《数字电子技术 (2)》课程教学大纲

《数字电子技术》课程教学大纲课程编号：ABJD0505课程名称：数字电子技术课程英文名称：DigitalCircuitandLogicDesign课程性质：必修课程学分数：4学分课程学时数：64学时授课对象：电子信息工程、电子科学与技术本课程的前导课程：高等数学、电路、模拟电子一、课程简介数字电子技术是电子科学技术学生必修的一门专业技术基础课，通过本课程的学习，应掌握数字电子技术的基本原理、基本分析与设计方法。熟悉中大规模集成电路应用。为各种数字逻辑系统的分析、设计与应用打下坚实的基础。学生能从中获得数字电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能，培养学生分析问题和解决问题的能力，使学生能够指导中学生进行电子技术方面的课外活动。同时，为今后从事电子技术的研究工作打下基础。二、教学基本内容和要求（一）数字概念课程教学内容：了解什么是数字的基本概念课程的重点、难点：重点：逻辑电平的理解和界定难点：数字波形的画法课程教学要求：掌握：数字量和模拟量理解：二进制数了解：其他特殊数字波形（二）计数系统、运算和编码课程教学内容：掌握常用的几种数制及常用的几种编码课程的重点、难点：重点：数制之间的转换难点：自行编制专用的代码课程教学要求：掌握：二、十进制及十六进制之间的转换，8421BCD码理解：进制的概念了解：其他常用编码（三）逻辑门课程教学内容：半导体二极管、双极型三极管、MOS管的开关特性；TTL门电路、CMOS门电路的电路结构及工作原理、输入输出特性、动态特性课程的重点、难点：重点：TTL与非门及其他功能的TTL门，MOS反相器及逻辑门、CMOS反相器及逻辑门难点：TTL门和OC门的区别，三态门的特点课程教学要求：掌握：TTL和CMOS集成门电路的逻辑功能、电气特性和使用方法理解：TTL和CMOS门电路的输出结构（推拉式/补输出、OC/OD输出、三态输出）了解：正逻辑和负逻辑的概念（四）布尔代数和逻辑化简课程教学内容：逻辑代数的基本定理、逻辑函数的公式法化简及卡诺图化简以及具有无关项的逻辑函数卡诺图化简法课程的重点、难点：重点：逻辑代数的基本定理和规则，逻辑代数的化简难点：逻辑函数的代数化简法课程教学要求：掌握：逻辑代数基本定律和定理、逻辑函数的五种描述方法，逻辑函数的公式和卡若图化简法理解：逻辑函数约束项的概念、约束条件的表示方法、具有约束的逻辑函数函数化简方法了解：逻辑代数的基本运算规则：代入规则、反演规则和对偶规则（五）组合逻辑课程教学内容：基本组合逻辑电路；电路的实现；与非门和或非门的通用特性；课程的重点、难点：重点：懂得组合逻辑电路的原理难点：使用与非门和或非门的逻辑课程教学要求：掌握：与非门通用的问题理解：组合逻辑电路的分析了解：具有脉冲波形输入的逻辑电路运算（六）组合逻辑电路函数课程教学内容：组合逻辑电路的分析方法和设计方法、常用组合逻辑电路的功能介绍（编码器、译码器、数据选择器、加法器、数值比较器）、组合逻辑电路中的竞争—冒险现象的成因及消除方法课程的重点、难点：重点：组合逻辑电路的分析，组合逻辑电路的设计，译码电路，数据选择器难点：组合逻辑电路的分析和设计方法课程教学要求：掌握：组合逻辑电路的分析方法与设计的基本方法，常用集成组合逻辑器件的逻辑功能和使用方法。理解：用小规模集成门电路组成的组合逻辑电路的一般分析方法和设计方法，常用的中规模集成编码器、译码器、数据选择器和全加器的逻辑功能了解：七段译码器的逻辑功能和使用方法（七）锁存器、触发器和定时器课程教学内容：SR锁存器、及三种不同触发方式(电平触发、脉冲触发、边沿触发)触发器的工作原理和功能描述方法、触发器的逻辑功能分类及其转换课程的重点、难点：重点：触发器的逻辑功能、时钟触发器的触发方式难点：触发器的触发方式课程教学要求：掌握：SR锁存器的电路结构和工作原理，常用触发器(RS、JK、D和T)的逻辑功能、触发方式和特性。理解：常用集成触发器的逻辑符号、功能特点以及异步置位、复位功能了解：触发器的结构及工作原理（八）计数器课程教学内容：时序逻辑电路的特点、分类和功能描述，同步时序逻辑电路的特点及其分析和设计方法，常用时序逻辑电路（寄存器、计数器）的组成和工作原理课程的重点、难点：重点：同步时序逻辑电路的分析和设计方法，寄存器、计数器难点：时序逻辑电路的设计方法、分析和作时序波形图课程教学要求：掌握：时序逻辑电路的基本分析方法分及其作用；理解：同步时序逻辑电路基本设计方法了解：时序逻辑电路的特点。