《数字电路》课程教学大纲

《数字电路》课程教学大纲
课程编号：
课程名称：数字电子技术基础
总学时数：80 理论教学学时：60
实验教学学时：20
前修课程为高等数学，普通物理，电路分析，模拟电路。

后续课程有CPLD，数字信号处理，单片计，通讯原理等
一、课程的任务与目的
本课程是计算机科学和电子信息工程技术专业的一门专业基础课程。

主要任务是：
1．系统的介绍数字系统的数学工具阐述数字系统的基本设计和分析方法。

2．通过数字电路的学习给后面的课程打下一定的理论和实践基础。

3．通过基本理论的学习掌握一定的数字系统的设计方法，及常用器件的应用，再结合实验、培养学生有一定的设计能力。

主要内容有：数制及转换，逻辑代数的公式、定理，逻辑函数的化简方法。

半导体二极管、三极管、MOS管的开关特性。

CMOS、TTL集成逻辑门。

组合逻辑电路的基本分析和设计方法。

加法器、比较器、编码器和译码器，数据选择器和分配器。

基本、同步、主从、边沿触发器、时钟触发器功能分类及转换。

时序电路的基本分析和设计方法。

计数器、寄存器、读/写存储器、只读存储器、序列脉冲发生器。

多谐振荡器，、施密特触发器。

数模、模数转换器。

教学重点与难点：
教学重点是：逻辑代数的基本概念、公式、定理，逻辑函数的化简方法。

各种门电路的逻辑功能，两种集成逻辑门的电气特性。

各类触发器的逻辑功能及触发方式。

组合、时序电路的分析、设计方法。

常用典型组合、时序电路的功能、特点和应用。

典型中、大规模集成电路器件的功能和应用。

多谐、施密特、单稳的特点、功能、参数及应用。

数模、模数转换器的典型电路原理、输出量与输入量间的定量关系，特点、参数。

教学难点：
逻辑代数的公式、定理的正确应用，逻辑函数化简的准确性。

集成逻辑门的电气特性。

组合、时序电路的设计。

触发器的触发方式以及脉冲产生，整形电路、数模、模数转换电路
的工作原理。

采用的教学方法：课堂、实验、课程设计等相结合
教材名称：
电子技术基础数字部分康华光主编高等教育出版社2000年6月（第四版）
主要参考书：
１．高教出版社《数字电子技术基础》（四版）阎石编
2．《数字电子技术基础》周良权高教出版社
3．《数字电子技术基础简明教程》（第二版）余孟尝
4．《数字电子技术基础》(第四版) 阎石高教出版社
教学基本要求：
第一章数字逻辑基础
一、教学要求：
1）掌握十、二、十六进制和8421码及其相互转换，了解八进制，余三码，GRAY和ASC Ⅱ码。

2）掌握与、或、非、异或、同或逻辑关系及表示方法。

二、教学内容：
第一节模拟信号与数字信号
知识要点：数字信号的特点
第二节数字电路
知识要点：数字电路的发展
第三节数制
知识要点：二进制、十进制、十六进制及其相互转换
第四节二进制码
知识要点：8421码
第五节基本逻辑运算
知识要点：与、或、非
第六节逻辑函数与逻辑问题的描述
知识要点：实际问题的逻辑描述
三、本章学时数四学时
第二章逻辑门电路
一、教学要求：
1）了解半导体二极管、三极管的开关作用，开关参数、掌握二极管、三极管，与门、或门、非门、与非门、或非门的电路组成。

2）了解TTL与非门电路结构、工作原理以及电路的改进。

掌握电路的外特性和主要参数的含义。

掌握TTL门、OC门、三态门的特性。

3）熟悉CMOS反相器的电路结构工作原理，掌握其特性和功能。

了解CMOS传输门以及BiMOS门。

4）了解NMOS逻辑门，正负逻辑问题以及各种门电路的接口问题，门电路带负载时的接口电路。

二、教学内容：
第一节二极管开关特性
知识要点：二极管开关作用
第二节三极管开关特性
知识要点：三极管开关作用，开关参数
第三节基本逻辑门电路
知识要点：二极管、三极管与门、或门的电路组成。

第四节TTL逻辑门电路
知识要点：TTL与非门电路结构、工作原理以及电路的改进。

TTL电路的外特性和主要参数的含义。

TTL门、OC门、三态门的特性
第五节ECL逻辑门电路
知识要点：自学内容
第六节CMOS逻辑门电路
知识要点：CMOS反相器的电路结构，工作原理，及其特性和功能。

