数字电子技术课程导论
数字电子技术课程导论
《数字电子技术基础》
课程导论
数字电子技术课程性质、地位、作用
数字电子技术是电子信息类、电气工程类、自动控制 类、机电类、计算机及其应用专业的一门专业技术基础课 程。电子技术领域的两大支柱是模拟电子技术和数字电子 技术，它们是电类学生知识结构的重要组成部分，在人才 培养中起着十分重要的作用。数字电子技术课程的基本理 论和实践技能是许多其它后续课程学习的基础。
课程导论
数字电子技术的特点
简单地说，数字电子技术是一门研究数字信号的编码、 运算、记忆、计数、存储、测量和传输的科学技术。
数字电子技术有以下特点： ◆ 在数码技术中一般都采用二进制：0和1； ◆ 数字电路易于集成化； ◆ 抗干扰能力强，精度高，逻辑关系确定，电路调试方便； ◆ 易保存，保密性好。 ◆ 通用性好，可采用标准化的逻辑部件来构成各种各样的
《数字电子技术基础》
课程导论
课程设计 课程设计属于创新性实践，要求学生综合运用学过
的知识，利用市场提供的数字器件设计制作一个实用的 数字系统，如DDS设计、VGA开发与设计等。通过真 题实做，充分发挥学生的个性和特长，培养学生的实际 动手能力和分析问题、解决问题的能力，提升学生的工 程实践能力、创造能力、应用新技术及团队合作的能力。
• 《数字电子技术基础典型题解 析与实战模拟》，邹逢兴主 编，国防科大出版社（2001.7）
• 《数字电子技术基础解题指 南》，唐竞新主编，清华大学 出版社（2006.2）
《数字电子技术基础》
课程导论
《数字电子技术》电子教案
《数字电子技术》电子教案第一章：数字电路基础1.1 数字电路概述介绍数字电路的基本概念、特点和分类解释数字信号与模拟信号的区别1.2 数字逻辑电路介绍逻辑电路的基本概念和组成详细讲解与、或、非、异或等基本逻辑运算1.3 逻辑门电路介绍逻辑门电路的分类和功能分析与门、或门、非门、异或门等逻辑门电路的工作原理第二章：组合逻辑电路2.1 组合逻辑电路概述介绍组合逻辑电路的基本概念和特点解释组合逻辑电路的输入输出关系2.2 常用组合逻辑电路讲解编码器、译码器、多路选择器、算术逻辑单元等常用组合逻辑电路的原理和应用2.3 组合逻辑电路的设计方法介绍组合逻辑电路的设计方法和步骤通过实例讲解组合逻辑电路的设计过程第三章：时序逻辑电路3.1 时序逻辑电路概述介绍时序逻辑电路的基本概念和特点解释时序逻辑电路的输入输出关系3.2 触发器讲解同步触发器、异步触发器等触发器的基本原理和应用3.3 时序逻辑电路的设计方法介绍时序逻辑电路的设计方法和步骤通过实例讲解时序逻辑电路的设计过程第四章：数字电路仿真4.1 数字电路仿真概述介绍数字电路仿真的基本概念和作用解释数字电路仿真的原理和方法4.2 常用数字电路仿真软件讲解Multisim、Proteus等常用数字电路仿真软件的功能和使用方法4.3 数字电路仿真实例通过实例讲解数字电路仿真的过程和技巧第五章：数字系统设计5.1 数字系统概述介绍数字系统的概念、结构和分类解释数字系统的设计目标和步骤5.2 数字系统设计方法讲解组合逻辑电路、时序逻辑电路等数字系统设计方法5.3 数字系统设计实例通过实例讲解数字系统设计的过程和技巧第六章：数字电路设计实例6.1 微处理器设计介绍微处理器的基本原理和结构讲解微处理器的数字电路设计方法和步骤6.2 数字信号处理器设计介绍数字信号处理器的基本原理和结构讲解数字信号处理器的数字电路设计方法和步骤6.3 数字控制系统设计介绍数字控制系统的基本原理和结构讲解数字控制系统的数字电路设计方法和步骤第七章：数字电路测试与维护7.1 数字电路测试介绍数字电路测试的基本概念和目的讲解数字电路测试的方法和技术7.2 数字电路维护介绍数字电路维护的基本概念和目的讲解数字电路维护的方法和技巧7.3 数字电路故障诊断与修复介绍数字电路故障诊断的基本概念和方法讲解数字电路故障的修复方法和技巧第八章：数字集成电路8.1 