《数字电子技术基础》_阎石编著_数字电路教案
数字电子技术基础(第四版)阎石第4章
CP S R Qn Qn1
0 t
0
0 1 1
X
X 0 0
X
X 0 0
0
1 0 1
0
1 0 1
RD
0 S 0 R 0 Q 0 t t
1
1 1 1 1 1
1
1 0 0 1 1
0
0 1 1 1 1
0
1 0 1 0 1
1
1 0 0 1* 1*
t
Q
0
t
在CLK
1期间，Q和Q可能随S、R潍坊学院 信息与控制工程学院 变化多次翻转
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《数字电子技术基础》第四版
主从SR触发器的 表4.2.4 特性表如表4.2.4所示， CP S R 和电平触发的SR触发 × × × 器相同，只是CP作用 0 0 的时间不同
0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1
Q × 0 1 0 1 0 1 0 1
Q* Q 0 1 0 0 1 1 1* 1*
0
1 1 1 0 0 0* 0*
S D和R D同时为0 Q ,Q同为 1
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《数字电子技术基础》第四版
4.2.2 同步RS触发器的电路结构与动作特点
在数字系统中，常常要求某些触发器在同一时刻动作，这 就要求有一个同步信号来控制，这个控制信号叫做时钟信号 （Clock pulse），简称时钟，用CP表示。这种受时钟控制的 触发器统称为时钟触发器。 一、电路结构与工作原理 图5.3.1所示为电平触发SR触发器（同步SR触发器）的基 本电路结构及图形符号。
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2. 主从 JK触发器 为解除约束 即使出现 S R 1的情况下， Q n 1也是确定的
《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。
数字电子技术基础(第四版)阎石第2章
自由电子和空穴使本征半导体具有导电能力，但很微弱。 潍坊学院 信息与控制工程学院
《数字电子技术基础》第四版 数字电子技术基础》
半导体基础知识（2 半导体基础知识（2）
• 杂质半导体 • N型半导体 多子：自由电子 少子：空穴
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以NPN为例说明工作原理： NPN为例说明工作原理： • 当VCC >>VBB • be 正偏, bc 反偏 正偏,
IE=ICN + IBN + IEP=IEN+ IEP IC = ICN + ICBO IB=IEP+ IBN－ICBO
• 2.2.2 半导体三极管的开关特性
（参考清华大学童诗白版模拟电子第四版—1.3、1.4） 参考清华大学童诗白版模拟电子第四版 、 ）
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2.2.1 半导体二极管的结构和外特性 （Diode） Diode） • 二极管的结构： PN结 + 引线 + 封装构成 PN结
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半导体基础知识（3 半导体基础知识（3）
• PN结的形成 PN结的形成
• • • • • 电子和空穴浓度差形成多数载流子 电子和空穴浓度差形成 多数载流子 的扩散运动。 的扩散运动。 扩散运动形成空间电荷区—— PN 扩散运动形成空间电荷区 耗尽层。 结，耗尽层。 空间电荷区正负离子之间电位差 Uho —— 电位壁垒； 电位壁垒； —— 内电场；内电场阻止多子的扩 内电场； 散 —— 阻挡层。 阻挡层。 内电场有利于少子运动—漂移 漂移。 内电场有利于少子运动 漂移。
数字电路教案-阎石-第三章-逻辑门电路
第3章逻辑门电路3.1 概述逻辑门电路:用以实现基本和常用逻辑运算的电子电路。
简称门电路.用逻辑1和0 分别来表示电子电路中的高、低电平的逻辑赋值方式，称为正逻辑,目前在数字技术中，大都采用正逻辑工作；若用低、高电平来表示，则称为负逻辑。
本课程采用正逻辑。
获得高、低电平的基本方法：利用半导体开关元件的导通、截止（即开、关）两种工作状态.在数字集成电路的发展过程中，同时存在着两种类型器件的发展。
