《数字电路与数字逻辑》课程教学大纲

《数字电路与数字逻辑》课程教学大纲一、课程基本信息课程编号：B021111课程名称：数字电路与数字逻辑英文名称：DigitalCircuitsandLogics先修课程：电路分析适用专业：通信工程课程类别：专业教育主干课程课程总学时/学分：48/3（其中理论38学时，实验10学时）二、课程目标通过本课程的学习，使学生具备下列能力：1．深刻理解数字电路的基本理论、基本概念和基本方法，数制转换，逻辑运算，逻辑函数化简，半导体开关特性，逻辑门电路，组合逻辑电路，触发器，时序逻辑电路，理解脉冲信号的产生与整形，了解A/D、D/A转换的工作原理。2．熟练掌握数字逻辑电路的分析方法，利用对典型数字电路的逻辑功能分析，深刻理解其工作原理，实现灵活应用，并对分析相关后续课程电路打下基础。3．能够掌握数字逻辑电路的一般设计方法，通过对典型数字电路的设计，明确输入输出间的逻辑关系，利用逻辑思维明晰设计思路，达到熟练应用中规模集成电路进行逻辑电路设计的能力。4．依据数字电路设计的理论和方法，能将实际问题转化为逻辑问题，独立完成电路连接、测试及优化，提高学生的自主意识，为今后深入学习数字电子技术领域的内容，以及为数字技术在专业中的应用打好基础。三、课程目标与毕业要求的关系毕业要求指标点课程目标1.工程知识：掌握数学和物理等自然科学基础知识，电路、电子线路、电磁场与电磁波、信号与系统分析和计算机技术等工程基础知识，用于分析和解决通信工程领域的复杂工程问题。1-3掌握通信专业知识，能够对信息通信系统的设计方案和模型进行推理和验证；课程目标1课程目标23.设计/开发解决方案：能够针对信息通信领域的复杂工程问题提出有效的解决方案，设计满足功能需求、性能指标的软硬件系统或功能单元，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。3-3能够应用信息通信领域的相关知识，设计/开发满足系统需求的解决方案，并体现创新意识；课程目标2课程目标3课程目标45.使用现代工具：能够针对信息通信领域复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。5-2能够选择使用恰当的技术，开发或利用软硬件工具，分析并解决通信系统的复杂工程问题；课程目标3教学内容、要求及重难点第一章逻辑代数基础（6学时）教学要求：1．掌握常用数制间的相互转换及正负数的原、反、补码。2．了解数字电路中的常用码制。3．掌握逻辑代数常用的逻辑运算。掌握逻辑代数常用公式、定理及应用掌握逻辑函数的五种表示方法及其相互转换。掌握逻辑函数的公式化简法和卡诺图化简法教学重点：常用数制间的相互转换；逻辑代数的基本逻辑运算、公式、定理及应用；逻辑函数的公式化简法和卡诺图化简法。教学难点：逻辑代数的应用；逻辑函数的公式化简法和卡诺图化简法。第二章逻辑门电路（6学时）教学要求：掌握；；掌握的结构、工作原理及使用规则；掌握；掌握1．掌握半导体二极管、三极管和场效应管的开关特性。2．熟悉分立元件门电路的内部组成、工作原理。3．掌握CMOS集成门电路、TTL集成门电路的结构、工作原理及使用规则。4．了解CMOS门电路与TTL门电路的接口技术。教学重点：TTL与非门及其它功能的TTL门，CMOS反相器及逻辑门。教学难点：TTL门和OC门的使用区别，三态门的特点。[实验名称]集成逻辑门的逻辑功能与参数测试[实验类型]验证性[实验要求]1．熟悉数字电路实验装置的结构，基本功能和使用方法。2．掌握集成逻辑门电路的逻辑功能和主要参数的测试方法。3．掌握集成逻辑器件的使用规则。[实验学时]2学时第三章组合逻辑电路的分析与设计（8学时）教学要求：1．熟悉组合电路的结构和逻辑功能特点。2．掌握组合电路的分析方法。3．掌握常用集成组合电路的逻辑功能、特点和应用。4．掌握组合电路的设计方法。5．