数字集成电路概述介绍数字集成电路的基本概念和分类解释数字集成电路的特点和应用8.2 集成电路设计方法讲解数字集成电路的设计方法和步骤8.3 集成电路制造与测试介绍数字集成电路的制造和测试过程第九章：数字电路在现代科技中的应用9.1 通信系统中的应用讲解数字电路在通信系统中的应用实例9.2 计算机系统中的应用讲解数字电路在计算机系统中的应用实例9.3 数字电路在其他领域中的应用讲解数字电路在其他领域中的应用实例第十章：数字电路技术发展趋势10.1 集成电路技术发展趋势介绍集成电路技术的发展趋势和前景10.2 数字电路设计方法发展趋势介绍数字电路设计方法的发展趋势和前景10.3 数字电路技术在领域的应用讲解数字电路技术在领域的应用前景重点和难点解析重点环节1：数字电路的基本概念和特点补充和说明：在这一环节中，学生需要理解数字电路与模拟电路的区别，掌握数字信号的基本特性，如离散性、稳定性和脉冲性。
数字电子技术课程理论课教学大纲
《数字电子技术》课程理论课教学大纲一、课程设置目的、性质与任务《数字电子技术》是电气与电子类本科、专科专业的一门重要的专业基础课程，主要任务是讨论各种数字电路的基本概念、基本工作原理、基本分析方法和应用。
目的是：一方面使学生学会分析、研究、应用和设计各种数字电路，以便为以后学习各门专业课程打下基础，并为以后学习该课程相应的新技术和新器件提供帮助。
另一方面通过对本课程学习，加强理论分析与实际应用相结合的能手。
二、课程教学内容和教学要求1数字电路基础教学内容：数字电路的特点和分类，脉冲波形的主要参数，数制和码制的概念，不同数制间的转换，逻辑函数及其表示方法，逻辑代数的基本定律和规则，逻辑函数的公式化简法，逻辑函数的卡诺图化简法。
教学要求：了解数字电路的特点和分类；掌握脉冲波形的主要参数，数制和码制的概念；熟练掌握不同数制间的转换，了解逻辑函数及其表示方法；熟练掌握逻辑代数的基本定律和规则；熟练掌握逻辑函数的公式化简法；熟练掌握逻辑函数的卡诺图化简法。
2逻辑门电路教学内容：分立元件门电路，TTL集成逻辑门电路，CMOS集成逻辑门电路，集成逻辑门电路的应用，逻辑符号的等效变换。
教学要求：了解集成逻辑门电路的应用；了解逻辑符号的等效变换；掌握分立元件门电路的工作原理及其应用；掌握TTL集成逻辑门电路；掌握CMOS集成逻辑门电路。
3组合逻辑电路教学内容：组合逻辑电路的分析和设计，半加器、全加器、编码器、译码器的工作原理，数据选择器、数据分配器、数据比较器的分析，利用中规模组合逻辑部件实现中规模组合逻辑函数，组合逻辑电路中的竞争冒险。
教学要求：了解组合逻辑电路中的竞争冒险；掌握半加器、全加器的工作原理；掌握编码器、译码器的工作原理；掌握数据选择器、数据分配器、数据比较器的分析；熟练掌握程组合逻辑电路的分析和设计；熟练掌握利用中规模组合逻辑部件（数据选择器和译码器）实现中规模组合逻辑函数。
4集成触发器教学内容：基本RS触发器，同步RS、JK触发器，JK边沿触发器，维持阻塞结构的D 触发器，主从RS、JK触发器，触发器之间的转换。
《数字电子技术》课程简介(1)
数字电子技术
(Digita1E1ectronicTechno1ogy)
总学时：56学时理论：48学时实验（上机、实习等）：8学时
学分：3.5
课程主要内容：
本课程是计算机科学与技术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数字电子技术方面的基本知识、基本原理和基本技能。
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。
课程主要内容包括：数字逻辑概论、逻辑代数基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、锁存器和触发器、时序逻辑电路、半导体存储器、脉冲波形的变换与产生、数模与模数转换器。
先修课程：