一种是由三极管组成的双极型集成电路,例如晶体管-晶体管逻辑电路（简称TTL电路）及射极耦合逻辑电路（简称ECL电路）.另一种是由MOS管组成的单极型集成电路，例如N-MOS逻辑电路和互补MOS(简称COMS）逻辑电路。
3。
2 分立元件门电路3。
3.1二极管的开关特性3.2.2三极管的开关特性NPN型三极管截止、放大、饱和3种工作状态的特点工作状态截止放大饱和条件i B＝0 0＜i B＜I BS i B＞I BS工作特点偏置情况发射结反偏集电结反偏u BE〈0，u BC〈0发射结正偏集电结反偏u BE>0，u BC〈0发射结正偏集电结正偏u BE〉0，u BC〉集电极电流i C＝0 i C＝βi B i C＝I CSce间电压u CE＝V CC u CE＝V CC－i C R cu CE＝U CES＝0.3Vce间等效电阻很大，相当开关断开可变很小，相当开关闭合3.2。
3二极管门电路1、二极管与门2、二极管或门u A u B u Y D1D20V 0V 0V 5V 5V 0V 5V 5V0V4。
3V4。
3V4.3V截止截止截止导通导通截止导通导通3。
2.4三极管非门3。
2。
5组合逻辑门电路1、与非门电路2、或非门电路3.3 集成逻辑门电路一、TTL与非门1、电路结构(1）抗饱和三极管作用：使三极管工作在浅饱和状态。
因为三极管饱和越深，其工作速度越慢，为了提高工作速度，需要采用抗饱和三极管。
构成:在普通三极管的基极B和集电极C之间并接了一个肖特基二极管(简称SBD）。
数字电路课程教学大纲
数字电路课程教学大纲《数字电路》课程教学大纲课程编码：总学时：讲授/理论51学时适用专业：电子信息科学与技术先修课程：高等数学、大学物理、电路分析、模拟电子线路一、本课程地位、性质和任务《数字电路》是电子信息专业的主干课程，是一门重要的专业技术基础课。
《数字电路》与《模拟电子线路》一起，为理解现代电路结构、通信电子线路等硬件电路结构打下良好的基础。
通过本课程的学习，使使学生熟练掌握数字电路的基础理论知识，理解基本数字逻辑电路的工作原理，掌握数字逻辑电路的基本分析和设计方法，具有运用数字逻辑电路初步解决数字逻辑问题的能力。
同时也为以后专业课程的学习以及从事数字电子技术领域的工作打下扎实的理论基础。
二、课程教学的基本要求本课程是电信专业的一门重要的专业基础课程，通过本课程的学习，使学生熟悉数字电路的基础理论知识，理解基本数字逻辑电路的工作原理，掌握数字逻辑电路的基本分析和设计方法，具有应用数字逻辑电路，初步解决数字逻辑问题的能力。
三、课程学时分配、教学要求及主要内容(一) 课程学时分配一览表章节主要内容总学时学时分配讲授讨论习题实验其他第1章数制与码制 4 2 第2章逻辑代数基础 6 6 第3章门电路 6 6 第4章组合逻辑电路8 8第5章触发器 6 6第6章时序逻辑电路10 8第10章脉冲波形的产生与整形 4 4第11章数/模、模/数转换电路 4 4(二) 课程教学要求及主要内容第1章数制与码制教学目的和要求：本章介绍数制的概念、各种常用数制数的表示以及它们之间的转换；介绍真值与机器数、原码、反码、补码的概念，要求掌握三种码之间的转换、三种码进行数值运算时各自的优缺点以及运算方法；介绍信息编码的意义，掌握二进制码、循环码、标准ASCII码，认识循环码作为计数表示的优点、键盘各按键的ASCII码值。
教学重点和难点：带符号定点小数、整数的加减运算、ASCII码。
教学内容：1.1 概述（理解、熟练掌握）1.2 几种常见的数制（理解）1.3 不同数制间的转换（理解、熟练掌握）1.4 二进制算术运算（理解、熟练掌握）1.5 几种常见的编码：循环码、格雷码、BCD码、ASCII码（理解）第2章逻辑代数基础教学目的和要求：本章是本课程的基础和重点章节，逻辑代数是分析和设计数字电路的数学工具，本章主要介绍逻辑代数的公式、定理及逻辑函数的化简方法，要求掌握常用进制及其转换，基本和常用逻辑运算，逻辑代数的公式、定理，逻辑函数的公式、图形化简法，逻辑函数的各种表示方法及相互之间的转换。
教学课件 数字电子技术第六版 阎石
故
(173)10 (10101101 )2
0
二、十－二转换
小数部分: ( S )10 k1 21 k2 22 km 2m 左右同乘以2
2( S )10 k1＋(k2 21 k3 22 km 2m1 ) 同理
例：
2(k2 21 k3 22 km 2m1 ) k2＋(k3 21 km 2m2 )
(0101 ,1110 .1011 ,0010 )2
(5
E
B
2)16
四、十六－二转换
例：将(8FA.C6)16化为二进制
(8
F
A.