掌握集成译码器、数据选择器实现组合逻辑函数的理论依据及实现方法。6．了解组合逻辑电路中竞争冒险的概念、产生原因和消除方法。教学重点：组合电路的分析、设计方法；常用集成组合电路的逻辑功能、特点和应用。教学难点：常用集成组合电路的应用；组合电路的设计。[实验名称]组合逻辑电路设计与测试[实验类型]设计性[实验要求]1．掌握组合逻辑电路的特点及一般分析、设计方法；。2．熟悉七段译码显示器的工作原理及使用方法。掌握中规模集成译码器、编码器的逻辑功能及应用。4．能够利用门电路设计简单组合逻辑电路。[实验学时]2学时第四章触发器（8学时）教学要求：1．了解触发器的分类。2．掌握基本RS触发器的结构、逻辑功能分析、逻辑功能表示方法。3．掌握时钟触发器结构、逻辑功能分析、逻辑功能表示方法及特点。4．掌握边沿触发器的结构、逻辑功能分析、逻辑功能表示方法及特点。5．熟悉不同触发器之间的相互转换。6．掌握触发器的应用。教学重点：RS、JK、D、T4种触发器的逻辑功能特点；时钟触发器和边沿触发器的动作特点。教学难点：不同种类触发器的动作特点。[实验名称]触发器及应用[实验类型]验证性[实验要求]1．掌握利用与非门构成基本RS触发器。2．掌握基本RS触发器、边沿JK触发器、同步D触发器、T触发器的逻辑功能。3．熟悉触发器之间相互转换的方法。4．熟悉异步信号R和S的控制作用。[实验学时]2学时第五章时序逻辑电路（10学时）1．了解计数器的分类。2．掌握时序电路的一般分析方法和设计方法。3．熟悉同步计数器的电路结构、逻辑功能分析方法和表示方法。4．熟练掌握用集成计数器构成N进制计数器的方法。5．了解寄存器的分类，掌握其电路结构、逻辑功能分析方法。6．掌握寄存器的应用。教学重点：时序逻辑电路的分析方法；用集成计数器构成N进制计数器；寄存器的应用。教学难点：时序逻辑电路的设计；常用集成时序逻辑电路的应用。[实验名称]计数器及其应用[实验类型]设计性[实验要求]1．学习用集成触发器组成计数器的方法。2．掌握中规模集成计数器的功能及使用方法。3．学会用中规模计数器组成N进制计数器及1/N分频器。[实验学时]2学时第六章（6学时）教学要求：1．深刻理解555定时器的电路组成和功能。2．掌握施密特触发器、单稳态触发器及多谐振荡器电路构成及其应用。3．熟悉555定时器的典型应用。教学重点：555定时器的基本功能；多谐振荡器、施密特触发器的特点、功能、参数及应用。教学难点：用555定时器构成的单稳、多谐、施密特电路的波形和参数计算。[实验名称]脉冲信号的产生与整形[实验类型]验证性[实验要求]1．掌握施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器的原理及构成方法。2．掌握555定时器的原理及基本应用。3．熟悉定时元件R、C与脉冲周期和宽度的关系。[实验学时]2学时第七章A/D、D/A转换电路（4学时）教学要求：1．理解数模转换器的基本概念。2．掌握倒T型电阻网络D/A转换器的结构和工作原理。3．掌握A/D转换的一般步骤。4．掌握逐次渐近型、双积分型A/D转换器的结构和工作原理。5．掌握D/A、A/D转换器的主要技术指标。教学重点：D/A、A/D转换器的典型电路原理；输出量与输入量间的定量关系以及特点、参数。教学难点：数模、模数转换电路的工作原理。五、课程教学内容、教学方式对课程目标的支撑序号课程内容框架教学内容教学方式学时支撑课程目标1逻辑代数基础常用数制间的相互转换；正负数的原、反、补码；数字电路中的常用码制；逻辑代数常用公式、定理及应用；逻辑函数的五种表示方法及其相互转换；逻辑函数的公式化简法和卡诺图化简法。讲授、课堂讨论、课堂引导与启发下的课堂训练和课外作业布置、学生动手实验和课后撰写实验报告6课程目标12逻辑门电路半导体二极管、三极管和场效应管的开关特性;分立元件门电路的内部组成、工作原理；CMOS集成门电路、TTL集成门电路的结构、工作原理及使用规则；OC门、三态门的特点及应用；CMOS门电路与TTL门电路的接口技术。