《数字电子技术》课程教学大纲

《数字电子技术》教学大纲适用范围：2020版本科人才培养方案课程代码：06130111课程性质：专业必修课学分：3.5学分学时：56学时（其中：理论48学时，实验8学时）先修课程：高等数学、大学物理、电路分析基础后续课程：单片机原理及应用适用专业：物联网工程、物联网工程专升本、软件工程、软件工程专升本教材：《数字电子技术基础》（第六版），阎石主编，高等教育出版社，2016.4开课单位：电子信息工程学院一、课程的性质与任务课程性质：本课程是物联网工程、物联网工程专升本、软件工程、软件工程专升本等专业本科学生的专业必修课。课程任务：《数字电子技术》课程的任务是使学生熟悉数字电路的基础理论知识，理解基本数字逻辑电路的电路组成和工作原理，掌握数字逻辑电路的基本分析和设计方法，具有应用数字逻辑电路初步解决数字逻辑问题的能力，为以后学习微机原理、单片机原理等后续课程以及从事数字电子技术领域的工作打下扎实的基础。课程教学目标1.知识目标1.1熟悉数制与码制的基本概念、表示方法；1.2掌握逻辑代数基本概念、定理、规则、表示方法；1.3了解门电路的组成、工作原理；1.4熟悉组合逻辑电路的分析、设计原理和步骤；1.5理解各种触发器的电路组成和工作原理；1.6熟悉时序逻辑电路的分析、设计原理和步骤；1.7掌握脉冲产生与整形电路组成和工作原理；1.8了解模数和数模转换的电路组成和工作原理。2.能力目标2.1具备数制转换、二进制算数运算和编码的能力；2.2具备逻辑代数化简和不同表示方法转换的能力；2.3具备各种门电路使用能力；2.4具备组合逻辑电路的分析、设计能力；2.5具备各种触发器使用能力；2.6具备时序逻辑电路的分析、设计能力；2.7具备脉冲产生与整形电路使用能力；2.8具备模数和数模转换的电路使用能力。3.素质目标3.1具有坚定正确的政治方向，树立科学的世界观、人生观和价值观；3.2具有良好的社会公德和职业道德、较强的社会责任感和团队合作精神；3.3具有严谨的科学态度和现代社会的竞争意识、环境保护意识、价值效益意识、求实创新意识等专业素质；3.4具有良好的心理素质，树立正确的审美观念，具有劳动精神和劳动意识。课程的基本内容及要求数制与码制1．课程教学内容（1）数制概述；（2）不同数制之间的转换；（3）二进制算数运算；（4）编码。2．课程重点难点重点:二、八、十、十六进制的表示方法、二进制算数运算原理方法、几种常见编码的表示方法；难点:不同数制的相互转换、补码、反码。3．课程教学要求（1）熟悉二、八、十、十六进制的表示方法及相互转换；（2）掌握二进制算数运算的原理和方法；（3）熟练掌握几种常见编码的使用。（二）逻辑代数基础知识1．课程教学内容（1）逻辑代数的基本概念、公式和定理；（2）逻辑涵数的化简；（3）逻辑函数的表示方法及其相互转换。2．课程重点难点重点:三种基本逻辑运算和几种导出逻辑运算；真值表、逻辑式、逻辑图之间的相互转换；基本公式和基本定律；三个重要规则；常见的逻辑式；用并项法、吸收法、消去法、配项法对逻辑函数进行化简；用卡诺图表示逻辑函数；用卡诺图化简逻辑函数；难点:将真值表转换为逻辑式。吸收律和摩根定律；代入规则；运用代数化简法对逻辑函数进行化简。用卡诺图化简逻辑函数以及具有无关项的逻辑函数的化简。3．课程教学要求（1）熟练掌握基本逻辑运算和几种常用复合导出逻辑运算；（2）熟练运用真值表、逻辑式、逻辑图来表示逻辑函数；（3）理解并掌握逻辑代数的基本公式、基本定律和三个重要规则；（4）掌握代数化简的几种基本方法并能熟练运用；（5）熟练运用卡诺图化简逻辑函数。（三）门电路1．课程教学内容（1）二极管、三极管和MOS管的开关特性；（2）分立元件门电路；（3）CMOS集成门电路；（4）TTL集成门电路。2．课程重点难点重点:二、三极管的开关特性和开关等效电路，TTL集成逻辑门电路的结构、工作原理和外部特性，OC门和TTL三态门的应用，CMOS集成逻辑门电路的结构及原理；难点:分立元件门电路的工作原理，TTL集成逻辑门电路的结构、工作原理和外部特性，OC门和TTL三态门的工作原理，MOS集成逻辑门电路的原理。3．课程教学要求（1）熟悉二、三极管的开关特性，掌握三极管导通、截止条件；

