《数字电子技术》课程教学大纲

数字电子技术课程教学大纲

(DIGITA1E1ECTRONICTECHNO1OGY)

总学时数：56其中实验学时：0

学分：3.5

适用专业：电气工程与自动化专业

一、课程的性质、目的和任务

本课程是自动化专业的必修学科基础课程。数字电子技术是电工、电子系列课程知识平台上的重要组成部分，是在电子技术方面入门性质的重要技术基础课。其教学目的是使学生获得适应信息时代的电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能。培养学生分析和解决问题的能力，为以后深入学习数字电子技术领域的相关内容和专业应用打好基础。具体包括两方面：

一是正确分析设计数字电路特别是集成电路的基础；

二是进一步学习设计专用集成电路芯片的基础。

二、课程教学的基本要求

在本课程学习中，要求学生掌握数字电子技术中的基本概念、基本原理和基本分析方法，其中包括：数字逻辑基础知识、逻辑门电路、组合逻辑电路的分析和设计、触发器时序逻辑电路的分析和设计、存储器和可编程逻辑器件、脉冲波形的产生和变换、数模和模数转换器的基本内容。此外还应了解数字系统设计的一般方法。

三、课程的教学内容、重点和难点

第一章数字逻辑概论(6学时)

第一节数字逻辑电路概述

(1)数字信号和数字电路的特点

(2)数字电路的研究方法

第二节数制

(1)十进制数、二进制数、十六进制数的构成特点

(2)非十进制数向十进制数转换及十六进制与二进制的相互转换的方法

(3)十进制数向非十进制数转换的方法

第三节二进制数的算术运算

(1)无符号二进制数的算术运算

(2)带符号二进制数的减法运算

第四节编码

(1)8421码内容及构成特点

(2)2421码、5211码、循环码、余3循环码、ASC11码的构成特点及内容

第五节基本逻辑运算

第六节逻辑函数及其表示方法

基本要求：

(1)掌握数字信号与模拟信号的区别

(2)掌握常用数制及其相互之间的转换

(3)掌握原码、反码及补码的关系及转换

(4)掌握8421码内容及构成特点；了解其它常用代码的构成特点

重点难点：各种数制间相互转换，原码、反码及补码的概念及转换。

第二章逻辑代数（5学时）

第一节逻辑代数

（1）逻辑代数的基本定律和恒等式

（2）逻辑代数的运算规则

（3）逻辑函数的代数化简法

第二节逻辑函数的卡诺图化简法

（1）最小项的定义及其性质

（2）逻辑函数的最小项表达式

（3）用卡诺图表示逻辑函数

（4）用卡诺图化简逻辑函数

建议：卡诺图法化简仅介绍到4变量的逻辑函数化简

基本要求：

（1）熟悉常用逻辑代数的基本定律及规划，掌握逻辑函数表达式的变换。

（2）掌握逻辑函数的卡诺图化简。

重点难点：（1）逻辑函数的表示方法及相互转换

（2）逻辑函数的公式法化简和卡诺图化简。

第三章逻辑门电路（6学时）

第一节MOS逻辑门门电路

（1）数字集成电路简介

（2）逻辑电路的一般特性

（3） MOS开关及其等效电路

（4） CMoS反相器

（5） CMOS逻辑门电路

（6） CMoS漏极开路门和三态输出门电路

（7） CMOS传输门

（8） CMOS逻辑门电路的技术参数

（9） NMOS门电路

第二节TT1逻辑门电路

（I）BJT的开关特性，基本BJT反相器的动态性能

（2） TT1反相器的基本电路

（3） TT1逻辑门电路、集成开路门和三态门电路

第三节逻辑描述中的几个问题

（1）正负逻辑问题

（5）基本逻辑门电路的等效符号及其应用

第四节逻辑门电路使用中的几个实际问题

（1）各种门电路之间的接口问题

（2）门电路带负载时的接口问题

（3）抗干扰措施

基本要求：

（1）了解各类集成逻辑门的基本特性

（2）掌握使用集成逻辑门的注意事项

重点难点：（1）各类门电路功能及应用；

（2）逻辑门电路的使用注意事项。

第四章组合逻辑电路(7学时)

第一节组合逻辑电路的分析

(1)组合逻辑电路的特点、逻辑功能描述、类型和研究方法

(2)组合逻辑电路的分析

第二节组合逻辑电路的设计

第三节组合逻辑电路中的竞争与冒险

(1)竞争冒险产生的原因、识别

(2)竞争冒险的消除

第四节常用中规模组合逻辑电路

(1)二进制优先编码器、二-十进制优先编码器

(2)译码器及其应用

(3)数据选择器及其应用

(4)数据分配器

(5)数值比较器

(6)加法器

第五节组合可编程逻辑器件：

P1D的结构、表示方法及分类

基本要求：

(1)掌握组合逻辑电路的特点、逻辑功能描述、类型和研究方法；

(2)掌握组合逻辑电路的分析方法

(3)掌握组合逻辑电路的设计方法

(4)掌握编码器、译码器、数据选择器、数据分配器功能、数值比较器、加法器功能及应用

(5)了解竞争冒险产生的原因、识别及消除

重点难点：(1)组合逻辑电路的分析与设计

(2)常用组合逻辑器件的应用

第五章锁存器和触发器(4学时)

第一节双稳态存储单元电路及锁存器：SR锁存器、D锁存器

第二节触发器的电路结构和工作原理

第三节触发器的逻辑功能

D触发器，JK触发器，T和T'触发器，SR触发器

建议：除RS触发器外，其余触发器着重强调功能及其表示方法，电路结构的内部结构不作要求。

基本要求：

(1)掌握基本RS锁存器、逻辑门控SR锁存器的结构及功能

(2)掌握各类触发器的功能

(3)掌握触发器的逻辑符号；会画各类触发器的时序波形图

重点难点：(1)各类触发器的逻辑功能

(2)各类触发器的时序波形图

第六章时序逻辑电路(6学时)

第一节时序逻辑电路概述

(1)时序逻辑电路的概念和特点

(2)时序逻辑电路的分类及功能表示方法

第二节同步时序逻辑电路的分析