数字电子电路设计与制作培训教材
电子技术基础》数字电路教案(张兴龙主编教材)
《电子技术基础》数字电路教案（张兴龙主编教材）一、教学目标1. 理解数字电路的基本概念、特点和分类。
2. 掌握逻辑门、逻辑函数及其转换方法。
3. 熟悉常用的逻辑门电路及其应用。
4. 能够分析简单的数字电路系统。
二、教学内容1. 数字电路的基本概念数字信号与模拟信号的区别数字电路的组成与特点数字电路的分类2. 逻辑门与门、或门、非门、异或门、同或门等基本逻辑门的功能和真值表逻辑门的符号表示方法逻辑门的电路实现方法3. 逻辑函数及其转换方法逻辑函数的定义和表示方法逻辑函数的代数化简方法逻辑函数的卡诺图化简方法4. 常用的逻辑门电路及其应用与非门、或非门、与门、或门等电路的原理和应用缓冲器、反相器、多路选择器、编码器等电路的原理和应用5. 数字电路系统分析数字电路系统的组成和特点数字电路系统的设计方法数字电路系统的仿真与测试方法三、教学方法1. 采用讲授法，讲解数字电路的基本概念、逻辑门的功能和应用。
2. 采用案例分析法，分析具体的逻辑函数和逻辑门电路。
3. 采用实践操作法，让学生动手搭建简单的数字电路系统，提高实际操作能力。
四、教学准备1. 教学课件：制作相关的教学课件，图文并茂地展示教学内容。
2. 实验器材：准备数字电路实验板、逻辑门电路芯片等实验器材。
3. 教学软件：准备数字电路仿真软件，用于电路仿真和测试。
五、教学评价1. 课堂参与度：观察学生在课堂上的发言和提问情况，评估学生的参与度。
2. 作业完成情况：评估学生完成作业的质量和速度。
3. 实验报告：评估学生在实验中的操作能力和对实验结果的分析能力。
4. 期末考试：设置相关的试题，评估学生对数字电路知识的掌握程度。
六、教学难点与解决策略1. 教学难点：逻辑函数的化简方法及数字电路系统的设计。
2. 解决策略：通过案例分析和实践操作，让学生反复练习逻辑函数的化简方法，以及数字电路系统的设计步骤。
提供辅导资料和在线解答，帮助学生解决疑难问题。
七、教学进度安排1. 课时：共计40课时，每课时45分钟。
国内比较好的数字电路和模拟电路教材
国内比较好的数字电路和模拟电路教材
以下是一些国内比较好的数字电路和模拟电路教材推荐：
数字电路教材：
1. 《数字电路与系统设计》（作者：王景川）-该教材主要介
绍数字电路的基础知识、设计方法和实践经验，内容涵盖数字逻辑基本原理、组合逻辑电路、时序逻辑电路等。
2. 《数字电子技术基础》（作者：马玉昆、韩震宇）-该教材
全面介绍了数字电路的基本理论和应用技术，包括数字逻辑、组合逻辑电路、时序逻辑电路等，结合大量实例、案例进行讲解，对数字电路的理解和实践能力提供了较好的支持。
模拟电路教材：
1. 《模拟电子技术基础》（作者：韩震宇、黄令峰）-该教材
以讲解模拟电子技术的基础知识和应用技术为主题，包括模拟电子基础知识、放大器、运算放大器、电源与稳压器、滤波器、振荡器等内容，通过实例、习题等方式帮助学生掌握模拟电路的设计与分析。
2. 《电子电路分析基础》（作者：郭静莉）-该教材主要介绍
电子电路的基础知识和分析方法，包括电子元器件、基本电路、放大电路、振荡电路、滤波器等，通过清晰的推导和实例分析，使学生能够更好地理解和掌握模拟电路的设计与分析。
以上教材都是在国内教育机构或高校中广泛使用，并且经过了多年的教学实践，具有较好的教学效果和用户口碑。
但是，选
择教材应根据个人的学习需求和喜好来进行，推荐参考多个教材，并结合教师指导进行学习。
数字电路与逻辑设计微课版(第一章数字电路与逻辑设计基础)教案
第一章数字电路与逻辑设计基础本章的主要知识点包括数制及其转换、二进制的算术运算、BCD码和可靠性编码等。
1.参考学时2学时（总学时32课时，课时为48课时可分配4学时）。
