《数字电子技术》课程教学大纲

《数字电子技术》课程教学大纲一、课程基本信息1．课程编号：14L185Q2．课程体系/类别：专业基础课/主干课3．学时/学分：48/34．先修课程：高等数学、电路分析、模拟电子技术5．适用专业：通信工程、自动化、铁道信号、电子科学与技术等二、课程教学目标及学生应达到的能力通过本课程的学习，加深对相关理论的深刻理解，提高分析和评估数字电路与系统的能力，掌握利用新技术设计标准集成电路和高密度可编程逻辑器件构成电子系统的能力，培养学生的发现问题、解决问题、评估问题的工程实践能力，为进一步学习各种超大规模集成电路的系统打下良好基础。通过本课程的学习力求使学生达到：1．掌握数字逻辑电路的基本概念与基本理论；2．掌握设计数字电路系统的基本分析与设计方法；3．掌握查阅集成电路手册和有关资料的基本方法；4．掌握数字电路的实验技能、实验设计和测试方法；5．提高学的发现问题、解决问题、评估问题的工程实践能力。三、课程教学内容和要求理论教学：序号知识单元知识点要求推荐学时1数字逻辑基础数字逻辑基础概述了解3数制与编码掌握（重点）逻辑代数基础掌握逻辑函数的表示方法掌握（难点）2逻辑门电路晶体管TTL与、或、非电路原理与应用、MOS与、或、非集成逻辑门电路原理与应用、集成注入逻辑电路I2L原理熟悉2三态门、OC门原理掌握（重点）1射极耦合ECL原理、BiCMOS电路原理熟悉（难点）1集成电路的工作过程与外部特性、三态总线传输数据系统的应用。专题研讨3组合逻辑电路组合逻辑电路分析与设计、通用集成逻辑模块电路的分析及其应用。掌握3组合逻辑电路竞争与冒险的机理、冒险现象的识别、冒险现象的消除方法掌握（重点）1超高速集成电路硬件描述语言VHDL熟悉（难点）1VHDL的行为描述与结构描述。专题研讨4时序逻辑电路基本RS触发器、同步RS触发器、主从JK触发器、主从T触发器、维持阻塞D触发器结构及工作原理掌握3时序电路的特点及其结构同步时序电路的分析与设计掌握3边沿JK触发器结构及工作原理主从JK触发器对激励信号的要求掌握（重点）1异步时序电路的分析与设计基本方法完全给定状态转换表的化简熟悉（难点）1维持阻塞D触发器边沿JK触发器工作原理与特点专题研讨5常用时序集成电路及其应用中规模集成同步、异步计数器的工作原理与应用、可逆计数器工作原理与应用、中规模集成寄存与移位寄存器的工作原理与应用掌握4反馈移位型序列信号发生器最长线性移位寄存器序列信号发生器熟悉时序模块的应用掌握（重点）2计数器型序列信号发生器原理与特点掌握（重点）2同步、异步时序电路的分析和设计方法专题研讨6可编程逻辑器件可编程逻辑器件的基本概念与基本单元、只读存储器ROM和可编程逻辑阵列PLA原理与特点、可编程阵列逻辑PAL和通用阵列逻辑GAL原理与特点、高密度可编程逻辑器件HDPLD和现场可编程门阵列FPGA工作原理熟悉2随机访问存储器RAM原理及其应用掌握（重点）2电子设计自动化现状与发展大规模集成电路的分析和设计方法熟悉（难点）2数字存储的方式与实践专题研讨7A/D转换器与D/A转换器ADC与DAC基本原理、权电阻型D/A转换器、R-2R网络型D/A转换器掌握3集成DAC0832及其应用并行比较型ADC掌握集成A/D转换器及其应用集成A/D转换器ADC0809转换原理掌握逐次比较型A/D转换器双积分型A/D转换器掌握（重点）串行比较型A/D转换器熟悉（难点）高性能A/D与D/A的外特性研究专题研讨8脉冲的产生和整形单稳态触发器工作原理与应用集成单稳态触发器掌握3晶体振荡器集成555定时器及其应用掌握单稳态触发器应用、非对称式、对称式等电路构成多谐振荡器原理掌握（重点）施密特触发器的基本工作原理掌握（难点）实验教学：序号实验项目主要内容实验类型必做/选做推荐学时1数字电路基本测试技术和方法根据TTL、CMOS门电路的主要参数定义，设计测试电路对74LS00和74HC00的参数测试