《数字电子技术》教学大纲

《数字电子技术》课程教学大纲

课程名称：《数字电子技术》

Digital Electronics Technique

课程编号：0420280

课程性质：专业基础课

学时学分：总学时：64 总学分：4 实验学时： 16

开课学期：第3学期

适用专业：高职应用电子技术专业

先修课程：电工基础、模拟电子技术

一、教学目的

1．通过课程讲授，使学生扎实掌握数字电子技术的基本知识及相关内容近期进展。

2．研究数字电子线路的基本原理、分析方法及其计算，提高学生分析和解决实际问题的能力。

二、本课程的地位、作用和任务

<<数字电子技术>>是电子信息科学与技术、电子信息工程和应用电子技术本科专业的一门主要必修技术基础课。该课程是现代电子信息技术的基础，学习数字电子技术课程，对培养学生的科学思维能力，树立理论联系实际的工程观点和提高学生分析和解决问题的能力，都有及其重要的作用。

本课程的任务是使学生掌握数字电子技术的基本理论、基本工作原理、分析设计数字系统的基本方法和基本的实验技能, 为下一步学习综合电子系统设计和深入学习后续课程打下必要的基础。

三、教学内容和教学基本要求

1.正确理解以下基本概念和术语

数制与码制，逻辑变量与逻辑函数，与、或、非逻辑，最小项、最大项、约束项、相邻逻辑项，半导体器件的开关特性，扇入扇出系数，噪声容限，灌电流与拉电流，三态输出与总线，电压传输特性，输入负载特性，输入与输出特性，组合电路与时序电路，编码与译码，多路选择与分配、加法与减法运算、同步与异步，触发器，电平触发与边沿触发，寄存与存储，RAM与ROM，计数与分频，A/D、D/A转换，单稳态、双稳态、多谐振荡、脉冲信号等。

2.掌握以下分析方法

●用真值表、逻辑表达式、逻辑图、波形图、卡诺图、状态图等描述逻辑问题的方法。

●化简或变换逻辑函数的公式法和卡诺图法。

●掌握组合逻辑电路的分析方法与设计方法。

●掌握驱动方程、输出方程和状态方程分析同步时序电路的方法。

●掌握时序逻辑电路设计的一般方法。

●掌握使用MSI实现简单数字系统的一般方法。

●掌握产生脉冲信号电路的设计方法及其参数的分析计算

3.培养以下几方面的能力

●具有分析简单数字电路逻辑功能的能力。

●掌握数字电路的基本实验方法，根据要求选用中规模数字集成电路组成简单逻辑电路的能力。

●分析、阅读简单数字装置逻辑图的能力。

依据以上方面，整个教学体系的教学内容与教学基本要求如下：

第一章数字和编码

教学内容：

1.1数制

1.2 编码

1.3 二进制的运算

教学要求：

掌握数字量与模拟量的特点，数字电路的特点、应用。二进制的算术运算与逻辑运算的不同之处。

第二章逻辑代数及其应用

教学内容：

2.1逻辑代数的基本公式和推导公式

2.2代人定理及其应用

2.3逻辑函数及其描述方法

2.4逻辑函数的化简方法

2.5具有无关项的逻辑函数及其化简

2.6逻辑函数式形式的变换

教学要求：

掌握逻辑代数的三种基本运算、基本定理、基本公式和常用公式。掌握逻辑函数的四种表示方法（真值表法、逻辑式法、卡诺图法及逻辑图法）及其相互之间的转换。掌握逻辑函数的公式化简法和图形化简法。了解最小项、约束项的概念及其在逻辑函数化简中的应用。