（2）了解分立元件与门、或门、非门及与非门、或非门的工作原理和逻辑功能，（3）熟悉TTL集成逻辑门电路的结构、工作原理和外部特性，（4）熟悉OC门和TTL三态门的工作原理及有关的逻辑概念；

（5）了解国际上通用标准型号和我国现行国家标准，（6）了解CMOS集成逻辑门电路的结构及原理；

（7）掌握集成逻辑门电路的应用。

（四）组合逻辑电路1．课程教学内容（1）组合逻辑电路的分析方法和设计方法；（2）加法器和数值比较器；（3）编码器和译码器；（4）数据选择器和分配器，（5）用中规模集成电路实现组合逻辑函数；（6）组合逻辑电路的竞争冒险。2．课程重点难点重点:组合电路的分析方法和设计方法，半加器、全加器、数值比较器的基本概念，编码、编码器、优先编码的概念，MSI器件74LS138的功能和实现组合逻辑函数的方法，数据选择器的逻辑功能及其实现组合函数的方法；难点:编码器、译码器的扩展，MSI器件74LS138实现组合逻辑函数的方法，数据选择器实现组合函数的方法。3．课程教学要求（1）掌握组合逻辑电路的定义、特点和研究重点、功能描述；

（2）掌握组合电路的分析方法和设计方法；（3）掌握半加器，全加器的逻辑功能、逻辑符号；

（4）了解多位加法器实现进位的两种方法；

（5）掌握数值比较器的逻辑功能；

（6）掌握编码、编码器、优先编码的概念；

（7）了解二进制编码器的逻辑功能、设计方法；

（8）了解优先编码器MSI器件74LS147的逻辑功能；

（9）掌握译码原理、译码器的设计方法；

（10）掌握MSI器件74LS138的功能、使用、功能扩展、逻辑符号；

（11）掌握查手册了解MSI器件功能的方法；

（12）掌握用译码器实现组合逻辑函数的方法；（13）掌握七段半导体数码显示器的工作原理和使用方法；

（14）掌握四选一、八选一的逻辑功能，对应MSI器件的使用；

（15）掌握用数据选择器实现组合函数的方法；

（16）了解竞争冒险的概念，产生的原因，竞争冒险的判断，竞争冒险现象的消除方法。（五）触发器1．课程教学内容（1）基本触发器；（2）同步触发器；（3）边沿触发器。2．课程重点难点重点:基本概念要正确建立，D、JK触发器的逻辑功能及其功能描述方法，触发器的触发方式；难点:现态、次态、不定状态的正确理解，D、JK触发器的逻辑功能的相互转换。课程教学要求（1）掌握时序电路的定义、分类、触发器的特点；

（2）掌握基本RS触发器的电路结构、工作原理、逻辑功能；

（3）掌握同步RS触发器的工作原理、逻辑功能；（4）掌握同步D、JK触发器的逻辑功能，熟练掌握逻辑功能的各种描述方法；（5）掌握触发器的边沿触发方式；

（6）掌握T、T′的逻辑功能。

（六）时序逻辑电路1．课程教学内容（1）时序电路的基本分析和设计方法；（2）计数器；（3）寄存器和读/写存储器；（4）顺序脉冲发生器。2.课程重点难点重点:基本概念正确掌握：时序电路、同步、异步、现态、次态、驱动方程、状态方程、状态转换真值表、状态图、时序图、自启动，同步时序电路的设计/分析方法，同步时序电路的状态设定、状态化简、状态分配，计数器的逻辑功能描述，特别是时序图，MSI74LS290的逻辑功能、应用（级联法、反馈归零），异步置0和置9功能的正确理解，MSI74LS161的逻辑功能、应用（级联法、反馈归零），同步置数功能的正确理解，寄存器和移位寄存器的基本概念、工作原理、工作波形，顺序脉冲的概念及实现，RAM的结构、工作原理和存储单元，多片RAM的扩展；难点:异步时序逻辑电路的分析;MSI74LS290的逻辑功，应用（级联法、反馈归零），MSI74LS161的逻辑功能、应用（级联法、反馈归零），6管CMOS静态存储单元的存储原理。3．课程教学要求（1）掌握时序电路的概念、电路构成与组合电路的区别、分类；