2.教学目标（能力要求）●系统梳理半导体与微电子技术发展的历史，激发学生专业热情，结合我国计算机发展面临的卡脖子现状，鼓励学生积极投身信息成业自主可控；●学生可解释数字系统的概念、类型及研究方法；●学生能阐述数制的基本特点，可在不同数制之间进行数字的转换；●学生能理解带符号二进制数的代码表示，能将真值和原码、反码、补码的进行转换；●学生能熟记几种常用的编码（8421码、2421码、5421码、余三码），说明有权码和无权码的区别，能阐述不同编码的特点和特性；●学生能阐述奇偶校验码和格雷码的工作原理与主要特征，并能利用相关原理进行二进制和格雷码的转换，能根据信息码生成校验码，并能根据信息码和校验码辨别数据是否可靠。
3.教学重点●BCD码●奇偶校验码●格雷码4.教学难点●理解不同BCD码的编码方案及相关特征●理解可靠性编码方案、验证的原理以及使用方法。
5.教学主要内容（1）课程概述（15分钟）➢科技革命促生互联网时代➢半导体与微电子技术发展历程➢课程性质、内容与学习方法（2）芯片与数字电路（20分钟）➢数字信号和模拟信号➢数字逻辑电路的特点➢数字逻辑电路的分类➢数字逻辑电路的研究方法（3）数制及其转换（5分钟）➢进位计数值的概念和基本要素➢二进制和十进制的相互转换➢二进制和八进制数的相互转换➢二进制和十六进制数的相互转换（4）二进制数的算术运算（5分钟）➢无符号二进制数的算术运算➢带符号二进制数的机器码表示➢带符号二进制数的算术运算（5）BCD码（20分钟）➢有权码和无权码的区别➢8421码的编码规律及和十进制数的转换➢2421码的编码规律及和十进制数的转换➢5421码的编码规律及和十进制数的转换➢余三码的编码规律及和十进制数的转换（6）奇偶校验码（15分钟）➢奇校验和偶校验的概念➢奇校验和偶校验校验位的生成方法和校验方法➢奇校验和偶校验的特点（7）格雷码（10分钟）➢格雷码的特点和用途➢格雷码和二进制数的相互转换6.教学过程与方法（1）课程概述（15分钟）➢科技革命促生互联网时代以习总书记的讲话作为整个课程的导入，说明科技发展是强国必有之路，穿插不同国家崛起的历史，结合第一次工业革命、第二次工业革命，推出目前进入的互联网时代，结合中美贸易战事件，引导学生积极投身国产IT生态的建设。
数字电子技术教案
数字电子技术教案第一章：数字电路基础1.1 数字电路概述了解数字电路的定义、特点和应用领域掌握数字电路的基本组成和基本原理1.2 数字逻辑基础学习逻辑代数的基本运算和规则熟悉逻辑函数的表示方法及其相互转换1.3 数字电路的表示方法掌握逻辑函数的图形表示方法（逻辑图、真值表）学习逻辑函数的代数化简方法第二章：数字电路的基本单元2.1 逻辑门电路了解常见的逻辑门电路（与门、或门、非门、异或门等）掌握逻辑门电路的电压传输特性2.2 逻辑函数及其简化学习逻辑函数的代数化简方法（卡诺图、最小项、最大项）熟悉逻辑函数的简化原则和步骤2.3 逻辑门电路的设计与实现学习逻辑门电路的设计方法掌握逻辑门电路的实际制作和调试技巧第三章：组合逻辑电路3.1 组合逻辑电路的基本概念了解组合逻辑电路的定义和特点掌握组合逻辑电路的分析和设计方法3.2 常见的组合逻辑电路学习编码器、译码器、多路选择器、算术逻辑单元等常见组合逻辑电路的原理和应用3.3 组合逻辑电路的设计与实现学习组合逻辑电路的设计方法掌握组合逻辑电路的实际制作和调试技巧第四章：时序逻辑电路4.1 时序逻辑电路的基本概念了解时序逻辑电路的定义、特点和应用领域掌握时序逻辑电路的分析和设计方法4.2 常见的时序逻辑电路学习触发器、计数器、寄存器等常见时序逻辑电路的原理和应用4.3 时序逻辑电路的设计与实现学习时序逻辑电路的设计方法掌握时序逻辑电路的实际制作和调试技巧第五章：数字电路的应用5.1 数字电路在计算机中的应用了解计算机的基本组成和工作原理学习微处理器、存储器、输入输出接口等计算机关键部件的设计和应用5.2 数字电路在通信系统中的应用了解通信系统的基本原理和数字调制技术学习数字通信系统中数字电路的设计和应用5.3 