本课程一般应在学完《普通物理》、《电路原理》、《模拟电子技术》之后开课。
适用专业：
网络工程
教材：
康华光.《电子技术基础》（数字部分）（第五版）.北京：高等教育出版社，2006
教学参考书：
[1]阎石.《数字电子技术基础》（第五版）.北京：高等教育出版社，2008。
2024版《数字电子技术》电子教案范文
03
CATALOGUE
组合逻辑电路分析与设计
组合逻辑电路概述
组合逻辑电路定义
在任何时刻，输出状态只决定于同一 时刻各输入状态的组合，而与电路以 前状态无关，而与其他时间的状态无 关。
组合逻辑电路特点
组合逻辑电路应用
广泛应用于计算机、通信、控制等领 域。
逻辑功能清晰、易于理解；电路结构 简单、易于实现。
根据已知的逻辑功能，利用逻辑代数 法、真值表法或卡诺图法进行分析和 设计。
模块化设计法
将复杂的逻辑功能分解为若干个简单 的模块，分别进行设计和实现，最后 再将各个模块组合起来。
自动化设计法
利用计算机辅助设计软件，如EDA工 具，进行自动化设计和优化。
可编程逻辑器件设计法
利用可编程逻辑器件（如FPGA、 CPLD等）进行组合逻辑电路的设计 和实现。
简要介绍PLD、FPGA等可编程逻辑器件的基本原理和应用。
数字系统设计
从系统层面出发，介绍数字系统的设计方法，包括硬件描述语言、系 统设计工具等。
数字信号处理
简要介绍数字信号处理的基本概念、算法和应用，如滤波、变换等。
数字电子技术在通信、计算机等领域的应用
举例说明数字电子技术在通信、计算机等领域的应用，如数字通信、 计算机接口电路等。
1 2
半导体存储器概述 简要介绍半导体存储器的定义、分类、发展历程 等基本概念。
半导体存储器工作原理 详细阐述半导体存储器的工作原理，包括存储单 元、地址译码、读写控制等关键部分。
3
半导体存储器应用 列举半导体存储器在各个领域的应用实例，如计 算机内存、移动设备存储、数据中心存储等。
可编程逻辑器件原理及应用
具有记忆功能，输出状态受输入信号和电路原状态共同控制。
数字电子技术概论
权：2i
基数：2
系数：0、1
例如 0 + 1 = 1 1 + 1 = 10
11 + 1 = 100 10 – 1 = 1
按权展开式表示
(1011.11)2 = 1×23 + 0×22 + 1×21 + 1×20 + 1×2-1 + 1×2-2
将按权展开式按照十进制规律相加，即得对应十进制数。
(1011.11)2 = 1×23 + 0×22 + 1×21 + 1×20 + 1×2-1 + 1×2-2 = 8 + 0 + 2 + 1 + 0.5 + 0.25 = 11.75
数字电子技术概论
第1页，此课件共22页哦
第1章 绪 论
概述
数制与码制
本章小结
第2页，此课件共22页哦
1.1 概 述
主要要求：
了解数字电路的特点和分类。
了解脉冲波形的主要参数。
第3页，此课件共22页哦
一、数字电路与数字信号
模拟电路 电子电路分类
数字电路
传递、加工和 处理模拟信号
传递、加工和
处理数字信号
数字电路的主要优点是便于高度集成化、工
作可靠性高、数字信息便于保存、抗干扰
能力强、保密性好等。
第22页，此课件共22页哦
(3176.54)10 = 3×103 + 1×102 + 7×101 + 6×100 + 5×10-1 + 4×10-2
第10页，此课件共22页哦
(二) 二进制 (Binary)
(xxx)2 或 (xxx)B
《数字电子技术》读书笔记思维导图
06 第5章 时序逻辑电路
目录
07 第6章 半导体存储器 与可编程逻辑器件
08
第7章 数/模和模/数 转换电路
09 附录
010 参考文献
011 内容简介