（九）移位寄存器课程教学内容：基本移位寄存器的工作原理及其应用；串行输入和输出移位寄存器；计数器和应用；双向移位寄存器；课程的重点、难点：重点：的种类和特点、组成、工作原理及其应用、扩展的方式难点：移位寄存器的工作原理、特点、扩展和使用课程教学要求：掌握：寄存器和移位寄存器的设计方法理解：寄存和移位寄存器工作原理的理解了解：双向移位寄存器（十）数字信号处理课程教学内容：D/A转换器的基本工作原理、输入和输出关系的计算，A/D转换器的基本工作原理、主要类型、结构特点、基本工作原理和性能比较，D/A、A/D转换速度和转换精度课程的重点、难点：重点：权电阻求和网络DAC和R-2R梯形电阻网络DAC以及并行比较ADC难点：权电阻求和网络DAC和R-2R梯形电阻网络DAC以及并行比较ADC课程教学要求：掌握：D/A转换器和A/D转换器的基本概念理解：典型的模-数、数-模转换器的工作原理了解：D/A、A/D转换速度和转换精度（十一）集成电路技术课程教学内容：555定时器的工作原理及应用、用555定时器构成的三种常用脉冲电路的组成、工作特点及其分析方法，施密特触发器和单稳态触发器的功能特点及应用课程的重点、难点：重点：施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器难点：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课程教学要求：掌握：555定时器的工作原理及应用理解：施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器的特点及应用了解：脉冲波形的性能参数三、实验教学内容及基本要求从以下实验中选做16学时实验：（一）晶体管开关特性限幅器与箝位器（2学时）观察晶体管的开关特性，掌握箝位器限幅器的工作原理（二）门电路（2学时）测试TTL与非门的电压传输特性验证组合门电路的逻辑功能（三）集电极开路门与三态门（2学时）掌握集电极开路门与三态门的逻辑功能和使用方法（四）基本逻辑综合运用（3学时）运用与、或、非三种门电路进行逻辑组合，了解二进制数的计数规律（五）译码器与编码器（2学时）掌握译码器和编码器的工作原理。（六）顺序脉冲发生器（2学时）掌握顺序脉冲发生器电路的特点和工作原理（七）利用集成逻辑门构成的脉冲电路（2学时）掌握用集成逻辑门构成的稳态触发器和自激多谐振荡器的基本工作原理（八）数据选择器（2学时）熟悉中规模集成电路数据选择器的工作原理及逻辑功能（九）同步时序逻辑电路的设计（3学时）实验验证所设计电路的逻辑功能，了解状态分配对电路复杂性的影响（十）触发器（2学时）熟悉D触发器和JK触发器的功能及功能转换（十一）计数器（2学时）熟悉几种用JK触发器构成的计数器的功能并测试分析（十二）555定时器及其应用（2学时）熟悉555定时器电路的工作原理，设计多谐振荡器和单稳触发器（十三）移位寄存器（2学时）熟悉寄存器的电路结构和工作原理，熟悉移位寄存器、计数器的逻辑电路和工作原理（十四）D/A转换器（2学时）熟悉D/A转换器的基本工作原理，掌握D/A转换集成芯片DAC0832的性能及使用方法（十五）A/D转换器（2学时）熟悉A/D转换器的基本工作原理，掌握A/D转换集成芯片ADC0809的性能及使用方法基本要求：1、巩固,加深和验证所学理论知识；2、熟悉常用电子元器件的性能及使用注意事项；3、熟悉常用电子仪器的性能及使用方法；4、培养数字电子电路的调整，测量和故障检测及其排除的基本技能；四、教学方法与手段在该门课程的教学过程中，从学生未来的职业能力出发，贯彻了项目式教学和“理实一体化”的教学理念和模式，以行动为导向，以实践为先导，让学生扎实掌握所学知识和技能。结合课程，应安排相应的课堂演示实验和实验室学生实验，在整门课程结束后，安排一次收音机装配实训和一次应用电子线路安装实训，以提高学生的实际技能和实践动手能力。教学过程中，可多在电工工艺多媒体教室结合实物，多做演示实验，并适当采用多媒体投影系统来辅助教学。并结合课程建设，组织学生开展课外科技活动和科技服务，体现了对学生实践技能和综合素质的培养和锻炼。教学方法——讲授式教学法+四步教学法；教学手段——案例分析、小组式学习。五、各教学环节学时分配章节与内容课时作业量备注数制概念2计数系统、运算和编码51逻辑门82布尔代数和逻辑化简121组合逻辑8组合逻辑电路函数121锁存器、触发器和定时器4计数器62移位寄存器41数字信号处理2集成电路技术1合计=SUM(ABOVE)64六、考核方式与成绩