C
6)16
(1000 1111 1010 . 1100 0110 )2
五、八进制数与二进制数的转换
例：将(011110.010111)2化为八进制 (011 110 . 010 111)2
0.8125
2 1.6250
整数部分＝ 1 ＝k1
0.6250
2 1.2500
整数部分＝ 1 ＝k2
故
(0.8125 )10 (0.1101 )2
0.2500
2 0.5000
整数部分＝ 0 ＝k3
0.5000
2 1.000
整数部分＝ 1 ＝k4
三、二－十六转换
例：将(01011110.10110010)2化为十六进制
码
两个补码表示的二进制数相加时的符号位讨论
例：用二进制补码运算求出
13＋10 、13－10 、－13＋10 、－13－10
13 0 01101
13 0 01101
解：
10 0 01010
10 1 10110
23 0 10111
3 0 00011
数字电路教案
第1次填表说明：1、各栏目填写内容较多时，可附页；2、教学内容与讨论、思考题、作业部分可合二为一。
第2次填表说明：1、各栏目填写内容较多时，可附页；2、教学内容与讨论、思考题、作业部分可合二为一。
第3次填表说明：1、各栏目填写内容较多时，可附页；2、教学内容与讨论、思考题、作业部分可合二为一。
第4次教学内容（包括基本内容、重点、难点）：基本内容：TTL逻辑门电路1.基本的BJT反相器的动态性能2. TTL反相器的基本电路3. TTL反相器的传输特性4. TTL与非门电路5. TTL与非门的技术参数6. TTL或非门、集电极开路门和三态门电路7. 改进型TTL门电路抗饱和TTL电路CMOS逻辑门电路1. 复习MOS管的有关知识2. CMOS反相器3. CMOS门电路4. BiCMOS门电路5. CMOS传输门6. CMOS逻辑门电路的技术参数小结与布置作业重点：反向器的外特性、电压传输特性和输入输出特性、灌电流，拉电流、扇入与扇出数、噪声容限等；门、TSL门；反相器的静态输入特性和输出特性、CMOS反相器的动态特性。
难点：1. 灌电流，拉电流；2. OC门；3. TTL、COMS门电路的优缺点比较。
填表说明：1、各栏目填写内容较多时，可附页；2、教学内容与讨论、思考题、作业部分可合二为一。
第5次填表说明：1、各栏目填写内容较多时，可附页；2、教学内容与讨论、思考题、作业部分可合二为一。
第6次填表说明：1、各栏目填写内容较多时，可附页；2、教学内容与讨论、思考题、作业部分可合二为一。
第 7 次填表说明：1、各栏目填写内容较多时，可附页；2、教学内容与讨论、思考题、作业部分可合二为一。
第 8次填表说明：1、各栏目填写内容较多时，可附页；2、教学内容与讨论、思考题、作业部分可合二为一。
第 9次填表说明：1、各栏目填写内容较多时，可附页；2、教学内容与讨论、思考题、作业部分可合二为一。
第10 次填表说明：1、各栏目填写内容较多时，可附页；2、教学内容与讨论、思考题、作业部分可合二为一。
数字电子技术教案第3章 逻辑代数基础
难点：任意项和非完全描述函数。
方法步骤：理论讲授、例题讲解、课堂练习、课堂提问。
器材保障：多媒体电脑、投影仪、扩音设备。
教学内容与时间安排：
首先，在黑板上简单举例说明逻辑函数常见的两种描述方式——真值表、表达式，或者叫做“表现形式”。
一、描述方式之一——真值表
本次课小结：
本次课，首先学习了逻辑函数的两种描述方式——真值表和表达式，在 “表达式描述方式”这一部分内容中，又包括表达式的类型、标准的表达式；然后了解了不同描述方式之间的相互转换的方法；最后学习了非完全描述的逻辑函数和任意项。
至此，本课程的第一部分内容已经结束。对这一部分的知识结构、主要内容及学习要求做一个简单的梳理和总结。
(三) 逻辑关系、逻辑函数与数字电路
通过幻灯片上的表格说明三者之间的一一对应关系。
二、常见的逻辑运算
注意强调逻辑关系、逻辑运算和逻辑门之间的联系；注意指出三种逻辑关系、逻辑运算和逻辑门的特点；再次强调逻辑运算与普通代数运算的区别；三种逻辑运算的优先级不同；要求学生认识逻辑门的三套符号，使用国标符号。
1和0的概念是真与假、高与低、导通与截止等对应。
注意三个域之间的对应：逻辑关系、逻辑运算、逻辑门。
注意总结每种逻辑门的特点。
基本定理是等式证明、公式变换的依据。
三条规则熟练掌握应用。
总结知识点，提示知识预习。
内容
备注
《数字电子技术》课程教案
讲课题目：第05讲 逻辑代数（2） —逻辑函数的描述方式
目的要求：1、掌握逻辑函数的两种描述方式——真值表、表达式；2、理解最小项、最大项和任意项的概念。