本书以基础理论和经典内容为核心，系统全面地阐述了数字电子技术的概念、理论、器件、电路和电路分析 设计方法，并通过器件应用与电路仿真设计，强化能力和素养的提高。全书共7章，分别为概述、数制与编码、 逻辑代数基础、组合逻辑电路、时序逻辑电路、半导体存储器与可编程逻辑器件、数/模和模/数转换电路。各章 配有适量例题讲解、习题和自测题，书末附有部分习题的参考答案、数字电子技术测试试卷与答案。本书可作为 通信、信息、电子、计算机、雷达、测控、自动化等专业本科生的基础课教材，也可作为相关学科工程技术人员 的参考书。
04
5.4 基于 触发器的同 步时序电路 设计
06
5.6 中规 模时序逻辑 器件的应用
05
5.5 常用 中规模时序 逻辑器件
本章习题
本章小结
本章自测
第6章 半导体存储器与可编程逻 辑器件
01
6.1 引言
02
6.2 半导体 存储器概述
04
6.4 可编 程逻辑器件 概述
06
6.6 PLD 开发流程
3.1 引言
3.2 逻辑关系、逻辑 代数和数字电路
3.3 逻辑代数的定律 和规则
3.4 逻辑函数的描述 方式
3.5 逻辑函数的化简 本章小结
本章习题 本章自测
第4章 组合逻辑电路
01
4.1 引言
02
4.2 组合逻 辑基本单 元——集 成逻辑门
03
4.3 基于 逻辑门的组 合逻辑电路 分析
电子教案《数字电子技术》 第一章(教案)第1章 逻辑代数基础
《数字电子技术》教案第1章逻辑代数基础。
输入全1，输出为。
；
输入为1，
C的取值确定以后，输出逻
C
，，
)
种表示方法，即真值表、函数表达式、逻辑图和卡
如图1-1所示为IEEE（电气与电子工程师协会）和IEC（国际电工协会）所认定的两套“与”“或”“非”运算的图形符号。
图1-1 “与”“或”“非”逻辑运算的图形符号
（2）其他常用逻辑运算的图形符号
如图1-2所示为其他常用逻辑运算的图形符号。
图1-2 “与”“或”“非”逻辑运算的图形符号
（3）逻辑函数的逻辑图
例1.4.3已知逻辑函数()
=+++，画出对应的逻辑图。
Y A BC ABC C
解：将式中所有的“与”“或”“非”运算符号用图形符号代替，并根据运算优先顺序将这些图形符号连接起来，就得到了图1-3所示的逻辑图。
图1-3 例1.4.3的函数逻辑图
→+，+→；
→，10；
01
原变量→反变量，反变量→原变量。
F的反函数，用F表示，这就是反演规则。
→+，+→；
→，10。
01
F的对偶式，用F'表示。
，，，个相邻项。
要特别注意对边相邻性和四角相邻性。
3)
）圈的个数尽量少，这样化简后的逻辑函数的与项就少。
）卡诺图所有取值为
的最小项。
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△ 半导体器件 △ 可编程逻辑器件（PLD） △ 脉冲波形的产生与整形 △ 数/模转换器（DAC） △ 模/数转换器（ADC）
拓展部分
数字电子技术综合应用
《数字电子技术基础》
课程导论
◆ 数字电子技术课程实践体系 实践教学模块旨在提高学生的实际动手能力和技术应用
能力，最终培养学生分析问题、解决问题及创新的能力。
3、数字电子技术是一门应用性很强的学科，在学习过 程中应重电子器件功能及应用，轻内部结构分析。掌握各 种电子器件的符号、特性和使用方法；学会查阅手册、选 择元器件参数；重集成电路芯片的外特性，而内部电路可 当一黑盒子处理等。
4、由于数字集成电路技术的高度发展，数字电路更鲜 明地体现了管路合一的特点。初学者应充分注意这一特点。 一般来说，学习电路结构不是我们的目的，目的是掌握电 路功能、分析方法和设计思想。
课程导论
数字电子技术课程目标、任务
◆ 目标——
能系统地掌握数字电路的基本知识、基本原理，为进 一步学习后续课程打下良好基础。 ★
能深刻理解数字电路的基本分析方法和设计方法，并 能比较灵活地加以应用。★
能了解大规模以及超大规模数字集成电路的基本原理 以及简单应用。
能使用常用的EDA平台通过多种方式设计简单的数字 电路或各种复杂的数字系统。
《数字电子技术基础》
课程导论
数字电子技术课程任务、目标
◆ 任务——