技能必做22时序逻辑电路及脉冲产生的综合实现设计可编程彩灯控制器选作题：（1）用比较器和移位寄存器设计一电子锁（2）用译码器和计数器设计π发生器设计必做23可编程集成电路器件的综合实现用EPROM2764、DAC0832和其它电路设计一个三角波发生器选作题：（1）用EPROM2764、DAC0832和其它电路设计一个音乐发生器（2）用A/D转换器CC7106设计数字电压表综合必做24数字系统的电路设计和实现方法设计多功能时钟控制器选作题：（1）记分式多智力数字抢答器（2）数字频率计综合必做2四、课程教学安排在教学方法上，将课堂教学、专题讲座、课堂讨论、多媒体课件、新技术实验有机地结合，充分利用多媒体教学手段提高教学效率。课堂讲授部分在课堂讲授中，从宏观上引导学生对课程内容的总体把握，在掌握课程基本理论和基本方法的基础上，使学生能够触类旁通；从微观上启发学生能够从基本原理、集成电路外特性及系统工程方面去分析问题、解决问题和评估问题，提高学生的自主学习与探究能力。课堂讨论部分在课堂讨论中，学生提出疑难问题与新技术相关问题。在教师的启发引导下，一起分析研究，评估问题并提出多个可行解决方案。交换课程学习与专题研究的内容与体会，相互促进，共同提高。在多媒体教室中，可以将多种教学方法有机地的结合起来，并利用电子教案，CAI课件等教学辅助工具，实现边学习、边讨论、边实验。专题研讨(含实验教学)将理论教学与实验教学紧密结合，以面向工程实际问题为载体，以小组为单位，围绕大学生电子电路竞赛和创新项目，设计系列化的研究专题项目，循序渐进地引导学生开展专题研究与讨论，从而激发学生的学习兴趣，提高学生理论联系实际的能力，培养学生的探索精神和创新意识。对于大规模集成数字电路系统综合应用与新技术学习专题，通过专题讲座，给学生布置相关的科研小论文，鼓励学生自主选题，学生通过查阅资料、制定方案、分组实施等环节，最后归纳整理、交流评价，以提高学生善于发现问题、评估和解决问题的能力，培养学生积极的科学研究态度及团队精神。五、课程的考核理论考试成绩比例：平时成绩(10%)+专题研讨(10%)+期中考试（论文或口试）(20%)+期末考试(60%)。平时成绩根据习题作业、课堂讨论、课堂提问综合评定。专题研讨的成绩由教师、学生根据专题研讨报告、研究成果展示、交流情况综合评定。期中、期末考试内容侧重于基本概念、基本内容及其知识点的综合应用。期末考试成绩50分以上计入理论课成绩核算。考试形式：口试、闭卷、开卷、开卷闭卷相结合、总结报告与小论文。实验考试成绩比例：实验报告成绩（30%）+实验操作（40%）+期末考试成绩（30%）。总成绩：理论（85%）+实验（15%）实验成绩及格后参与总成绩的核算。六、本课程与其它课程的联系与分工先修课程：高等数学、电路分析、模拟电子技术后续课程：电子系统课程设计、微机接口、数字信号处理、DSP技术及应用电路分析使学生掌握了电路瞬时和稳态概念、系统频率特性等基本理论，模拟电子技术使学生具备了半导体基本概念与基本理论，为本课程数字电子电路分析与设计奠定理论基础。数字电子技术是基于半导体的电子技术入门课程之一，主要学习数字电子电路的基本概念、基本分析方法和基本实践技能，其教学内容为后续微机原理与接口技术、DSP、嵌入式系统等电子技术相关课程的学习奠定了基础。七、建议教材及教学参考书[1]侯建军.数字电子技术基础（第二版）.北京：高等教育出版社.2007。[2]阎石.数字电子技术基础（第五版）.北京：清华大学出版社.2006。[3]侯建军.电子技术基础实验、综合设计实验与课程设计.北京：高等教育出版社.2007。[4]谢自美.电子线路设计、实验、测试.武汉：华中科技大学出版社.2006。[5]周祖成.电子设计硬件描述语言VHDL.北京：学苑出版社.1994。[6]M.MorrisMano.DigitalDesign.PrenticeHall,Inc．2002