前面提到，在逻辑函数的真值表中，自变量的每一组取值组合都代表着一个最大项和最小项。如果自变量的某个取值组合令函数值为1，则这个取值组合所代表的最小项就会出现在函数的最小项表达式中；如果自变量的某个取值组合令函数值为0，则这个取值组合所代表的最大项就会出现在函数的最大项表达式中。
《数字电子技术基础》第版教学课件清华大学 阎石 王红(1)
《数字电子技术基础》第版教学课件清华大学阎石王红(1)清华大学阎石、王红教授编写的《数字电子技术基础》第四版教学课件是一本权威、全面、实用、易学的教材。
本课程主要面向计算机、电子、通信等相关专业的本科生，同时也适合从事数字电路设计等工作的工程技术人员学习。
教学课件包括了数字电路基本概念、逻辑代数、组合逻辑电路、时序逻辑电路、运算电路、存储器、硬件描述语言等内容。
在本课程中，阎石、王红教授采用了“理论讲解+实例演示”的授课模式，通过生动的语言和形象的图片、动画，把抽象难懂的概念变成了通俗易懂的知识点。
在数字电路基本概念部分，本课程深入浅出地介绍了数字信号的特点、基本概念、布尔代数、真值表、卡诺图等知识，以及数字逻辑门的分类和特点。
在逻辑代数部分，本课程详细介绍了布尔代数的基本运算法则、德摩根定理、关键字代数等内容。
在组合逻辑电路部分，本课程对组合逻辑电路的设计方法、常用逻辑门的功能、译码器、编码器、复用器、解复用器、多路选择器等进行了详细讲解。
时序逻辑电路部分则介绍了时序逻辑电路的基本概念、触发器、寄存器和计数器等内容。
在运算电路部分，本课程重点讲解了加法器、减法器、比较器和累加器等内容。
在存储器部分，本课程详细介绍了RAM和ROM的特点、使用方法、缺陷等。
在硬件描述语言部分，本课程通过学习Verilog HDL语言的基本语法和应用实例，使学生掌握了硬件的描述方法和设计技巧。
总之，《数字电子技术基础》第四版教学课件由清华大学阎石、王红教授所编写，内容丰富、实用性强、难度适中、通俗易懂，是数字电路领域的一本经典教材，不仅适合本科生和研究生学习，也适合工程技术人员进修和自我学习。
第1章 数字逻辑基础 阎石第五版
教学目标
第一章 数制和码制
一、数制及其运算规则:
通常，把数的组成和由低位向高位进位的规则称为数制。数是用来 表示物理量多少的。常用多位数表示。在数字系统中，常用的数制包 括十进制数(decimal)，二进制数(binary),八进制数(octal)和十六进制数 （hexadecimal）。
1十进制数
2、二进制数
一个二进制数M2可以写成： a、组成：0、1。 b、进位规则：逢二进一，借一作二。 c、用字母B表示。 d、基数是2。
M 2 ai 2 i
i m
n 1
说 明 ： 一 个 二 进 制 数 的 最 右 边 第 一 位 称 为 最 低 有 效 位 LSB(Least Significant Bit)。最左边一位称为最高有效位MSB(Most Significant Bit)。
循环码和二进制码之间保持确定 关系，即已知一组二进制码，便可 求出一组对应的循环码，反之亦然 。(第一位不变，第二位和第一位进 行比较，不同为1，相同为0)
逻辑电路中的几个问题 1、逻辑的概念： 事物发生的条件（因）与事物发生的结果之间所存在 的关系。 2、在数字系统中，通常用逻辑真和逻辑假状态来区分事物 的两种对立的状态。 逻辑真状态用‘1’表示；逻辑假状态用‘0’来表示。‘1’ 和‘0’分别叫做逻辑真假状态的值。 0、1只有逻辑上的含义，已不表示数量上的大小。
我们把用符号1、0表示输入、输出电平高低的过程叫做状态赋值。 正逻辑：在状态赋值时，如果用1表示高电平，用0表示低电平， 则称为正逻辑赋值，简称正逻辑。 负逻辑：在状态赋值时，如果用0表示高电平，用1表示低电平， 则称为负逻辑赋值，简称负逻辑。
二、基本逻辑运算和基本逻辑门
基本逻辑运算有逻辑与、逻辑或和逻辑非。实现这三种逻辑运算的电路，称作基 本逻辑门。
第四章-数字电子技术基础第五版-阎石、王红、清华大学备课讲稿
• 第(1)片 时表示对 No Image
No Image
的编码
• 低3位输出应是两片的输出的“或”
《数字电子技术基础》第五版
《数字电子技术基础》第五版
三、二-十进制优先编码器
•将
No Image
编成0110 ~ 1110
•
的优先权最高， No
No
Image
Image
最低
• 输入的低电平信号变成一个对应的十进制的编码
故障信号（Z） 2. 写出逻辑表达式
No Image
输入变量 输 出
RA G Z 00 0 1 00 1 0 01 0 0 01 1 1 10 0 0 10 1 1 11 0 1 11 1 1
设计举例：
3. 选用小规模SSI器件 4. 化简
No Image