数字电路在其他领域中的应用了解数字电路在数字信号处理、嵌入式系统、工业控制等领域中的应用学习数字电路在不同领域中的设计和应用案例第六章：数字电路仿真与实验6.1 数字电路仿真基础学习数字电路仿真原理和工具熟悉使用仿真软件进行数字电路设计和验证的方法6.2 组合逻辑电路仿真与实验利用仿真软件对组合逻辑电路进行设计和验证分析仿真结果，优化电路性能6.3 时序逻辑电路仿真与实验利用仿真软件对时序逻辑电路进行设计和验证分析仿真结果，优化电路性能第七章：数字电路设计与验证7.1 数字电路设计流程熟悉数字电路设计的基本流程和方法掌握需求分析、模块设计、仿真验证和硬件实现等环节7.2 组合逻辑电路设计实例学习组合逻辑电路设计实例，如编码器、译码器等掌握设计方法和技术要求7.3 时序逻辑电路设计实例学习时序逻辑电路设计实例，如触发器、计数器等掌握设计方法和技术要求第八章：数字电路测试与维护8.1 数字电路测试方法学习数字电路测试的基本方法和策略掌握功能测试、结构测试和边界测试等技术8.2 数字电路调试与优化了解调试过程和方法，提高电路性能学习电路优化技巧，降低功耗和成本8.3 数字电路故障诊断与修复学习故障诊断原理和方法，如逻辑分析仪、示波器等工具的使用掌握故障分析和修复技巧，提高电路可靠性第九章：数字集成电路9.1 数字集成电路概述了解数字集成电路的分类、特点和应用领域掌握数字集成电路的基本结构和原理9.2 常见数字集成电路学习门阵列、触发器、寄存器等常见数字集成电路的原理和应用9.3 数字集成电路的设计与实现学习数字集成电路的设计方法掌握数字集成电路的实际制作和调试技巧第十章：数字电路技术的发展趋势10.1 数字电路技术的创新应用了解数字电路技术在、物联网、生物医疗等领域的创新应用学习数字电路技术在这些领域的发展前景和挑战10.2 新型数字电路技术学习新型数字电路技术，如量子计算、碳纳米管电路等掌握这些技术的原理和优势，了解其发展趋势和应用前景10.3 数字电路技术的未来发展了解数字电路技术在未来的发展趋势和挑战学习如何适应和推动数字电路技术的发展，为人类社会作出贡献重点和难点解析重点环节1：逻辑函数的表示方法及其相互转换补充和说明：逻辑函数的表示方法是理解数字电路的基础，包括逻辑图、真值表及其代数表达式。
数字电子技术——第1章数字电子技术基础ppt
用一定位数的二进制数来表示十进制数码、字母、符 号等信息称为编码。
用以表示十进制数码、字母、符号等信息的一定位数的 二进制数称为代码。
二-十进制代码：用4位二进制数b3b2b1b0来表示十进 制数中的 0 ~ 9 十个数码。简称BCD码。
用四位自然二进制码中的前十个码字来表示十进制数码， 因各位的权值依次为8、4、2、1，故称8421 BCD码。
整数部分采用基数连除法， 先得到的余数为低位，后得 到的余数为高位。
小数部分采用基数连乘法， 先得到的整数为高位，后得 到的整数为低位。
2 44
余数
2 22 ……… 0=K0 2 11 ……… 0=K1 2 5 ……… 1=K2 2 2 ……… 1=K3 2 1 ……… 0=K4
0 ……… 1=K5
课程说明
主要内容：
• 数字逻辑基础 • 逻辑门电路 • 组合逻辑电路 • 触发器 • 时序逻辑电路 • 半导体存储器 • 脉冲波形的产生与整形 • 可编程逻辑器件和现场可编程门阵列 • 数/模和模/数转换
课程意义：
数字电路是一门硬件方面的重要基础课。 其任务是使同学们获得数字电路的基本理论、 基本知识、基本技能，掌握数字逻辑的基本 分析方法和设计方法，培养学生分析问题、 解决问题能力以及工程实验能力。
学习本门课程应注意的问题：
• ⑴ 应着重抓好基本理论、基本知识、基 本方法的学习。
• ⑵能熟练运用数字电路的分析方法和设 计方法。
• ⑶重视实验技术。
教材及参考书：
1. 数字电子技术基础简明教程 (第二版) 余孟尝 主编 高等教育出版社 1998
电路板设计 教材
电路板设计教材电路板设计是一个广泛的主题，涉及多个学科领域，包括电子工程、计算机科学、物理和材料科学等。
