数字电子技术教学大纲.docx

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数字电子技术教学大纲

《数字电子技术》教学大纲

一、课程说明

【课程性质】数字电子技术是电子技术的一个重要组成部分，《数字电子技术》是电子信息专业本科学生一门重要的专业技术基础课程，数字电子技术是今后电子技术发展的主要方向，本门课程的开设是为培养电子信息科学及技术、电子信息工程、通信工程专业学生分析、设计数字电子电路，进而全面提高学生对电子电路应用能力，本门课程还为后续课程的学习提供专业基础。

【目的任务】掌握数字电子技术的基本槪念、基本原理和基本的分析、设计方法。

熟悉典型基本单元电路及数字系统读图。

【学习本课程的前设知识】学习本课程前，学生应具备一定的电子电路知识和初步的电路分析能力。

【总体目标及要求】《数字电子技术》是一门重要技术基础必修课程，通过本课程学习和实验训练,使学生掌握数字电子技术的基本理论，熟悉其基本概念、基本原理和基本分析和设计方法，能进行简单的数字电路的安装和调试，并具备进一步学习电子技术及其专业课的能力。

【教材及教学参考书】

教材：

《电子技术基础》（数字部分）（第四版）高等教育出版社康华光主编

《电子技术基础实验》高等教育出版社陈大钦主编

参考书：

《数字电子技术基础》高等教育出版社阎石主编

《数字电路》西安电子科技大学出版社江晓安主编

《数字系统及设计》清华大学出版社韩宝琴主编

【课程总学时】理论课：

72学时；实验课：

24学时；总学时：

96学时。

二、学时分配

章节

标题

课时数

理论

实验

总课时

第一章

数字逻辑基础

4

4

第二章

逻辑门电路

6

3

9

第三章

组合逻辑电路的分析和设计

10

3

13

第四章

常用的组合逻辑功能器件

8

3

11

第五章

触发器

8

3

11

第六章

时序逻辑电路分析和设计

10

3

13

第七章

常用的时序逻辑功能器件

8

3

11

第八章

半导体存储器和可编程逻辑器件

6

6

第九章

脉冲波形的产生和整形

6

3

9

第十章

数-模和模-数转换

4

3

7

第十一章

数字系统设计基础

2

2

合计

72

24

96

三、教学内容和教学要求

理论部分：

第一章　数字逻辑基础

[教学目的和要求]通过本章的学习，使学生了解模拟信号及数字信号、模拟电路及数字电路的区别及联系，掌握数字量、数制的概念及不同数制的互化，掌握基本逻辑运算、逻辑函数的概念及逻辑问题的描述。

[教学内容]

引言

1．1模拟信号及数字信号

1.1.1模拟信号

1.1.2数字信号

1.1.2.1二值数字逻辑及逻辑电平

1.1.2.2数字波形

1.1.2.3模拟量的数字表示

1．2数字电路

1.2.1数字电路的发展及分类

1.2.2数字电路的分析方法及测试技术

1．3数制

1.3.1十进制

1.3.2二进制

1.3.3二－十进制之间的转换

1.3.4十六进制和八进制

1．4二进制码

1．5基本逻辑运算

1．6逻辑函数及逻辑问题描述

[教学建议]基本逻辑运算、逻辑函数的概念及逻辑问题的描述是本章重点，尤其是逻辑函数的不同表示方法及其互相转换，应通过实例详细介绍。

[作业]2次

第二章门电路

[教学目的和要求]通过本章的学习，使学生掌握TTL门电路和CMOS门电路的逻辑功能及其电气特性，特别是输入特性和输出特性。

[教学内容]