通过对常用电子器件、数字电路及其系统分析与设计 方法的学习，使学生在获得数字电子技术方面的基本知识、 基本理论和基本技能的同时，特别注重培养学生的设计理 念和提升工程实践技能，为后续相关课程的深入学习和实 际应用打下坚实的基础。
《数字电子技术基础》
《数字电子技术基础》
课程导论
数字电子技术的特点
两类信号 两类电路
模拟信号 数字信号 模拟电路 数字电路
幅度和相位都连续的信号， 或着说是幅度和时间方面 都连续的信号
幅度和相位都离散的信号， 或着说是幅度和时间方面 都离散的信号
工作在模拟信号下的 电子电路
工作在数字信号下的 电子电路
《数字电子技术基础》
逻辑门、触发器
研究对象
放大性能
逻辑功能
基本分析方法 图解法、微变等效电路法
EDA分析方法
PSpice、orCAD、 Multisim等
真值表、卡诺图、状态 转换图、布尔代数
HDL、MAX+plus II、 Quartus II 等
《数字电子技术基础》
课程导论
初学者应当在学习方法上适应数字电路的特点， 才能取得良好的效果。
1、学习数字电子技术，首先要培养对该门课程的兴趣。 —— 兴趣是学习最好的老师！
2、数字电子技术是一门实践性很强的学科，只有通过 多做实验、认真听讲，认真看演示，课下多练习，多看文 档资料，主动分析设计常用数字电路系统，才能不断进 步，不断提高实践能力。
《数字电子技术基础》
课程导论
初学者应当在学习方法上适应数字电路的特点， 才能取得良好的效果。
1980
16-32bit MCU
ULSI 106 ~ 107 105 ~ 106
1990
DSP
GSI >107 >106 2000
P3 CPU
SoC
>5×107 >5×106
2003
P4 CPU
《数字电子技术基础》
课程导论
■ 课程内容概要
◆ 数字电子技术课程理论体系
★ 逻辑（布尔）代数基础 ★ 逻辑门电路 ★ 组合逻辑电路 ★ 触发器 ★ 时序逻辑电路
• 《数字电子技术基础》（第四、五 版），阎石主编，高等教育出版社
• 《数字电子技术》(第三版)，高吉祥， 丁文霞主编，电子工业出版社（2011.3）
• 《数字电子技术基础》，伍时和主编， 清华大学出版社（2009.4)
《数字电子技术基础》
课程导论
★ 辅导资料
• 《数字电子技术学习辅导及习 题详解》，高吉祥，丁文霞主 编，电子工业出版社（2005.2）
课程导论
《数字电子技术基础》 课程导论
Introduction of Digital Electronic Technique
《数字电子技术基础》
课程导论
主要内容
一、课程背景介绍
技术在现代科技领域中的地位 课程性质、地位、作用 数字信号的特点 数字电子技术的特点 课程学习基本方法
二、课程内容概要
表2 数字集成电路按集成度分类
工艺 元件数
门数 年代
典型 产品
SSI
<102
<10 1961 集成 门、 触发
MSI 102 ~ 10
3
10 ~ 102
1966
LSI
103 ~ 104 102 ~ 103
1971
计数器 加法器
8bMCU ROM RAM
VLSI 104 ~ 106 103 ~ 105
每讲对应一 个知识模块
35-3 倒T型电阻网络DAC
每节对应一 个知识点
35-4 权电流型DAC 35-5 具有双极性输出的DAC 35-6 DAC转换器的转换精度与转换速度
本讲小结
《数字电子技术基础》
课程导论
■ 课程学习资料
★ 教材
• 《Modern Digital Electronics 》(3rd)， R.P.Jain，清华大学出版社
课程理论教学体系 课程实践教学体系 课程总体授课安排 课程主要教材 课程主要教辅指导书
《数字电子技术基础》
课程导论
■ 课程背景介绍
数字电子技术在现代科技领域中占有重要地位。
随着半导体工艺、微电子技术的飞速发展，集成电路制 造技术在现代科学技术领域中已占有越来越重要的地位，并 直接引领者电子技术日新月异地快速发展。
实践教学体系
基础实践
创新实践