因此，有很多不同的教材可以用来学习电路板设计。
以下是一些经典的教材，供您参考：1. "Digital Design and Computer Architecture" by John Harris and Andrew Stallings。
这本书详细介绍了数字系统和计算机体系结构的基本原理，包括电路板设计的基础知识。
2. "Circuit Design: Theory and Practice" by John F. Wakerly。
这本书是一本电路设计经典教材，重点介绍了电路板设计的基本原理和实用技能。
3. "Electronic Circuits: Analysis and Design" by Robert B. Bettencourt。
这本书详细介绍了各种电子电路的基本原理和设计方法，包括模拟电路和数字电路，同时也涉及到电路板设计。
4. "PCB Design Handbook: Second Edition" by John D. Harrington。
这本书是一本专注于电路板设计的教材，详细介绍了电路板设计的基本原理、技巧和最佳实践。
5. "FPGA-Based System Design: A Comprehensive Guide to Perceiving, Understanding, and Engineering the Digital World" by Shantanu Chaudhuri。
这本书主要介绍了基于FPGA的电路板设计，包括数字系统设计和硬件描述语言等方面的内容。
这些教材只是其中的一部分，具体选择哪一本教材要根据您的学习目标和个人兴趣来决定。
数字电路的设计与实现
二、具体参数设定、计算，以及单元电路设计：
1．参数设定：
（1）灯数量:32只；
（2）选用8位的移位寄存器和8位的只读存储器；
（3）每个显示状态保持时间为0.2S。
（4）完整的显示效果需要K帧画面，每帧画面需要
2．计算：
每显示一个状态要32个数据，只读存储器是
址计数器应连续计数4次，产生4个相邻的地址号，选取只读
四、电路调试方法与步骤
1．用示波器检测由555组成的时钟振荡器输出波形。
正确结果，应在输出端有几千赫兹的矩形波信号。
2．用示波器测量定时器输出波形，调整变位器使波形宽度约为0.2S。
3．检测地址计数器是否能正常工作，将计数器的输出接发光二极管，人为输入手动计数脉冲，观察输出状态是否能连续计
二、具体参数设定、计算，以及单元电路设计：
1．全波整流与整形电路：采用全波整电路将50HZ市电整形为频率为100HZ的全波波形，选用施密特触发器74HC14
得信号。
2．分频器：将100HZ信号经过100分频，则可得1S
位进制计数器74HC4024，通过异步清零法实现100
器。
3．放大电路：选用运放电路。
电路要求测量的最小信号幅度为300mV，为此，放大电路的放大倍数设定为20
四、电路调试方法
1．基准时间检测
用示波器分别检测其次时间计数器和分频器输出的波形，判断是否为正常输出。
2．输入检测信号
从被测信号输入端输入幅值在1V左右、频率为1KHZ
的正弦信号，如果电路正常，则数码管可以显示被测量信号的
8。
数字电子技术基础简明教程第三版课程设计
数字电子技术基础简明教程第三版课程设计一、课程背景数字电子技术作为电子信息与计算机科学技术的基础，是现代信息科技的重要组成部分，在各个领域都有广泛的应用。
数字电子技术作为课程，是电子信息类和计算机类专业的必修课程。
本课程旨在通过教学使学生掌握数字电子技术的基本原理，了解数字电路的设计方法和实现技术，并能够利用所学知识解决实际问题。