CMOS传输门以及BiMOS 门特性和功能。

第七节NMOS逻辑门电路
知识要点：NMOS逻辑门工作原理。

第八节正负逻辑问题
知识要点：正负逻辑的规定
第九节逻辑门电路使用中的几个实际问题
知识要点：门电路的接口问题，门电路带负载时的接口电路。

三、本章学时数六学时
第三章组合逻辑电路的分析与设计
一、教学要求：
1）掌握逻辑代数的基本定律和恒等式以及基本规则。

2）掌握逻辑函数的代数变换与代数化简法。

3）掌握逻辑函数的卡诺图化简法。

4）掌握组合逻辑电路的一般分析方法和设计方法。

5）了解竞争冒险问题的产生原因和消去方法。

二、教学内容：
第一节逻辑代数
知识要点：逻辑代数的基本定律和恒等式以及基本规则，逻辑关系的描述方法及其相互转换。

逻辑函数的代数变换与代数化简法。

第二节逻辑函数的卡诺图化简法。

知识要点：最小项性质，最小项表达式，卡诺图表示逻辑函数，卡诺图化简法。

第三节组合逻辑电路的分析
知识要点：组合逻辑电路的分析方法和步骤。

第四节组合逻辑电路的设计
知识要点：组合逻辑电路的设计方法和步骤。

第五节组合逻辑电路中的竞争冒险
知识要点：产生竞争冒险原因和消去方法
三、本章学时数八学时
第四章常用组合逻辑功能器件
一、教学要求：掌握编码器、译码器、加法器、数据选择器和数值比较器等常用组合电路的逻辑功能及使用方法。

二、教学内容：
第一节编码器
知识要点：编码器的定义与功能，优先编码器
第二节译码器/数据分配器
知识要点：译码器的定义与功能，常用集成译码器74138的功能及应用，即产生逻辑函数和作为数据分配器，七段显示译码器。

第三节数据选择器
知识要点：数据选择器的定义与功能，常用集成74151的功能及应用
第四节数值比较器
知识要点：数值比较器的定义与功能
第五节算术运算电路
知识要点：算术运算电路的原理
三、本章学时数六学时
第五章触发器
一、教学要求：
1）掌握触发器逻辑功能的描述方法。

2）理解基本RS触发器的电路结构、工作原理及动态特性。

3）了解典型时钟触发器的电路结构及触发方式。

二、教学内容：
第一节触发器的电路结构与工作原理
知识要点：触发器逻辑功能的描述方法。

基本RS触发器的电路结构、工作原理及动态特性。

第二节触发器的功能
知识要点：JK、D、T触发器的功能。

第三节触发器的脉冲工作特点及主要参数
知识要点：触发器的脉冲工作特点及主要参数。

三、本章学时数四学时
第六章时序逻辑电路分析和设计
一、教学要求：
1）掌握时序电路的特点、描述方法和分析方法。

2）掌握同步时序电路的设计方法。

二、教学内容：
第一节时序逻辑电路的基本概念
知识要点：时序电路的特点、功能描述方法
第二节时序逻辑的电路分析方法
知识要点：时序逻辑的电路分析方法和步骤
第三节时序逻辑电路的设计方法
知识要点：时序逻辑电路的设计方法和步骤
三、本章学时数六学时
第七章常用时序逻辑功能器件
一、教学要求：
1）掌握同步、异步二进制、十进制、计数器的工作原理和分析方法。

2）掌握阅读和分析各自有关集成器件的功能表的方法，并能利用现有集成器件，分析和设计N进制计数器。

3）掌握单向，双向，移位寄存器的工作原理
二、教学内容：
第一节计数器
知识要点：同步、异步二进制、十进制、计数器的工作原理和分析方法。

阅读和分析各自有关集成器件的功能表的方法，并能利用现有集成器件，分析和设计N进制计数器。

第二节寄存器和移位寄存器
知识要点：单向，双向，移位寄存器的工作原理
三、本章学时数八学时
第八章半导体存储器和可编程逻辑器件
一、教学要求：
1）了解ROM、RAM的电路结构、工作原理和扩展存储容量的方法。

2）了解用ROM实现组合逻辑函数的方法。

3）了解可编程逻辑器件的基本特征及编程原理。

4）了解PAL、GAL、FPGA和CPLD的特点及电路结构。

二、教学内容：
第一节随机存取存储器（RAM）
知识要点：RAM的电路结构、工作原理和扩展存储容量的方法。

第二节只读存储器（ROM）
知识要点：掩膜ROM、PROM、EPROM、EEPROM的工作原理，外特性以及容量的扩展方法。

第三节可编程逻辑器件（PLD）
知识要点：可编程逻辑器件的基本特征及编程原理。

第四节复杂的可编程逻辑器件（CPLD）
知识要点：CPLD的特点及电路结构
三、本章学时数四学时
第九章脉冲波形的产生与变换
一、教学要求：
1）了解脉冲信号参数的定义。

2）理解施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器的工作原理、主要参数的分析方法及应用。

3）了解555定时器的工作原理及应用。

二、教学内容：
第一节多谐振荡器
知识要点：多谐振荡器的电路组成，工作原理，石英晶体振荡器的电路原理。

第二节单稳态触发器
知识要点：微分型单稳态触发器的电路组成，工作原理，实际应用。

第三节施密特触发器
知识要点：施密特触发器的电路组成，工作原理及其应用。

第四节555定时器及其应用
知识要点：555定时器内部电路的工作原理，由555定时器构成的多谐振荡、单稳态、施密特等应用。

三、本章学时数六学时
第十章数模与模数转换器
一、教学要求：
1）了解D/A、A/D转换器的功能及主要参数。

2）理解常见的D/A和A/D转换器的电路组成、工作原理、特点及应用。

二、教学内容：
第一节D/A转换器
知识要点：倒T型R-2R电阻网络DAC的电路结构，工作原理，权电流型D/A。

第二节A/D转换器
知识要点：并行比较型，逐次逼近法和双积分式ADC的工作原理。

三、本章学时数六学时
教研室：电工电子教研室执笔人：胡敏系主任审核签名：。