中国大学MOOC数字电子技术基础

1、数字电子技术基础数字电子技术基础课程导论课程导论 数字电子技术基础数字电子技术基础课程导论课程导论v技术在现代科技领域中的地位技术在现代科技领域中的地位v课程性质、地位、作用课程性质、地位、作用v数字信号的特点数字信号的特点v数字电子技术的特点数字电子技术的特点v课程学习基本方法课程学习基本方法一、课程背景介绍一、课程背景介绍v课程理论教学体系课程理论教学体系v课程实践教学体系课程实践教学体系v课程总体授课安排课程总体授课安排v课程主要教材课程主要教材v课程主要教辅指导书课程主要教辅指导书二、课程内容概要二、课程内容概要数字电子技术基础数字电子技术基础课程导论课程导论 课程背景介绍课程背景介绍

2、 随着半导体工艺、微电子技术的飞速发展，集成电路制随着半导体工艺、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。直接引领者电子技术日新月异地快速发展。 当前，从民用到军用领域无不渗透着现代电子技术的应当前，从民用到军用领域无不渗透着现代电子技术的应用，如用，如电子电气、自动控制、计算机应用、信息通讯、航空电子电气、自动控制、计算机应用、信息通讯、航空航天、遥控遥测、军事、医疗以及远程教育航天、遥控遥测、军事、医疗以及远程教育等等，由此也导等等，由此也导致电子学是知识更

3、新最快的学科之一。致电子学是知识更新最快的学科之一。 数字电子技术基础数字电子技术基础课程导论课程导论雷达、通信雷达、通信计算机、网络计算机、网络航空航天、自动控制航空航天、自动控制智能移动终端智能移动终端教育改革教育改革微信微信互联网金融互联网金融数电学习群-丁老师dwxwxy10140608数字电子技术基础数字电子技术基础课程导论课程导论 数字电子技术是电子信息类、电气工程类、自动控制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程。电子技术领域的两大支柱是模拟电

4、子技术模拟电子技术和和数字电子数字电子技术技术，它们是电类学生知识结构的重要组成部分，在人才，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论和实践技能是许多其它后续课程其它后续课程学习的学习的基础基础。数字电子技术基础数字电子技术基础课程导论课程导论 任务任务 通过对常用电子器件、数字电路及其系统分析与设计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知识、基本理论基本理论和和基本技

5、能基本技能的同时，特别注重培养学生的的同时，特别注重培养学生的设计理设计理念念和提升和提升工程实践技能工程实践技能，为后续相关课程的深入学习和实，为后续相关课程的深入学习和实际应用打下坚实的际应用打下坚实的基础基础。数字电子技术基础数字电子技术基础课程导论课程导论v能能数字电路的基本知识、基本原理，为进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。一步学习后续课程打下良好基础。 v能能数字电路的基本分析方法和设计方法，并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。能比较灵活地加以应用。 v能能大规模以及超大规模数字集成电路的基本原理大规模以及超大规模数字集成电路

6、的基本原理以及简单应用。以及简单应用。 v能能常用的常用的EDAEDA平台通过多种方式设计简单的数字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。电路或各种复杂的数字系统。 目标目标 数字电子技术基础数字电子技术基础课程导论课程导论两类信号两类信号模拟信号模拟信号幅度和相位都幅度和相位都连续连续的信号，的信号，或着说是幅度和时间方面或着说是幅度和时间方面都连续的信号都连续的信号数字信号数字信号幅度和相位都幅度和相位都离散离散的信号，的信号，或着说是幅度和时间方面或着说是幅度和时间方面都离散的信号都离散的信号两类电路两类电路模拟电路模拟电路工作在工作在模拟信号模拟信号下的下的电子电路电

7、子电路数字电路数字电路工作在工作在数字信号数字信号下的下的电子电路电子电路数字电子技术基础数字电子技术基础课程导论课程导论正弦波正弦波语音信号语音信号tv0 1 0 0 1 1 0 1 0td1543离散信号离散信号二值离散信号二值离散信号数字电子技术基础数字电子技术基础课程导论课程导论 简单地说，简单地说，数字电子技术数字电子技术是一门研究数字信号是一门研究数字信号的的编码、运算、记忆、计数、存储、测量编码、运算、记忆、计数、存储、测量和和传输传输的科学技术。的科学技术。 对数字信号进行对数字信号进行产生、传递、变换、运算、存产生、传递、变换、运算、存储、显示储、显示等处理的电路称为等处理的

8、电路称为数字电路数字电路。由于数字电。由于数字电路不仅能对信号进行数值运算，而且具有逻辑运算路不仅能对信号进行数值运算，而且具有逻辑运算和逻辑判断的功能，所以又称为数字逻辑电路或逻和逻辑判断的功能，所以又称为数字逻辑电路或逻辑电路。辑电路。数字电子技术基础数字电子技术基础课程导论课程导论 在数码技术中一般都采用在数码技术中一般都采用二进制二进制：0和和1； 数字电路数字电路易于集成化易于集成化； 抗干扰能力强，精度高抗干扰能力强，精度高，逻辑关系确定，电路调试方便；，逻辑关系确定，电路调试方便； 易保存，保密性好易保存，保密性好。 通用性好通用性好，可采用，可采用标准化的逻辑部件标准化的逻辑部