引言

2．1二极管的开关特性

2．2ＢＪＴ的开关特性

2.2.1BJT的开关作用

2.2.2BJT的开关时间

2．3基本逻辑门电路

2.3.1二极管及门及或门电路

2.3.2非门电路——BJT反相器

2．4TTL逻辑门电路

2.4.1基本的BJT反相器的动态性能

2.4.2TTL反相器的基本电路

2.4.3TTL反相器的的传输特性

2.4.4TTL及非门电路

2.4.5TTL及非门的技术参数

2.4.6TTL或非门、集电极开路门和三态门电路

2.4.7改进型TTL门电路——抗饱和TTL及非门电路

*2．５射极耦合逻辑门电路

2．６CMOS逻辑门电路

2.6.1CMOS反相器

2.6.2CMOS门电路

2.6.3BiCMOS门电路

2.6.4CMOS传输门

2.6.5CMOS逻辑门电路的技术参数

2．７NMOS逻辑门电路

2．８正负逻辑问题

2．９逻辑门电路使用中的几个实际问题

2.9.1各种门电路之间的接口问题

2.9.2门电路带负载时的接口问题

2.9.3抗干扰措施

[教学建议]讲授门电路的电气特性时，重点放在门电路的外特性上，特别是输入和输出特性。

[作业]3次

第三章组合逻辑电路

[教学目的和要求]通过本章的学习，使学生掌握逻辑代数的基本公式和原理、逻辑函数的化简方法，掌握组合逻辑电路的分析方法和设计方法，了解组合逻辑电路的竟争——冒险现象及其产生的原因。

[教学内容]

引言

3．1逻辑代数

3.1.1逻辑代数的基本定律和恒等式

3.1.2逻辑代数的基本规则

3.1.3逻辑函数的代数变换及化简法

3．2逻辑函数的卡诺图化简法

3.2.1最小项的定义及其性质

3.2.2逻辑函数的最小项表达式

3.2.3用卡诺图表示逻辑函数

3.2.4用卡诺图化简逻辑函数

3．3组合逻辑电路的分析

3．4组合逻辑电路的设计

3．5组合逻辑电路中的竞争冒险

3.5.1产生竞争冒险的原因

3.5.2消除竞争冒险的方法

[教学建议]逻辑函数的化简方法是本章重点，包括公式化简法和卡诺图化简法。

组合逻辑电路的分析及设计是本章的另一重点，通过实例详细介绍组合逻辑电路的特点及其分析方法和设计方法。

[作业]5次

第四章常用组合逻辑功能器件

[教学目的和要求]通过本章的学习，使学生熟悉常用组合逻辑电路的工作原理，掌握用中规模的组合功能元件设计组合逻辑电路的方法。

[教学内容]

引言

4．1编码器

4.1.1编码器的定义及功能

4.1.2集成电路编码器

4．2译码器／数据分配器

4.2.1译码器的定义及功能

4.2.2集成电路译码器

4.2.3数据分配器

4．3数据选择器

4.3.1数据选择器的定义及功能

4.3.2集成电路数据选择器

4．4数值比较器

4.4.1数值比较器的定义及功能

4.4.2集成电路数值比较器

4．5算术运算电路

4.5.1半加器和全加器

4.5.2多位数加法器

4.5.3减法运算

4.5.4集成算术／逻辑单元举例

[教学建议]重点在于介绍组合逻辑功能器件的功能及用组合逻辑功能器件设计组合逻辑电路的方法。

[作业]4次

第五章触发器

[教学目的和要求]通过本章的学习，使学生掌握时序逻辑电路的基本单元——触发器的逻辑功能及其工作原理，熟悉各种触法器的工作特点及其转换原理和方法。

[教学内容]

引言

5．1触发器的电路结构及工作原理

5.1.1基本RS触法器

5.1.2同步RS触法器

5.1.3主从触发器

5.1.4边沿触发器

5．2触发器的功能

5.2.1RS触发器

5.2.2JK触发器

5.2.3T触发器

5.2.4D触发器

5．3触发器的脉冲工作特性及主要参数

5.3.1集成触发器的脉冲工作特性

5.3.2集成触发器的主要参数

[教学建议]重点分析不同电路结构所带来的不同动作特点，讲清电路结构形式和逻辑功能这两个不同的概念。

[作业]4次

第六章时序逻辑电路的分析及设计

[教学目的和要求]通过本章的学习，使学生掌握时序逻辑电路的特点、典型电路的工作原理和用法，以及分析和设计时序逻辑电路的一般方法。

[教学内容]