5. 画出逻辑图
《数字电子技术基础》第五版
1
10
1 01 0
0001 1 0
1
11
1 01 1
001 1 00
1
12
1 100
01 0001
1
13
1 101
1 001 01
1
14
1 110
0001 1 1
1
15
1 111
000000
0
字形
No Image
真值表
《数字电子技术基础》第五版
卡诺图
No Image
《数字电子技术基础》第五版
BCD－七段显示译码器7448的逻辑图
001 001 01
001 1 01 1 0
01 0001 1 1
X
1 XXX1 1 1 1 1 1 1 1
数字电子技术基础阎石主编第五版
四、触发器分类
SR锁存器
按
SR触发器
按
逻
构 造
电平触发旳触发器 辑 功
JK触发器
可 分
脉冲触发旳触发器 能 可
D触发器
为
边沿触发触发器
分 为
T和T′触发器
5.2 触发器旳电路构造与动作特点
一、SR锁存器 （基本RS触发器）
1.或非门构成
RSD— RSeetset 直直接接复置位位端端 ((置置01端端））
转换环节：
（1）写出已经有触发器和待求触发器旳特征方程。
（2）变换待求触发器旳特征方程，使之形式与已经 有触发器旳特征方程一致。
（3）比较已经有和待求触发器旳特征方程，根据两 个方程相等旳原则求出转换逻辑。
（4）根据转换逻辑画出逻辑电路图。
JK触发器→RS触发器
变换RS触发器旳特征方程，使之形式与JK触发器旳特征 方程一致：
T触发器特征方程：
Q* TQ T Q T Q
J T 与JK触发器旳特征方程比较，得： K T
电 路 图
D触发器→T触发器
D T Q
D触发器→T＇触发器
D Q
三、触发器电路构造和逻辑功能旳关系
同一种逻辑功能旳触发器能够用不 同旳电路构造实现。反过来，用同一种 电路构造形式能够作成不同逻辑功能旳 触发器。
RS触发器特征方程
Q* S RQ RS 0
Q* S RQ S(Q Q ) RQ SQ SQ RQ SQ RQ SQ (R R) SQ RQ RSQ RSQ SQ RQ
Q* JQ K Q
Q* SQ RQ
比较，得：
J K
S R
电路图
JK触发器→T触发器
0
《数字电子技术基础》_阎石编著_数字电路教案
数字电路教案本课程理论课学时数为70，实验24学时。
各章学时分配见下表：第一章逻辑代数基础【本周学时分配】本周5学时。
周二1~2节，周四3~5节。
【教学目的与基本要求】1、掌握二进制数、二—十进制数（主要是8421 BCD码）2、熟练掌握逻辑代数的若干基本公式和常用公式。
3、熟练掌握逻辑函数的几种表达形式。
【教学重点与教学难点】本周教学重点：1、绪论：重点讲述数字电路的基本特点、应用状况和课程主要内容。
2、逻辑代数的基本运算：重点讲述各种运算的运算规则、符号和表达式。
3、逻辑代数的基本公式和常用公式：重点讲述逻辑代数的基本公式与普通代数公式的区别，常用公式的应用背景。
4、逻辑函数的表示方法：重点讲述各种表示方法的特点和相互转换方法。
本周教学难点：反演定理和对偶定理：注意两者之间的区别、应用背景和变换时应注意的问题。
【教学内容与时间安排】一、绪论（约0.5学时）1、电子电路的分类。
2、数字电路的基本特点。
3、数字电路的基本应用。
4、本课程的主要内容；5、本课程的学习方法和对学生的基本要求。
二、数制与码制（约1.5学时）（若前置课程已学，可作简单复习0.5学时）1、几种不同进制（二、八、十、十六进制）。
2、几种不同进制相互转换。
3、码制（BCD码）。
三、逻辑代数1、基本逻辑运算和复合逻辑运算：与、或、非运算是逻辑代数的基本运算；还可以形成其他复合运算，常用的是与非、或非、与或非、异或、同或运算。
（约0.5学时）2、常用公式（18个）（约0.5学时）3、基本定理（代入定理、反演定理、对偶定理）（约0.5学时）4、逻辑函数的概念及表示方法（约0.5学时）5、逻辑函数各种表示方法间的转换：常用的转换包括：函数式←→真值表；函数式←→逻辑图（约1学时）【教学方法与教学手段】采用课堂讲授的方法，可组织学生讨论逻辑代数公式和普通代数公式的相同和不同之处，讨论逻辑函数各种表示方法的特点和相互转换方法。
【作业】P38 1.1 1.2 1.8 1.10【本周学时分配】本周5学时。
数字电子技术基础教案
例题
三、二进制与八进制、十六进制间相互转换
1．二进制和八进制间的相互转换
（1）二进制数转换成八进制数。
二进制数转换为八进制数的方法是：整数部分从低位开始，每三位二进制数为一组，最后不足三位的，则在高位加0补足三位为止；小数点后的二进制数则从高位开始，每三位二进制数为一组，最后不足三位的，则在低位加0补足三位，然后用对应的八进制数来代替，再按顺序排列写出对应的八进制数。