9、件来构成各种各样的来构成各种各样的 数字系统，而且是很多电子系统的改进和升级的方向。数字系统，而且是很多电子系统的改进和升级的方向。 数字电子技术有以下特点：数字电子技术有以下特点：数字电子技术基础数字电子技术基础课程导论课程导论 数字电路在研究的对象和方法上都跟模拟电路有很大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，表的不同，表1 把它们作了一个简单的对比。把它们作了一个简单的对比。表表1 1 模拟电路与数字电路的比较模拟电路与数字电路的比较内内 容容模模 拟拟 电电 路路数数 字字 电电 路路工作信号工作信号 模拟信号模拟信号数字信号数字信号管子工作状态管子工作状态 放大状态放

10、大状态饱和导通或截止（开关）饱和导通或截止（开关）基本单元电路基本单元电路 放大器放大器逻辑门、触发器逻辑门、触发器研究对象研究对象放大性能放大性能逻辑功能逻辑功能基本分析方法基本分析方法图解法、微变等效电路法图解法、微变等效电路法真值表、卡诺图、状态真值表、卡诺图、状态转换图、布尔代数转换图、布尔代数EDA分析方法分析方法PSpice、orCAD、Multisim等等HDL、MAX+plus II、Quartus II 、ISE等等数字电子技术基础数字电子技术基础课程导论课程导论 初学者应当在初学者应当在上适应上适应数字电路的特点数字电路的特点，才能取得良好的效果。才能取得良好的效果。 1、

11、学习数字电子技术，首先要培养对该门课程的学习数字电子技术，首先要培养对该门课程的兴趣。兴趣。 兴趣是学习最好的老师！兴趣是学习最好的老师！ 2、数字电子技术是一门、数字电子技术是一门实践性实践性很强的学科，只有通过很强的学科，只有通过多做实验多做实验、认真听讲认真听讲，认真看演示认真看演示，课下多练习课下多练习，多看，多看文文档资料档资料，主动分析设计主动分析设计常用数字电路系统，才能不断进步，常用数字电路系统，才能不断进步，不断提高实践能力。不断提高实践能力。数字电子技术基础数字电子技术基础课程导论课程导论 初学者应当在初学者应当在上适应上适应数字电路的特点数字电路的特点，才能取得良好的效果

12、。才能取得良好的效果。 3、数字电子技术是一门、数字电子技术是一门应用性应用性很强的学科，很强的学科，在学习过在学习过程中应重电子器件功能及应用，轻内部结构分析。程中应重电子器件功能及应用，轻内部结构分析。掌握各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。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、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明地体现了管路合一管路合一的特点。初学者

13、应充分注意这一特点。的特点。初学者应充分注意这一特点。一般来说，一般来说，学习电路结构不是我们的目的，目的是掌握电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。路功能、分析方法和设计思想。 数字电子技术基础数字电子技术基础课程导论课程导论数字逻辑电路数字逻辑电路组合逻辑电路组合逻辑电路时序逻辑电路时序逻辑电路 任一时刻的输任一时刻的输出出仅与仅与该时刻的输该时刻的输入信号有关，而与入信号有关，而与电路原有的输出状电路原有的输出状态态无关无关。 任一时刻的输出任一时刻的输出状态状态不仅与不仅与该时刻的该时刻的输入状态有关，还与输入状态有关，还与电路原有的输出状态电路原有的输

14、出状态有关有关。 按照逻辑功能的不同特点：按照逻辑功能的不同特点：数字电子技术基础数字电子技术基础课程导论课程导论表表2 数字集成电路按集成度分类数字集成电路按集成度分类数字电子技术基础数字电子技术基础课程导论课程导论 课程内容概要课程内容概要 数字电子技术课程理论体系数字电子技术课程理论体系 逻辑（布尔）代数基础逻辑（布尔）代数基础 逻辑门电路逻辑门电路 组合逻辑电路组合逻辑电路 触发器触发器 时序逻辑电路时序逻辑电路 半导体器件半导体器件 可编程逻辑器件（可编程逻辑器件（PLDPLD） 脉冲波形的产生与整形脉冲波形的产生与整形 数数/ /模转换器（模转换器（DACDAC） 模模/ /数转换

