《数字逻辑电路》教学大纲

《数字逻辑电路》课程教学大纲
一、课程性质、目的和任务
数字逻辑电路课程是机电一体化专业、电子信息工程专业、计算机网络技术专业的一门专业基础课。

是计算机硬件、软件技术的理论基础,通过本课程的学习，使学生掌握数字逻辑电路的基本分析和设计方法，为今后从事数字逻辑电路方面的硬件、软件设计奠定良好的专业基础，为进一步学习专业课以及毕业后从事专业工作打下必要的基础。

二、教学基本要求
学完本课程应达到以下基本要求：
1．逻辑代数部分，掌握基本逻辑运算, 卡诺图与布尔代数的基本定理, 逻辑函数与逻辑图。

熟悉逻辑函数的代数化简、卡诺图化简。

2．门电路部分，掌握与、或、非门及其组合门电路，TTL门电路，CMOS门电路和它们的工作原理及其输入输出特性。

熟悉基本门电路、OC门、TS门、74系列的结构与工作原理。

了解各种门电路内部结构。

3．组合逻辑电路部分，掌握正负逻辑问题、组合逻辑电路分析、组合逻辑电路一般设计方法。

熟悉常用MSI组合器件及应用、一般组合逻辑电路存在的问题。

了解线逻辑与总线结构。

4．触发器部分，掌握触发器的电路结构与动作特点；触发器的逻辑功能。

熟悉触发器的描述方法。

了解触发器的动态特性。

5．时序逻辑电路部分，掌握时序逻辑电路的设计方法；寄存器、计数器。

熟悉时序逻辑电路的设计方法。

了解时序逻辑电路中的竞争-冒险。

6．脉冲波形的产生和整形部分，掌握施密特触发器、单稳触发器的组成与应用；多谐振荡器的原理与组成。

熟悉555定时器及其应用。

7．半导体存储器部分，掌握ROM、SRAM的工作原理。

熟悉各种存储器的结构；存储器容量的扩展。

三、理论教学内容及要求（60学时）
第一章数字电路基础
教学内容：
1、脉冲的基本概念
2、电容器的充电和放电
3、RC电路的应用
4、晶体管的开关特性
5、反相器
教学要求：
1、懂得数字信号及数字电路的基本概念
2、掌握电容的充放电过程和RC电路的应用
3、掌握晶体管的开关特性和反相器的工作原理
第二章逻辑门电路
教学内容：
1、分立元件门电路
2、TTL集成门电路
3、MOS集成门电路
4、实验七：基本门电路的应用
教学要求：
1、熟悉分立元件门电路
2、掌握TTL集成门电路
3、熟悉MOS集成门电路
4、了解门电路的应用
第三章组合逻辑电路
教学内容：
1、组合逻辑电路的分析和设计
2、加法器
3、数值比较器
4、编码器
5、译码器
6、数据选择器
7、数据分配器
8、奇偶校验器
教学要求：
9、懂得组合逻辑电路的分析和设计方法步骤
10、掌握编码器和译码器的电路和工作原理
第四章触发器
教学内容：
1、基本RS触发器
2、同步触发器
3、主从触发器
4、边沿触发器
5、触发器的转换与比较
6、集成触发器的主要指标
教学要求：
1、掌握基本RS触发器，同步触发器的电路结构、工作原理和特性
2、掌握主从触发器的工作原理和特性
3、懂得边沿触发器的工作原理
4、掌握触发器的相互转换方法
第五章时序逻辑电路
教学内容：
1、时序电路逻辑功能表示法
2、计数器
3、寄存器
4、实验八：二一十进制计数器
教学要求：
1、懂得时序电路的逻辑功能表示法
2、掌握二进制、十进制和N进制计数器的电路组成和工作原理
3、掌握寄存器的电路组成、特性和工作原理
第六章脉冲信号的产生与整形
教学内容：
1、单稳态触发器
2、多谐持荡器
3、施密特触发器
4、555定时器
教学要求：
1、懂得单稳态触发器，多谐振荡器的电路组成和工作原理
2、掌握施密特触发看的特性的应用
3、掌握555定时器的特性及其应用
第七章 D／A与A／D
教学内容：
1、D／A转换器
2、A／D转换器
教学要求：
了解D／A转换器与A／D转换器的基本类型和工作原理
第八章数字集成电路应用
教学内容：
1、交通信号灯控制电路
2、数字式转速仪
教学要求：
1、熟识常见的数字集成电路
2、交通信号灯控制电路原理
3、数字式转速仪的工作原理
四、所含实践环节（60学时）
1．常用电子仪器的使用:学习数字逻辑电路实验中常用的电子仪器的使用方法。