课后小结：
与、或、非；与非、或非、同或、异或逻辑的运算口诀、逻辑符号。
多媒体教学（5分钟）
板书讲授与多媒体教学相结合（15分钟）
板书讲解与多媒体教学相结合（10分钟）
板书讲解、推导与多媒体教学相结合,例题讲解及引导学生做题（35分钟）
板书讲解、推导与多媒体教学相结合，例题讲解（10分钟
多媒体教学（10分钟）
辑关系用与、或、非等逻辑运算符号连接起来的式子，又称函数式或逻辑式。
（3）逻辑图
逻辑图：是将逻辑函数中输出变量与输入变量之间的逻辑关
系用与、或、非等逻辑符号表示出来的图形。
2.5.2逻辑函数表示方法之间的相互转换
（1）真值表转换为函数式
a)找出真值表中使函数值为1的输入变量取值；
b）每个输入变量取值都对应一个乘积项，变量取值为1，用
教学互动（5分钟）
作业、习题、思考题、辅导等：
59页2.5；61页2.11；
板书设计：
第2章逻辑代数基础
2.1概述
2.2逻辑函数及其表示法
2.2.1基本逻辑函数及运算
一、与逻辑
二、或逻辑
三、逻辑非
2.2.2几种导出的逻辑运算
一、与非运算、或非运算、与或非运算
数字电路教案-阎石-第七章-时序逻辑电路
第 7 章时序逻辑电路概括时序电路在任何时辰的稳固输出，不单与该时辰的输入信号相关，并且还与电路本来的状态相关。
输X 1 Y1 输入Y m 出X p 组合电路Q1 W1Q t 储存电路W r图时序逻辑电路的构造框图2、时序电路的分类（1）依据时钟分类同步时序电路中，各个触发器的时钟脉冲同样，即电路中有一个一致的时钟脉冲，每来一个时钟脉冲，电路的状态只改变一次。
异步时序电路中，各个触发器的时钟脉冲不一样，即电路中没有一致的时钟脉冲来控制电路状态的变化，电路状态改变时，电路中要更新状态的触发器的翻转有先有后，是异步进行的。
（2）依据输出分类米利型时序电路的输出不单与现态相关，并且还决定于电路目前的输入。
穆尔型时序电路的其输出仅决定于电路的现态，与电路目前的输入没关；或许根本就不存在独立设置的输出，而以电路的状态直接作为输出。
时序逻辑电路的剖析方法时序电路的剖析步骤：电路图时钟方程、输出方程、驱动方程状态方程计算状态表（状态图、时序图）判断电路逻辑功能剖析电路可否自启动。
同步时序电路的剖析方法剖析举例： [ 例 7.2.1]异步时序电路的剖析方法剖析举例： [ 例 7.2.3]计数器观点：在数字电路中，能够记忆输入脉冲CP个数的电路称为计数器。
计数器累计输入脉冲的最大数量称为计数器的“模”，用 M表示。
计数器的“模”实质上为电路的有效状态。
计数器的应用：计数、准时、分频及进行数字运算等。
计数器的分类：(1)按计数器中触发器翻转能否同步分：异步计数器、同步计数器。
(2)按计数进制分：二进制计数器、十进制计数器、 N进制计数器。
(3)按计数增减分：加法计数器、减法计数器、加 / 减法计数器。
异步计数器一、异步二进制计数器1、异步二进制加法计数器剖析图由JK触发器构成的4位异步二进制加法计数器。
剖析方法：由逻辑图到波形图（全部 JK 触发器均构成为 T/触发器的形式，且后一级触发器的时钟脉冲是前一级触发器的输出 Q），再由波形图到状态表，从而剖析出其逻辑功能。
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数字电路教案本课程理论课学时数为70，实验24学时。
各章学时分配见下表：第一章逻辑代数基础【本周学时分配】本周5学时。
周二1~2节，周四3~5节。
【教学目的与基本要求】1、掌握二进制数、二—十进制数（主要是8421 BCD码）2、熟练掌握逻辑代数的若干基本公式和常用公式。
3、熟练掌握逻辑函数的几种表达形式。
【教学重点与教学难点】本周教学重点：1、绪论：重点讲述数字电路的基本特点、应用状况和课程主要内容。
2、逻辑代数的基本运算：重点讲述各种运算的运算规则、符号和表达式。
3、逻辑代数的基本公式和常用公式：重点讲述逻辑代数的基本公式与普通代数公式的区别，常用公式的应用背景。
4、逻辑函数的表示方法：重点讲述各种表示方法的特点和相互转换方法。
本周教学难点：反演定理和对偶定理：注意两者之间的区别、应用背景和变换时应注意的问题。
【教学内容与时间安排】一、绪论（约0.5学时）1、电子电路的分类。
2、数字电路的基本特点。
3、数字电路的基本应用。
4、本课程的主要内容；5、本课程的学习方法和对学生的基本要求。
二、数制与码制（约1.5学时）（若前置课程已学，可作简单复习0.5学时）1、几种不同进制（二、八、十、十六进制）。
2、几种不同进制相互转换。
3、码制（BCD码）。