（2）掌握同步时序电路的分析和设计方法（通过举例说明）；

（3）了解异步时序逻辑电路的分析方法；（4）掌握74LS290、74LS161的逻辑功能、应用（级联法、反馈归零法）；

（5）掌握N进制计数器的实现；

（6）掌握查手册使用MSI计数器的方法；（7）掌握寄存器及移位寄存器的基本概念、工作原理、工作波形；

（8）了解双向移位寄存器74LS194的逻辑功能；

（9）了解寄存器、移位寄存器的应用；

（10）掌握顺序脉冲发生器的工作原理、实现方法、注意问题；（11）熟悉RAM的结构和操作过程；

（12）了解RAM的扩展方式。（七）脉冲产生与整形电路1．课程教学内容（1）施密特触发器；（2)单稳态触发器；（3）多谐振荡器。2．课程重点难点重点:555定时器的结构框图和工作原理，555定时器的应用电路及其工作原理，三种电路的特点、重要参数、应用；难点:555定时器的工作原理和应用电路。3．课程教学要求（1）掌握施密特触发器的工作原理特点、电压传输特性、回差的概念、应用；

（2）掌握单稳态触发器的常用电路形式、工作特点，集成单稳态触发器的参数计算、应用；（3）了解石英晶体振荡器的特点；

（4）掌握多谐振荡器的常用电路形式、工作原理。（八）数模与模数转换电路1．课程教学内容（1）D/A转换器；（2）A/D转换器。2．课程重点难点重点:DAC的基本原理，ADC的基本原理主要参数及应用；难点:R－2R倒T形电阻网络电阻实现数字量到模拟量的转换，A/D转换四个步骤。3．课程教学要求（1）掌握DAC和ADC的定义及应用；

（2）了解DAC的分类及主要参数；

（3）了解R－2R倒T形电阻网络DAC的结构和基本原理；

（4）了解ADC的应用、分类及主要参数；

(5)了解逐双积分、逐次逼近型、并联比较ADC的电路结构及工作原理。

四、课程学时分配教学章节理论实践（验）讨论、习题一、数制与码制2二、逻辑代数基础6三、门电路4四、组合逻辑电路1022五、触发器42六、时序逻辑电路1022七、脉冲产生与整形电路42八、模数与数模转换电路4总计4484五、课程考核方式与要求考核方式：本课程主要以随堂练习、作业评价、阶段测验、课内实验、线上学习、期末考试等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：（加强过程考核）考核总成绩由期末试卷成绩和随堂练习、作业评价、阶段测验、课内实验、线上学习等过程性评价成绩组成。其中：期末试卷成绩为100分（权重60%），试题类型为填空题、选择题、判断题、简答题、计算题和分析题等类型，试卷中基本知识、基本理论、基本技能不超过50%左右，综合应用题、分析题不低于50%左右；随堂练习、作业评价、课堂讨论、课内实验、阶段测验、线上学习等过程性评价成绩为100分（权重40%）；过程性评价和考试试题分值应与教学大纲各章节的学时基本成比例。六、课程资源库1.《数字电子技术基础简明教程》（第三版），余孟尝主编，高等教育出版社，2006.7。2.康华光编.电子技术基础（数字部分）.高等教育出版社,2002。3.DigitalFundamentals,TenthEditionThomasL.Floyd著.数字电子技术（第10版）电子工业出版社,2011。4.张丽霞;张庆元;曹石，浅析数字电路的发展趋势[J]，科技资讯，2014-07-03。5.吴建宁，实用教学数字电路时钟电路的成型与调试[J]，电子制作，2015-10-01。6.邓发玉，脉冲校准信号的设计与实现[J]，数字技术与应用，2016-01-15。7.陈淑芳，数字电路抗干扰常用措施[J]，电子技术与软件工程，2017-10-26。8.张春梅，数字电路中卡诺图的更多应用研究[J]，天津职业院校联合学报，2018-04-25。9.许亚迪;张路莹;HYPERLINK"