数字电子技术课程导论
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《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
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。
《数字电子技术基础》
Leabharlann Baidu
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》
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
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。
节数 24 14 18 9 20 8 14 12 119
其它资源
实验操作视频 实验仿真视频操作
实验操作视频 实验操作仿真视频 实验操作仿真视频
实验操作视频
若干
《数字电子技术基础》
课程导论
◆ “章→讲→节”授课顺序组织示例：
第八章 DAC和ADC
第35讲 数/模转换器(DAC)
本讲主要内容 35-1 DA转换的基本原理 35-2 权电阻网络DAC
通常采用“项目式分组合作管理机制”来组织实施。
《数字电子技术基础》
课程导论
■ 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。
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
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
基础部分
△ 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。
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。
• 《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）
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
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。
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
《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。
《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。
• 《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
★ 数字电子技术与模拟电子技术的区别？ ★ 数字电子技术的主要研究内容有哪些？
《数字电子技术基础》
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
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。
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
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。
《数字电子技术基础》
Leabharlann Baidu
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》
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
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。
节数 24 14 18 9 20 8 14 12 119
其它资源
实验操作视频 实验仿真视频操作
实验操作视频 实验操作仿真视频 实验操作仿真视频
实验操作视频
若干
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◆ “章→讲→节”授课顺序组织示例：
第八章 DAC和ADC
第35讲 数/模转换器(DAC)
本讲主要内容 35-1 DA转换的基本原理 35-2 权电阻网络DAC
通常采用“项目式分组合作管理机制”来组织实施。
《数字电子技术基础》
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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。
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
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■ 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
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
基础部分
△ 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。
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。
• 《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）
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
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。
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
《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。
《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。
• 《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
★ 数字电子技术与模拟电子技术的区别？ ★ 数字电子技术的主要研究内容有哪些？
《数字电子技术基础》
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
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。