三、逻辑代数1、基本逻辑运算和复合逻辑运算：与、或、非运算是逻辑代数的基本运算；还可以形成其他复合运算，常用的是与非、或非、与或非、异或、同或运算。
（约0.5学时）2、常用公式（18个）（约0.5学时）3、基本定理（代入定理、反演定理、对偶定理）（约0.5学时）4、逻辑函数的概念及表示方法（约0.5学时）5、逻辑函数各种表示方法间的转换：常用的转换包括：函数式←→真值表；函数式←→逻辑图（约1学时）【教学方法与教学手段】采用课堂讲授的方法，可组织学生讨论逻辑代数公式和普通代数公式的相同和不同之处，讨论逻辑函数各种表示方法的特点和相互转换方法。
【作业】P38 1.1 1.2 1.8 1.10【本周学时分配】本周5学时。
周二1~2节，周四3~5节。
【教学目的与基本要求】1、熟练掌握四变量以下的卡诺图化简的方法和步骤，并学会在化简中正确利用约束项。
2、正确理解公式化简法及化简的原则。
【教学重点与教学难点】本周教学重点：1、逻辑函数的标准形式：重点讲述逻辑函数标准与或式的展开方法。
2、逻辑函数的公式化简法：重点讲述最简与或式的概念和常用化简技巧。
3、逻辑函数的卡诺图表示方法：重点讲述函数的卡诺图画法。
4、逻辑函数的卡诺图化简法：重点讲述图形法的化简步骤以及与公式化简法的对比（特点与适用范围）。
本周教学难点：1、公式化简法的技巧：注意结合实例说明各种技巧的综合运用。
2、逻辑函数的卡诺图表示方法：注意讲述卡诺图的结构、相邻的含义和函数的卡诺图画法。
3、具有无关项的逻辑函数化简：注意讲述卡诺图化简法的化简技巧。
【教学内容与时间安排】一、逻辑函数的两种标准形式（约1学时） 1、最小项的定义和性质； 2、最大项的定义和性质；3、逻辑函数的最小项之和形式； 结论：任何一个逻辑函数均可展为最小项之和形式即标准与或式，且该形式唯一。
展开方法：利用基本公式去掉括号和非号，再利用公式1=+A A 展开。
4、逻辑函数的最大项之积形式； 结论：任何一个逻辑函数均可展为最大项之积形式即标准或与式，且该形式唯一。
展开方法：先求出反函数的标准与或式，再利用反演定理求反即可。
二、最简与或式的定义最简与或式满足如下两个条件：a ）乘积项的个数最少；b ）在满足条件a 的前提下，每个乘积项中因子的个数最少。
三、公式化简法（约1学时）原理：利用逻辑代数的基本公式和常用公式化简。
常用方法：1、合并项法；2、吸收法；3、消去法；4、消项法；5、 配项法。
*注意在实际化简时，往往要综合运用上述方法。
四、逻辑函数的卡诺图表示法：（约1学时）1、卡诺图的概念；2、卡诺图的结构；3、函数的卡诺图表示法五、卡诺图化简法（约1学时）原理：利用函数的卡诺图合并相邻的最小项。
化简步骤：1、将函数展开为标准与或式；2、画出函数的卡诺图；3、合并相邻的最小项；4、选择乘积项，写出最简与或式。
选择乘积项的原则：a.须包含函数的全部最小项；b.选用乘积项的总数应最少；c.每个乘积项包含的因子最少。
六、具有无关项的逻辑函数化简（约0.5学时）1、无关项的概念2、函数化简方法七、逻辑函数的变换与实现（约0.5学时）1、逻辑函数的其他表达形式a.与—或式b.与非—与非式c.或—与式d.或非—或非式e.与或非式2、逻辑函数的变换与实现利用逻辑函数公式和定理将最简与—或式变换为其他表达形式【教学方法与教学手段】本讲主要采用课堂讲授的方法，可组织学生讨论卡诺图化简法中的“画圈”技巧。
【作业】P40 1.11 1.13 1.16 1.20第二章门电路【本周学时分配】本周5学时。
周二1~2节，周四3~5节。
【教学目的与基本要求】1、正确理解TTL的门电路结构、工作原理、逻辑功能和主要参数。
2、熟练掌握其外部特性及特点，并从输入特性、输出特性、电压传输特性、速度、功耗、抗干扰能力、带负载能力对电路进行比较，以便为实际使用这些器件打下必要的基础。
【教学重点与教学难点】本周教学重点：1、半导体器件的开关特性：重点讲述各种器件的导通和截止条件与特点。
2、TTL反相器的结构和原理：重点讲述典型结构和定性分析方法。
3、TTL反相器的电压传输特性：重点讲述各种特性的含义、相关参数和应用背景。
本周教学难点：1、半导体器件的结构和特性曲线：主要讲述各种器件的外部特性和主要参数。
2、TTL反相器的原理：主要讲述根据三极管的开关条件与特点进行定性分析的方法。
3、TTL反相器的电压传输特性：结合TTL反相器的结构理解各种特性，在此基础上讲述相关参数。
【教学内容与时间安排】一、门电路的基本概念（约0.5学时）1、门电路的定义和分类：门电路按照逻辑功能可分为与门、或门、非门、与非门等；按照制造工艺可分为TTL门、CMOS门等。