第三章逻辑门

教学内容：

3.1 MOS管的开关特性

3.2 CMOS门电路

3.3 双极性半导体二极管和三极管的开关特性

3.4 TTL门电路

教学要求：

了解门电路的定义及分类方法。二极管、三极管的开关特性，及分立元件组成的与、或、非门的工作原理。掌握TTL反相器的工作原理，静态输入、输出、电压传输特性及输入端负载特性，开关特性。了解其它TTL门（与非门、或非门、异或门、三态门，OC 门）的工作原理及TTL门的改进系列。掌握CMOS反相器的工作原理及静态特性。其他CMOS 门（与非门、或非门等）的工作原理。

第四章组合逻辑电路

教学内容：

4.1 组合逻辑电路的特点和分析方法

4.2 常见的组合逻辑电路

4.3 组合逻辑电路的设计方法

4.4 组合逻辑电路的竞争-冒险现象

教学要求：

掌握组合逻辑电路的设计与分析方法。掌握常用组合逻辑电路，即编码器、译码器、数据选择器、加法器及数值比较器的基本概念、工作原理及应用。

第五章触发器

教学内容：

5.1 SR锁存器

5.2 时钟电平触发的触发器

5.3 时钟脉冲触发的触发器

5.4 时钟边沿触发的触发器

5.5 触发器的逻辑功能的分类以及逻辑功能的描述

教学要求：

掌握触发器的定义以及基本RS触发器、同步RS触发器、主从触发器、边沿触发器的逻辑功能、描述方法与动作特点。掌握触发器逻辑功能与电路结构的区别。

第六章时序逻辑电路

教学内容：

6.1 时序逻辑电路的特点和逻辑功能的描述

6.2 时序逻辑电路的分析方法

6.3 常用的时序逻辑电路

6.4 同步时序逻辑电路的设计方法

6.5 时序逻辑电路中的竞争-冒险现象

教学要求：

掌握时序逻辑电路的定义及同步时序电路的分析与设计方法。深刻理解时序电路各方程组（输出方程组、驱动方程组、状态方程组），状态转换表、状态转换图及时序图在分析和设计时序电

路中的重要作用。了解常用时序电路，尤其是计数器、移位寄存器组成及工作原理，简单介绍异步时序电路的概念。

第七章半导体存储器

教学内容：

7.1 概述

7.2 只读存储器

7.3 随即存储器

7.4 存储器容量的扩展

教学要求：

基本掌握概述、ROM 、RAM

第八章可编程逻辑器件

教学内容：

8.1 概述

8.3 PAL

8.4 GAL

8.5 EPLD

8.6 CPLD

8.7 FPGA

教学要求：

掌握内容：概述、GAL；熟练掌握内容：FPLA、FPGA、EPLD；GAL 了解内容：PLD的编程、在系统可编程逻辑器件。

第十章波形脉冲的产生和整形

教学内容：

10.1概述

10.2 施密特触发器

10.3 单稳态触发器

10.4 多谐振触发器

10.5 555定时器

教学要求：

1．了解集成门构成的单稳态触发器的工作特点、参数计算，熟悉集成单稳态触发器的应用；

2．了解施密特触发器的工作原理、回差，门电路组成的施密特触发器和集成施密特触发器；

3．了解集成门构成的RC环形振荡器、石英晶体振荡器；

4．熟练掌握由555集成定时器组成的单稳态电路、施密特触发器及多谐振荡器的工作原理以及应用。

第十一章D/A转换与A/D转换

教学内容：

11.1 概述

11.2 D/A转换器

11.3 A/D转换器

教学要求：

1．理解掌握倒T形电阻网络D/A转换器的工作原理及使用方法；

2．理解掌握并行比较型、逐次比较型、双积分型A/D转换器的工作原理及其应用；

3．掌握集成D/A、A/D转换器的主要参数及其应用。

三．学时分配

本课程授课总学时为48学时

四．教材与教学参考书

1. 教材

阎石主编《数字电子技术基本教程》清华大学出版社，2007.

2. 参考书

[1] 康华光《数字电子技术基础》（第四版）高等教育出版社；

[2]阎石《数字电子技术基础》（第五版）高等教育出版社