中国大学MOOC数字电子技术基础课件

1、数字电子技术基础课程导论Introduction of Digital Electronic Technique 第1页，共27页。主要内容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一、课程背景介绍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二、课程内容概要第2页，共27页。 课程背景介绍 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。 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

2、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。 数字电子技术在现代科技领域中占有重要地位。第3页，共27页。雷达、通信计算机、网络航空航天、自动控制智能移动终端教育改革微信互联网金融数电学习群-丁老师dwxwxy10140608数字电子技术在现代科技领域中占有重要地位。第4页，共27页。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

3、。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。第5页，共27页。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。第6页，共27页。数字电子技术课程目标、任务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

4、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。 目标 第7页，共27页。数字电子技术的特点两类信号模拟信号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数字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两类电路模拟电路工作在模拟信号下的电子电路数字电路工作在数字信号下的电子电路第8页，共27页。数字电子技术的特点正弦波语音信号tv010011010td1543离散信号二值离散信号第9页，共27页。数字电子技术的定义及特点 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。 对数字信号进行产生、传递、变

5、换、运算、存储、显示等处理的电路称为数字电路。由于数字电路不仅能对信号进行数值运算，而且具有逻辑运算和逻辑判断的功能，所以又称为数字逻辑电路或逻辑电路。第10页，共27页。 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：数字电子技术的定义及特点第11页，共27页。 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

6、 拟 电 路数 字 电 路工作信号 模拟信号数字信号管子工作状态 放大状态饱和导通或截止（开关）基本单元电路 放大器逻辑门、触发器研究对象放大性能逻辑功能基本分析方法图解法、微变等效电路法真值表、卡诺图、状态转换图、布尔代数EDA分析方法PSpice、orCAD、Multisim等HDL、MAX+plus II、Quartus II 、ISE等数字电路的学习方法第12页，共27页。 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

7、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。第13页，共27页。 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。 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。 第14页，共27页。数

8、字电路的分类数字逻辑电路组合逻辑电路时序逻辑电路 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。 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。 按照逻辑功能的不同特点：第15页，共27页。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。表2 数字集成电路按集成度分类第16页，共27页。 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 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

9、换器（ADC）基础部分拓展部分数字电子技术综合应用第17页，共27页。 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。 基础实践创新实践实践教学体系基础型实验应用型实验综合型实验课程设计竞赛培训毕业设计企业实习 数字电子技术课程实践体系第18页，共27页。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。 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。

10、 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。第19页，共27页。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。 通常采用“项目式分组

11、合作管理机制”来组织实施。第20页，共27页。 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。第21页，共27页。 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逻辑代数基础724第二章逻辑门电路414实验操作视频第三章组合逻辑电路618实验仿真视频操作第四章触发器39实验操作视

12、频第五章时序逻辑电路620实验操作仿真视频第六章半导体存储器和PLD48实验操作仿真视频第七章脉冲波形的产生与整形414实验操作视频第八章数/模和模/数转换器212合 计36119若干第22页，共27页。 课程各章授课安排如下表：序号组成所占比例(%)备注一教材作业5二课堂研讨参与25课堂发言、研讨、问题解答与准备等积极程度三中国大学MOOC参与10随堂测试、单元测试、主观题完成情况，讨论参与四期末闭卷考试60合 计100第23页，共27页。 “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DAC35-3 倒T型电阻网络DAC35-4 权电流型DAC35-5 具有双极性输出的DAC35-6 DAC转换器的转换精度与转换速度本讲小结每节对应一个知识点每讲对应一个知识模块第24页，共27页。 课程学习资料Modern Digital Electronics (3rd)，R.P.Jain，清华大学出版社数字电子技术基础（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