2、逻辑状态的表示方法：在逻辑电路中，利用电路输入或输出的高、低电平来表示逻辑状态，可分为正逻辑和负逻辑两种。
注意高电平和低电平是指两个电平范围，而不是固定的电压值。
二、二极管的开关特性（约0.5学时）1、二极管导通的条件和特点；2、二极管截止的条件和特点；3、动态开关特性：存在反向恢复时间t re，其原因在于PN结的电容效应。
三、三极管的开关特性（约0.5学时）1、三极管饱和导通的条件和特点2、三极管截止的条件和特点3、动态开关特性：存在开启时间T ON和关断时间T OFF，影响了三极管的开关速度。
四、MOS管的开关特性（约0.5学时）1、MOS管导通的条件和特点2、MOS管截止的条件和特点3、动态开关特性：主要影响因素是开关电路中输入、输出回路中等效电容的充、放电时间。
五、分立元件门电路（约1学时）包括二极管与门、二极管或门和三极管非门，它们的结构简单，但是输出电平存在偏移而且带负载能力较差，通常只是作为LSI的内部单元来使用。
六、TTL反相器的结构和原理（约1学时）1、结构：TTL反相器由三部分构成：输入级、中间级和输出级。
2、原理：A为低电平时，T1饱和，V B1≈0.9V，V B2≈0.2V，T2和T5截止，T4和D2导通，Y为高电平；A为高电平时，V B1≈2.1V ，T1倒置，V B2≈1.4V，T2和T5饱和，T4和D2截止，Y为低电平。
七、TTL反相器的电压传输特性（约1学时）1、电压传输特性的定义；2、电压传输特性的分析：分为四个区段：AB段：U I＜0.6伏，截止区；BC段：0.6伏＜U I＜1.3伏，线性区；CD段：U I≈1.4伏，转折区；DE段：U I＞1.4伏，饱和区。
3、相关参数：阀值电平V TH，开门电平V ON，关门电平V OFF，高电平噪声容限V NH，低电平噪声容限V NL。
【教学方法与教学手段】本讲主要采用课堂讲授的方法，可组织学生讨论半导体器件作为开关器件使用和作为放大器件使用时在特性上的区别，在讲述TTL门电路的电气特性时可采用多媒体教学。
【作业】P125 2.1 2.2【本周学时分配】本周5学时。
周二1~2节，周四3~5节。
【教学目的与基本要求】1、了解OC门和三态门的使用。
2、课堂自学正确理解COMS的门电路结构、工作原理、逻辑功能和主要参数。
3、培养学生的自学能力、独立思考与解决问题的能力，帮助学生克服学习中的畏难心理。
【教学重点与教学难点】本周教学重点：1、TTL反相器的静态输入和输出特性：重点讲述各种特性的含义、相关参数和应用背景。
2、其他逻辑功能的TTL门：重点讲述各种门电路的功能及其电气特性方面与TTL反相器的相同和不同之处。
3、集电极开路的门电路（OC门）和三态输出门电路（TS门）：重点讲述OC门和TS门的功能、使用方法和应用。
本周教学难点：1、TTL反相器的静态输入和输出特性：结合TTL反相器的结构理解各种特性，在此基础上讲述相关参数。
2、TTL反相器的动态特性：主要讲述相关概念以及对于应用的影响，不必讲述过细。
3、集电极开路的门电路（OC门）和三态输出门电路（TS门）：注意讲述OC门可实现“线与”的原因和TS门输出高阻的概念。
【教学内容与时间安排】一、TTL反相器的静态输入和输出特性（约1学时）1、输入特性定义：I I=f（U I）。
相关参数：输入短路电流I IL，高电平输入电流I IH。
2、输出特性定义：V O=f（I L），分为高电平输出特性和低电平输出特性。
相关参数：最大负载电流I LMAX，扇出系数N。
3、输入端负载特性定义：V I=f（R I）。
相关参数：开门电阻R ON，关门电阻R OFF。
二、TTL反相器的动态特性（约0.5学时）背景：TTL反相器在状态变化过程中出现的现象。
1、传输延迟时间Tpd：门电路的输出波形相对于输入波形的滞后时间。
2、交流噪声容限V NA=f（Tw）：反映动态抗干扰能力。
3、电源的动态尖峰电流I CCM：产生动态附加功耗。
三、其他逻辑功能的TTL门包括与门、或门、与非门、或非门、与或非门、异或门等几种常见的类型。
尽管它们逻辑功能各异，但输入端、端出端的电路结构形式与反相器基本相同，因此前面所讲的反相器的输入特性和输出特性对这些门电路同样适用。
四、集电极开路的门电路（OC门）（约1学时）1、OC门的结构：将TTL 门的输出级的D3、R4和T4去除，而变为开路的结构。
2、OC门的使用方法和用途：使用方法：使用时需外接电阻和电源，电源取值一般为+5V，电阻取值应恰当。
用途：可将多个OC门的输出端直接并联以实现“线与”。
五、三态输出门电路（TS门）（约0.5学时）1、TS门的结构：三态输出门是在普通门电路的基础上附加控制电路而构成的。