二进制全减器
实际操作为主笔答为辅
30分钟
准确识别芯片型号并将芯片正确插入面包板,正确连接各个芯片电源
1分
原理图正确
3分
准确连接电路
4分
能实现电路功能
1分
连线整齐,布局合理
1分
十、集成数据选择器应用电路
掌握集成数据选择器74LS151及74LS153实现逻辑函数的方法。
一人一组随机抽选题目独立完成
给定题目抽签
1、双4选1数据选择器74LS153设计一位二进制全加器电路
2、双4选1数
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