二、课程目标1.了解数字电子技术的概念和基本原理2.掌握数字电路的设计方法和实现技术3.能够完成简单的数字电路设计，在实际工作中应用所学知识解决问题4.培养学生的逻辑思维能力和创新意识三、课程内容1. 数字信号与数字电路1.1 计算机是如何处理数字信息的 1.2 数字电路的发展历程 1.3 数字电路的分类和应用2. 数字逻辑基础2.1 逻辑代数基本概念 2.2 布尔代数及其运算 2.3 逻辑函数和逻辑表达式2.4 逻辑门电路的实现3. 组合逻辑电路3.1 组合逻辑电路的基本概念和特点 3.2 组合逻辑电路的设计方法 3.3 组合逻辑电路的实现技术4. 时序逻辑电路4.1 时序逻辑电路的基本概念和特点 4.2 时序逻辑电路的设计方法 4.3 时序逻辑电路的实现技术5. 数字系统设计5.1 数制转换和编码 5.2 存储器和存储器芯片 5.3 微处理器和单片机四、教学方法本课程采用理论讲授和实践操作相结合的教学方法，重点讲授数字电子技术的基本知识和实际应用技术，通过案例分析和模拟实验锻炼学生的设计和解决实际问题的能力。
五、实验内容1.组合逻辑电路设计实验2.时序逻辑电路设计实验3.存储器应用实验4.微处理器和单片机设计实验六、课程评估本课程的考核包括平时成绩和期末考试成绩两部分，其中平时成绩占50%，期末考试成绩占50%。
平时成绩主要由课堂出勤和作业完成情况组成，期末考试成绩主要考核学生对数字电子技术基本原理和应用技术的掌握情况。
七、教材1.《数字电子技术基础（第三版）》，沈华伟主编，北京邮电大学出版社，2017年2.《数字电路与逻辑设计》，刘昌权、周志勇主编，高等教育出版社，2015年3.《数字逻辑系统设计实验教程》，宋鹏婷主编，清华大学出版社，2018年八、其他本课程教学的重点是让学生掌握数字电子技术的基本原理和实际应用技术，培养学生的逻辑思维能力和创新意识，为学生今后的专业发展奠定坚实的基础。
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知识链接 逻辑函数的卡诺图化简法
1. 最小项及最小项表达式 2. 卡诺图及其画法 3. 用卡诺图表示逻辑函数 4. 卡诺图化简法
1. 逻辑函数的最小项及其性质
（1）最小项：如果一个函数的某个乘积项包含了函数的全部变量， 其中每个变量都以原变量或反变量的形式出现，且仅出现一次，则这 个乘积项称为该函数的一个标准积项，通常称为最小项。
01
11
10
11
(f) BD
CD 00 01 11 10
AB
00 1
1
01
11
10 1
1
(g) B D
BC 00 01 11 10
A 01 1 1 1
11 1 1 1
8
1
个
(a )
相
邻
格
合
CD 00 01 11 10
AB
并
00 1 1 1 1
01
11
10 1 1 1 1
(c) B
CD 00 01 11 10
公式化简法评价： 特点：目前尚无一套完整的方法，能否以最快 的速度进行化简，与我们的经验和对公式掌握及运 用的熟练程度有关。 优点：变量个数不受限制。 缺点：结果是否最简有时不易判断。
下面将介绍与公式化简法优缺点正好互补的卡 诺图化简法。当变量个数超过4时人工进行卡诺图化 简较困难，但它是一套完整的方法，只要按照相应 的方法就能以最快的速度得到最简结果。
3个变量A、B、C的8个最小项可以分别表示为： m 0ABC、 m 1ABC 、 m 2ABC、 m 3ABC m 4ABC、 m 5ABC 、 m 6AC B 、 m 7ABC
（3）最小项表达式 任何一个逻辑函数都可以表示为最小项之和的
形式——标准与或表达式。而且这种形式是惟一的， 就是说一个逻辑函数只有一种最小项表达式。
3个变量A、B、C可组成8个最小项：
A B C 、 A B C 、 A B C 、 A B 、 A C B C 、 A B C 、 A C 、 B ABC
（2）最小项的表示方法：通常用符号mi来表示最小项。下标i的 确定：把最小项中的原变量记为1，反变量记为0，当变量顺序确定后， 可以按顺序排列成一个二进制数，则与这个二进制数相对应的十进制 数，就是这个最小项的下标i。
必须依赖于对公式和规则的熟练记忆和一定的经验、技巧。
最常使用，特别 需要熟练记忆！