讲授、课堂讨论、课堂引导与启发下的课堂训练和课外作业布置、学生动手实验和课后撰写实验报告6课程目标13组合逻辑电路的分析与设计组合电路的结构和逻辑功能特点；组合电路的分析方法；常用集成组合电路的逻辑功能、特点和应用；组合电路的设计方法；集成译码器、数据选择器实现组合逻辑函数的理论依据及实现方法；组合逻辑电路中竞争冒险的概念、产生原因和消除方法。讲授、课堂讨论、课堂引导与启发下的课堂训练和课外作业布置、学生动手实验和课后撰写实验报告8课程目标1课程目标2课程目标3课程目标44触发器触发器的分类；基本RS触发器、时钟触发器、边沿触发器的结构、逻辑功能分析、逻辑功能表示方法；RS、JK、D、T4种触发器的逻辑功能特点；不同触发器之间的相互转换。讲授、课堂讨论、课堂引导与启发下的课堂训练和课外作业布置、学生动手实验和课后撰写实验报告8课程目标1课程目标2课程目标35时序逻辑电路计数器的分类；时序电路的一般分析方法；同步计数器的电路结构、逻辑功能分析方法和表示方法；集成计数器构成N进制计数器的方法；寄存器的分类；寄存器电路结构、逻辑功能分析方法；寄存器应用。讲授、课堂讨论、课堂引导与启发下的课堂训练和课外作业布置、学生动手实验和课后撰写实验报告10课程目标1课程目标2课程目标3课程目标46脉冲信号的产生与整形电路555定时器的电路组成和功能；施密特触发器电路构成及其应用；单稳态触发器电路构成及其应用；555定时器的典型应用。讲授、课堂讨论、课堂引导与启发下的课堂训练和课外作业布置、学生动手实验和课后撰写实验报告6课程目标1课程目标2课程目标37A/D、D/A转换电路数模转换器的基本概念；倒T型电阻网络D/A转换器的结构和工作原理；A/D转换的一般步骤；次渐近型、双积分型A/D转换器的结构和工作原理；D/A、A/D转换器的主要技术指标。讲授、课堂讨论、课堂引导与启发下的课堂训练和课外作业布置、学生动手实验和课后撰写实验报告4课程目标1课程目标2课程目标3六、课程目标与考核内容课程目标考核内容课程目标1：深刻理解数字电路的基本理论、基本概念和基本方法，数制转换，逻辑代数运算，逻辑函数化简，半导体开关特性，逻辑门电路，组合逻辑电路，触发器，时序逻辑电路，理解脉冲信号的产生与整形，了解A/D、D/A转换的工作原理。1.数制转换，逻辑代数运算，逻辑函数化简，半导体开关特性，逻辑门电路，组合逻辑电路，触发器，时序逻辑电路，脉冲信号的产生与整形，A/D、D/A转换。2.期末考试成绩。课程目标2：熟练掌握数字逻辑电路的分析方法，利用对典型数字电路的逻辑功能分析，深刻理解其工作原理，实现灵活应用，并对分析相关后续课程电路打下基础。1.使用组合逻辑电路和时序逻辑电路的一般分析方法，能够分析出电路具有的逻辑功能。2.期末考试成绩。课程目标3：能够掌握数字逻辑电路的一般设计方法，通过对典型数字电路的设计，明确输入输出间的逻辑关系，利用逻辑思维明晰设计思路，达到熟练应用中规模集成电路进行逻辑电路设计的能力。1.在已有典型集成逻辑电路的基础上，利用一般设计方法，解决简单实际问题。2.期末考试成绩。课程目标4：依据数字电路设计的理论和方法，能将实际问题转化为逻辑问题，整理实验数据，画出设计电路，选择的器件参数，独立完成电路连接、测试及优化，提高学生的自主意识，为今后深入学习数字电子技术领域的内容，以及为数字技术在专业中的应用打好基础。综合数字电路设计的理论和方法，构建合理电路图，利用集成模块设计实现复杂电路的逻辑功能。2.期末考试成绩。七、考核方式与评价细则考核方式比例考核/评价细则期末考试100%严格按照《数字电路与数字逻辑》课程期末统考成绩。八、课程及课程目标达成评价1．课程目标达成评价本课程分目标达成度=试题分目标平均成绩/