北京科技大学数字电子技术-教学大纲

《数字电子技术（双语）》教学大纲

课程编号：2050115

开课院系：自动化学院电工电子技术系

课程类别：学科基础必修

适用专业：自动化、计算机、物理等

课内总学时：48

学分：3

实验学时：0

设计学时：0

上机学时：0

先修课程：高等数学、大学物理、电路分析基础、模拟电子技术

执笔：尤佳

审阅：刘蕴络

一、课程教学目的

该课程是电子电气信息类专业和物理类专业本科生在电子技术方面入门性质的基础课程。通过学习该课程使学生学会数字电子技术方面的基本知识、基本理论和基本技能，掌握数字电路及其系统的基本分析方法和逻辑设计方法，能够使用标准的集成电路和至少一款EDA仿真软件。通过双语学习，使学生掌握一定量的相关专业英语词汇，具有查阅相关英文文献的能力。培养学生的综合与创新能力，为深入学习相关知识及其在专业中的应用打好基础。

二、课程教学基本要求

1．课程重点：

逻辑关系的各种描述方法及其相互转换；逻辑函数的化简；组合逻辑电路的分析和设计；使用MSI 译码器和数据选择器设计组合逻辑电路；典型触发器的逻辑功能及其描述方法；时序逻辑电路的分析和设计；使用中规模集成计数器(复位法和置位法)构成任意进制计数器。

2．课程难点：

典型TTL、CMOS基本逻辑门电路（包括三态门、OC门）的主要外特性、主要参数和使用方法；使用MSI 译码器和数据选择器设计组合逻辑电路；触发器的工作原理与动作特点；同步时序逻辑电路设计方法；用中规模集成计数器构成任意进制计数器的方法。3．能力培养要求：

通过本课程的学习，学生将具有如下能力：会查阅数字电子技术方面的国内外相关专业资料；能够分析、阅读简单数字装置逻辑图；能够根据要求选用中小规模数字集成电路模块设计数字电路；能够使用至少一种EDA软件分析设计数字电路；能够与团队合作完成一个小型数字系统的设计。

三、课程教学内容与学时

课堂教学（48学时）

1．导言以及数制和码制（2学时）

1.1建立数字的概念

1.2掌握二进制、十六进制数及其与常用

十进制数的相互转换

1.3掌握8421编码，了解其他常用编码

2．门电路（4学时）

2.1了解半导体二极管、三极管和MOS

管的开关特性

2.2了解TTL、CMOS门电路的组成和工

作原理

2.3掌握典型TTL、CMOS基本逻辑门电

路（包括三态门、OC门）的功能、主要外特性、主要参数和使用方法

2.4了解ECL等其他逻辑门电路的特点

3．逻辑代数基础（4学时）

3.1掌握逻辑代数中的基本定律和定理3.2熟练掌握逻辑关系的各种描述方法及

其相互转换

3.3掌握逻辑函数的化简方法

3.4理解最小项、无关项等基本概念

4．组合逻辑电路（10学时）

4.1熟练掌握组合逻辑电路的特点、分析

方法和设计方法

4.2掌握编码器、译码器、加法器、数值

比较器和数据选择器等常用中规模集成组合逻辑电路的逻辑功能及使用方法4.3了解组合逻辑电路中的竞争冒险现象

及其消除方法

5．触发器（4学时）

5.1理解基本RS触发器的电路结构、工作原理及动态特性

5.2熟练掌握典型触发器的逻辑功能及其描述方法

5.3了解典型时钟触发器的电路结构及触发方式

6．时序逻辑电路（12学时）

6.1熟练掌握时序电路的特点、描述方法和分析方法

6.2掌握计数器、寄存器等常用时序电路的工作原理、逻辑功能及使用方法

6.3掌握同步时序电路的设计方法

6.4掌握使用中规模集成计数器构成任意进制计数器的分析、设计方法

7．脉冲的产生和整形电路（3学时）

7.1了解脉冲信号参数的定义

7.2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、逻辑功能及使用方法

7.3了解555定时器的结构和工作原理7.4掌握555定时器的应用

8．半导体存储器及可编程逻辑器件（3学时）8.1了解MOS存储单元的基本工作原理8.2理解ROM、RAM电路结构、工作原理

8.3掌握扩展存储容量的方法

8.4理解用ROM实现组合逻辑函数的方法

8.5理解可编程逻辑器件的基本工作原理8.6了解PAL、GAL、CPLD和FPGA的特点及电路结构

9．A/D和D/A转换电路（3学时）

9.1了解A/D、D/A转换的过程

9.2理解常见的A/D和D/A转换器的电路组成、工作原理、特点及应用

9.3了解A/D、D/A转换器的功能及主要参数

10．数字系统设计与EDA工具应用（3学时）

10.1了解数字系统的基本组成及设计方

法

10.2了解一种硬件描述语言

10.3掌握一种EDA工具的使用方法

四、教材与参考书

教材

1. Thomas L. Floyd著，余璆改编，《数字电子技术》，电子工业出版社，2011年，第十版

参考书

1. 阎石编，《数字电子技术基础》，高等教育出版社，2006年，第五版

2. 康华光主编，《电子技术基础——数字部分》，高等教育出版社，2006年，第五版

3. James Bignell & Robert Donovan 著，《Digital Electronics》，机械工业出版社，2003年，英文版，原书第四版

4．Charles H. Roth 著，《Fundamentals of Logic Design》，机械工业出版社，2001年，英文版，原书第五版

五、作业

本课程的作业分成两大类。

一类是课后习题。本课程每节课后都会根据课堂教学内容布置一定数量的习题作业，尤其是课程重点部分的作业比重会比较大。该部分作业要求学生按时独立完成，教师会根据学生作业的完成情况适当安排1-2次的习题课反馈作业情况。

另一类是课程设计大作业。在组合电路和时序电路部分讲授结束后会分别安排1次用EDA工具完成的课程设计大作业。该部分作业需要同学分组完成，上交电子版的仿真电路和设计报告，教师会根据完成情况选择部分优秀设计在同学中展示。

六、说明

本课程为双语教学，采用多媒体教学与黑板教学有机结合的方式。本课程的先修课