基
应
综
课
竞
毕
企
础用合程 Nhomakorabea赛
业
业
型 实 验
型 实 验
型 实 验
设 计
培 训
设 计
实 习
《数字电子技术基础》
课程导论
基础型实验：诸如门电路、触发器的功能测试及常用的 中规模集成组合电路、集成时序电路的功能测试等基础 实验内容，旨在强调基本实验技能、基本实验知识与基 本实验方法的重要性。
《数字电子技术基础》
课程导论
◆ 课程各章授课安排如下表：
章序号 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章
章名称 逻辑代数基础 逻辑门电路 组合逻辑电路 触发器 时序逻辑电路 半导体存储器和PLD 脉冲波形的产生与整形 数/模和模/数转换器
合计
讲数 7 4 6 3 6 4 4 2 36
《数字电子技术基础》
课程导论
数字电路的分类
◆ 按照逻辑功能的不同特点：
数字逻辑电路
组合逻辑电路
任一时刻的输 出仅与该时刻的输 入信号有关，而与 电路原有的输出状 态无关。
时序逻辑电路
任一时刻的输出 状态不仅与该时刻的 输入状态有关，还与 电路原有的输出状态 有关。
《数字电子技术基础》
课程导论
◆按照数字电路集成度的不同，逻辑电路通常分为SSI、 MSI、LSI、VLSI及至ULSI、GSI、SOC等。
应用型实验：例如一些较为简单的课题，这些课题的电 路规模相对较小，设计比较容易，学生力所能及，如智 力竞赛抢答器、交通灯控制器等。
综合性实验：例如电路规模相对较大的课题，如具有报 时和时、分、秒显示的数字钟、数字电压表等。若这类 电路完全由学生独立设计，则有难度。因此，教师将参 考电路提供给学生。 因此类项目工作量较大，可模拟 科研工作中的课题负责人制度，实行团队做业，充分发 挥学生的团队精神。
课程导论
数字电子技术的特点
简单地说，数字电子技术是一门研究数字信号的编码、 运算、记忆、计数、存储、测量和传输的科学技术。
数字电子技术有以下特点： ◆ 在数码技术中一般都采用二进制：0和1； ◆ 数字电路易于集成化； ◆ 抗干扰能力强，精度高，逻辑关系确定，电路调试方便； ◆ 易保存，保密性好。 ◆ 通用性好，可采用标准化的逻辑部件来构成各种各样的
通常采用“项目式分组合作管理机制”来组织实施。
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■ 课程学习安排
◆ 本课程共8章，36讲，共计119节，前有引言，并提供 5-10讲课外讲座和大量实验演示视频，作为辅助学习资 源，总视频数约为220段左右。 ◆ 课程讲授按从“章→讲→节”的顺序组织，其中每讲对 应一个完整的知识模块，讲中每节对应1个独立的知识 点，一般每节不超过15分钟。每讲均含“本讲主要内容”和 “本讲小结”，且每节后面均附有相应的作业、思考题或测 试题。
数字系统，而且是很多电子系统的改进和升级的方向。
《数字电子技术基础》
课程导论
数字电路的学习方法
数字电路在研究的对象和方法上都跟模拟电路有很大
的不同，表1 把它们作了一个简单的对比。
表1 模拟电路与数字电路的比较
内容
模拟电路
数字电路
工作信号 管子工作状态 基本单元电路
模拟信号 放大状态
放大器
数字信号 饱和导通或截止（开关）
当前，从民用到军用领域无不渗透着现代电子技术的应 用，如电子电气、自动控制、计算机应用、信息通讯、航空 航天、遥控遥测、军事、医疗以及远程教育等等，由此也导 致电子学是知识更新最快的学科之一。
《数字电子技术基础》
课程导论
数字电子技术课程性质、地位、作用
数字电子技术是电子信息类、电气工程类、自动控制 类、机电类、计算机及其应用专业的一门专业技术基础课 程。电子技术领域的两大支柱是模拟电子技术和数字电子 技术，它们是电类学生知识结构的重要组成部分，在人才 培养中起着十分重要的作用。数字电子技术课程的基本理 论和实践技能是许多其它后续课程学习的基础。