2．TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试：掌握TTL集成与非门的逻辑功能和主要参数的测试方法；掌握TTL器件的使用规则。

3．CMOS集成逻辑门的逻辑功能与参数测试：掌握CMOS集成门电路的逻辑功能和主要参数的测试方法；掌握CMOS器件的使用规则。

4．组合逻辑电路设计和测试（一）：优先译码器，七段显示译码器，138译码器的测试。

5．组合逻辑电路设计和测试（二）：比较器，奇偶校验器的测试。

6．组合逻辑电路设计和测试（三）：用选择器和译码器组成组合逻辑电路。

7．触发器及其应用：掌握集成触发器（RS、JK 、D触发器）的使用方法和逻辑功能的测试方法。

8．计数器（一）：十进制加法器，任意进制加法器，可逆计数器测试。

9．计数器（二）：异步二进制加法、减法计数器，异步十进制加法、减法计数器。

10．计数器（三）：同步十进制加法、减法计数器。

11．多谐振荡器和单稳触发器（一）：用TTL门电路组成多种多谐振荡器和单稳触发器并测试。

12．多谐振荡器和单稳触发器（二）：用555定时器组成多种多谐振荡器和单稳触发器并测试。

13．D/A转换：DAC0832集成电路的应用。

14．A/D转换：ADC0809集成电路的应用。

15．译码器及其应用：译码器及其应用
16．移位寄存器及其应用：掌握中规模4位双向移位寄存器逻辑功能及使用方法。

熟悉移位寄存器的应用—实现数据的串行、并行转换和构成环形计数器。

17．使用门电路产生脉冲信号：掌握使用门电路构成脉冲信号产生电路的基本方法
掌握影响输出脉冲波形参数的定时元件数值的计算方法
学习石英晶体稳频原理和使用石英晶体构成振荡器的方法
18．智力竞赛抢答装置：学习数字电路中D触发器、分频电路、多谐振荡器、CP时钟脉冲源等单元电路的综合运用
19．电子秒表：学习数字电路中JK触发器、时钟发生器及计数、译码显示等单元电路的综合应用。

20．拔河游戏机：掌握中规模集成计数器及译码器的逻辑功能和使用方法；
21．随机存取存储器RAM2114集成电路的应用：了解集成随机存取存储器2114A的工作原理，通过实验熟悉它的工作特性、使用方法及其应用。

22.灯控制器掌握中规模集成计数器及译码器的逻辑功能和使用方法掌握中规模集成计数器及译码器的逻辑功能和使用方法。

23．数字逻辑电路综合设计（一）：组合逻辑电路的设计
24．数字逻辑电路综合设计（二）：时序逻辑电路的设计
五、课外习题及课程讨论
为达到本课程的教学基本要求，课外习题（包括自测题）不应少于40题。

六、教学方法与手段
教学条件具备时，建议采用多媒体教学，并使用仿真软件进行教学。

八、考核方式
理论部分以课外作业形式作考核。

实训部分以综合电路设计作为考核的依据。

九、推荐教材和教学参考书
教材：《数字逻辑电路》第三版中国劳动出版社 ISBN 7-5045-3879-5。

参考书：1、《数字电路实验实验指导书》周红军编著石油大学出版社，2006.
2、《数字逻辑应用与设计》，John M.Yarbrough
3、《集成电路应用》赵培功电子科技大学出版社。

十、说明
1．课程内容提要：主要讲叙逻辑代数基础、门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的产生和整形与变换电路、半导体存储器。

2．本大纲所规定的基本内容是根据课程的基本要求，贯彻“少而精”的原则，从各专业实际出发，在具体授课过程中可以根据专业实际，保证基本内容不变情况下，结合当前电子技术发展速度，适当进行教学内容调整、扩充，以利于扩大学生的知识面。