例1化简函数 解：
YA B C A B C
Y A B C A B C A B ( C C ) A B
例2化简函数
Y A B A B C(E D F )
解： Y A B A B C (E D F ) A B
0
100
1
101
0
110
0
111
1
（2）从最小项表达式画卡诺图 把表达式中所有的最小项在对应的小方块中填入
1，其余的小方块中填入0。 例1-9 画出函数Y(A、B、C、D)= ∑m(0,3,5,7,9,12,15) 的卡诺图。
图1-14 例1-9的卡诺图
4.卡诺图化简法
由于卡诺图两个相邻最小项中，只有一个变量取值不同， 而其余的取值都相同。所以，合并相邻最小项，利用公式 A+A=1，AB＋AB＝A，可以消去一个或多个变量，从而使逻 辑函数得到简化。
例1-7 将Y=AB+BC展开成最小项表达式。
解：YA B B C A(C BC)(AA )BC
AC B AB A C BC 或：Y(A,B,C)m3m6m7
m(3,6,7)
2.卡诺图及其画法
（1）卡诺图及其构成原则
卡诺图是把最小项按照一定规则排列而构成的方框图。 构成卡诺图的原则是：
① N变量的卡诺图有2N个小方块（最小项）； ② 最小项排列规则：几何相邻的必须逻辑相邻。 逻辑相邻：两个最小项,只有一个变量的形式不同,其余的 都相同。逻辑相邻的最小项可以合并。相邻项 相邻的含义： 一是相邻——紧挨的； 二是相对——任一行或一列的两头； 三是相重——对折起来后位置相重。
《数字电子电路设计与制作》
逻辑函数卡诺图化简
课前回顾
逻辑函数化简的意义：逻辑表达式越简单，实现 它的电路越简单，电路工作越稳定可靠。
最简与或表达式为： ① 与项（乘积项）的个数最少； ② 每个与项中的变量最少。
公式化简法
反复利用逻辑代数的基本公式、常用公式和运算规则进 行化简，又称为代数化简法。
（2）卡诺图的画法 首先讨论三变量（A、B、C）函数卡诺图的画法。
① 3变量的卡诺图 有23个小方块；
相邻 相邻
② 几何相邻的必须
逻辑相邻：变量的 取值按00、01、11、 10的顺序（循环码 ） 排列 。
三变量卡诺图的画法
不 相邻 相邻
四变量卡诺图的画法
相邻
正确认识卡诺 图的“逻辑相邻”： 上下相邻，左右相 邻，并呈现“循环 相邻”的特性，它 类似于一个封闭的 球面，如同展开了 的世界地图一样。
（1）卡诺图中最小项合并的规律 合并相邻最小项，可消去变量。 合并两个最小项，可消去一个变量； 合并四个最小项，可消去两个变量； 合并八个最小项，可消去三个变量。 合并2N个最小项，可消去N个变量。
BC
AC
AC
2
个
相
邻
格
合
BCD
ABD
并
ABD
BCD
BC 00 01 11 10
A
0
11
1
11
BC 00
例3 化简函数
YA BA CB C
解：
Y AB AC BC AB ( A B )C AB AB C AB C
例4 化简函数 YA B B C B C A B
解： Y ABBCBC AB ABBC(A A)BC AB(CC) ABBC ABC ABC ABC ABC ABBC AC(BB) ABBC AC
A 01
(a) C
01 11 10 11 1
1
BC 00
A 01
(b) A
01 11 10 1
11
1
(c) C
4个相邻格合并
CD 00 01 11 10
AB
00
1
01
1
11
1
1011 10
AB
00
11
01
11
11
10
(e) AC
CD 00 01 11 10
AB
00
11
对角线上不相 邻。
3. 用卡诺图表示逻辑函数
（1）从真值表画卡诺图
根据变量个数画出卡诺图，再按真值表填写每一个小方 块的值（0或1）即可。需注意二者顺序不同。
例1-8 已知Y的真值表，要求画Y的卡诺图。
表1-19 逻辑函数Y的真值表 图1-13 例1-8的卡诺图
ABC
Y
000
0
001
1
010
1
011