引言

6．1时序逻辑电路的基本概念

6.1.1时序逻辑电路的基本结构及特点

6.1.2时序逻辑电路的分类

6.1.3时序逻辑电路功能的描述方法

6．2时序逻辑电路的分析方法

6.2.1分析时序逻辑电路的一般步骤

6.2.2同步时序逻辑电路的分析举例

6.2.3异步时序逻辑电路的分析举例

6．3时序逻辑电路的设计方法

6.3.1同步时序逻辑电路设计的一般步骤

6.3.2同步时序逻辑电路设计举例

[教学建议]重点是时序逻辑电路的描述方法，以及时序逻辑电路的分析和设计步骤。

[作业]5次

第七章常用时序逻辑功能器件

[教学目的和要求]通过本章的学习，使学生熟悉常用时序逻辑电路的工作原理，掌握用中规模的组合功能元件设计组合逻辑电路的方法。

[教学内容]

引言

7．1计数器

7.1.1二进制计数器

7.1.2非二进制计数器

7.1.3集成计数器

7．2寄存器和移位寄存器

7.2.1寄存器

7.2.2移位寄存器

7.2.3集成移位寄存器74194

[教学建议]重点在于介绍时序逻辑功能器件的功能及用时序逻辑功能器件设计时序逻辑电路的方法。

[作业]4次

第八章半导体存储器和可编程逻辑器件

[教学目的和要求]通过本章的学习，使学生掌握大规模集成电路的结构特点和工作原理，熟悉各类存储器及可编程逻辑器件的结构、工作原理和使用方法。

[教学内容]

引言

8．1随机存取存储器（RAM）

8.1.1RAM的结构及其工作原理

8.1.2RAM存储容量的扩展

8.1.3RAM举例

8．2只读存储器（ROM）

8．3可编程逻辑器件（PLD）

8.3.1PLD的电路表示法

8.3.2可编程逻辑阵列器件（PAL）简介

8.3.3可编程通用阵列逻辑器件（GAL）

8．4复杂的可编程逻辑器件（CPLD）

8.4.1CPLD的结构

8.4.2CPLD的编程

8．5现场可编程门阵列（FPGA）

8.5.1FPGA中编程实现逻辑功能的基本原理

8.5.2现场可编程门阵列结构

8.5.3编程实现原理简介

[教学建议]重点介绍各类存储器及可编程逻辑器件的结构、功能和使用方法。

[作业]3次

第九章脉冲波形的产生和整形

[教学目的和要求]通过本章的学习，使学生掌握脉冲波形的产生和整形电路的工作原理，熟悉几种典型电路。

[教学内容]

引言

9．1多谐振荡器

9.1.1用门电路组成的多谐振荡器

9.1.2石英晶体多谐振荡器

9．2单稳态触法器

9.2.1用门电路组成的微分型单稳态触发器

9.2.2集成单稳态触发器

9.2.3单稳态触发器的应用

9．3施密特触法器

9.3.1用门电路组成的施密特触法器

9.3.2集成施密特触法器

9.3.3施密特触法器应用

9．4555定时器及其应用

9.4.1555定时器

9.4.2555定时器应用举例

[教学建议]重点是波形分析方法，正确理解电路的工作原理，掌握波形分析方法和步骤。

[作业]3次

第十章数模及模数转换器

[教学目的和要求]通过本章的学习，使学生掌握数——模和模——数转换的基本原理和常见的典型电路。

[教学内容]

引言

10．1D/A转换器

10.1.1倒T型电阻网络D/A转换器

10.1.2权电流型D/A转换器

10.1.3D/A转换器的输出方式

10.1.4D/A转换器的主要性能指标

10.1.5集成D/A转换器及其应用

10．2A