15、器（数转换器（ADCADC）基础部分基础部分拓展部分拓展部分数字电子技术综合应用数字电子技术综合应用数字电子技术基础数字电子技术基础课程导论课程导论 实践教学模块旨在提高学生的实践教学模块旨在提高学生的实际动手能力实际动手能力和和技术应用技术应用能力能力，最终培养学生，最终培养学生分析问题分析问题、解决问题解决问题及及创新创新的能力。的能力。 基基础础型型实实验验应应用用型型实实验验综综合合型型实实验验课课程程设设计计竞竞赛赛培培训训毕毕业业设设计计企企业业实实习习 数字电子技术课程实践体系数字电子技术课程实践体系数字电子技术基础数字电子技术基础课程导论课程导论v基础型实验：基础型实验：诸如门

16、电路、触发器的功能测试及常用的诸如门电路、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，旨在强调实验内容，旨在强调基本实验技能、基本实验知识与基基本实验技能、基本实验知识与基本实验方法本实验方法的重要性。的重要性。 v应用型实验：应用型实验：例如一些较为简单的课题，这些课题的电例如一些较为简单的课题，这些课题的电路规模相对较小，路规模相对较小，设计比较容易，学生力所能及设计比较容易，学生力所能及，如智，如智力竞赛抢答器、交通灯控制器等。力竞赛抢答器、交通灯控制器等。 v综合性实验：综合性实验：例如例如电路规模相

17、对较大的课题电路规模相对较大的课题，如具有报，如具有报时和时、分、秒显示的数字钟、数字电压表等。若这类时和时、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。考电路提供给学生。 因此类项目工作量较大，可模拟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。挥学生的团队精神。数字电子技术基础数字电子技术基础课程导论课程导论 课程设计属于创新性实践，要求学生综合运用学过课程设计属于创新性实践，要求学生综

18、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，如数字系统，如DDS设计、设计、VGA开发与设计等。通过真开发与设计等。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，提升学生的动手能力和分析问题、解决问题的能力，提升学生的工工程实践能力、创造能力、应用新技术程实践能力、创造能力、应用新技术及及团队合作团队合作的能力。的能力。 通常采用通常采用“项目式分组合作管理机制项目式分组合作管理机制”来组织实施。来组织实施。数字电子技术基础数字电子

19、技术基础课程导论课程导论 课程学习安排课程学习安排 本课程共本课程共8章，章，36讲讲，共计，共计119节节，前有引言，并提供，前有引言，并提供5-10讲课外讲座讲课外讲座和大量和大量实验演示视频实验演示视频，作为辅助学习资源，作为辅助学习资源，总视频数约为总视频数约为220段段左右。左右。 课程讲授按从课程讲授按从“章章讲讲节节”的顺序组织，其中每的顺序组织，其中每讲讲对对应一个完整的应一个完整的知识模块知识模块，讲中每，讲中每节节对应对应1个独立的个独立的知识点知识点，一般每节不超过一般每节不超过15分钟。每讲均含分钟。每讲均含“本讲主要内容本讲主要内容”和和“本讲小结本讲小结”，且每节后

20、面均附有相应的作业、思考题或，且每节后面均附有相应的作业、思考题或测试题。测试题。数字电子技术基础数字电子技术基础课程导论课程导论 课程各章授课安排如下表：课程各章授课安排如下表：章序号章名称讲数节数其它资源第一章第一章逻辑代数基础逻辑代数基础724第二章第二章逻辑门电路逻辑门电路414实验操作视频实验操作视频第三章第三章组合逻辑电路组合逻辑电路618实验仿真视频操作实验仿真视频操作第四章第四章触发器触发器39实验操作视频实验操作视频第五章第五章时序逻辑电路时序逻辑电路620实验操作仿真视频实验操作仿真视频第六章第六章半导体存储器和半导体存储器和PLDPLD48实验操作仿真视频实验操作仿真视频

21、第七章第七章脉冲波形的产生与整形脉冲波形的产生与整形414实验操作视频实验操作视频第八章第八章数数/ /模和模模和模/ /数转换器数转换器212合合 计计36119若干若干数字电子技术基础数字电子技术基础课程导论课程导论 课程各章授课安排如下表：课程各章授课安排如下表：序号序号组成组成所占比所占比例例(%)备注备注一一教材作业教材作业5二二课堂研讨参与课堂研讨参与25课堂发言、研讨、问题解课堂发言、研讨、问题解答与准备等积极程度答与准备等积极程度三三中国大学中国大学MOOCMOOC参与参与10随堂测试、单元测试、主随堂测试、单元测试、主观题完成情况，讨论参与观题完成情况，讨论参与四四期末闭卷考试期末闭卷考试60合合 计计100数字电子技术基础数字电子技术基础课程导论课程导论 “章章讲讲节节”授课顺序组织示例：授课顺序组织示例：第八章第八章 DAC和和ADC第第35讲讲 数数/模转换器模转换器(DAC)本讲主要内容本讲主要内容35-1 DA转换的基本原理转换的基本原理35-2 权电阻网络权电阻网络DAC35-3 倒倒T型电阻网络型电阻网络DAC35-4 权电流型权电流