《数字电子技术基础 第4版》-王振宇 教案大纲

PAGEPAGE1数字电子技术(DigitalElectronics)课程编号： 学 分：4.0学 时：48（其中：讲课学时：48 实验学时：单独开课）先修课程：电路、模拟电子技术适用专业：电气、自动化、电子信息等教 材《数字电子技术，王振宇成立主编，机械工业出版社，第4版开课学院：一、课程性质与课程目标（一）课程性质（二）课程目标《数字电子技术》课程主要介绍数字电子技术的基本原理、基本数字单元电路构成，各种数字逻辑电路和系统计算、分析和设计，着重介绍数字电路基础，逻辑门电路，组合逻辑电路，集成触发器，时序逻辑电路，半导体存储器和可编程逻辑器件，A/DD/A转换器，脉冲的产生和变换电路等内容。课程目标具体如下：1：掌握数字逻辑的基础知识、集成门电路种类、原理、内部结构认识及其参数的含义，具有能够针对工程设计具体，把实际应用问题转换为逻辑表达的各种形式进行分析的初步建模能力。2：熟练掌握组合逻辑、时序逻辑电路（含触发器）芯片结构及原理、应用电路分析555集成电路分析设计脉冲产生和变换电路，能利用数字电路的基本原理、方法分析自动化领域复杂工程问题。3A/DD/A课程目标4：能关注数字电子技术发展的趋势，正确认识和评价数字电子技术在工业生产、自动化控制和居家电器等领域所起到的作用。二、课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程目标支撑专业培养计划中的毕业要求指标点1-2、2-1。1-2.掌握电路、电子技术等工程基础知识，能用于分析和解决控制工程基础问题。2-1.具备对复杂控制工程问题进行识别、判断和有效分解的能力。课程目标毕业要求指标点及权重课程目标1课程目标毕业要求指标点及权重课程目标1课程目标2课程目标3课程目标4毕业要求1-2（0.2）毕业要求2-1（0.1）毕业要求6-3（0.2）二、课程内容及要求第一章 数字电路基础（一）教学内容数字电路及其发展概述。数制与编码。逻辑函数的建立及其表示方法。逻辑代数基础和逻辑函数的化简。数字电路中的半导体器件。（二）知识、能力和素质要求知会数字信号和模拟信号的区别，了解数字电子技术和模拟电子技术研究对象与基本任务。熟练掌握二、十六进制数及其与十进制数之间的相互转换。BCD码。84213542135421码与十进制数之间的转换关系。熟练掌握逻辑代数的基本定律及定理，会用公式法化简或变换逻辑函数。4种描述方法：逻辑函数表达式、真值表、卡诺图及逻辑电路图；2、34变量逻辑函数的最小项及其性质；2、34变量的逻辑函数（包括含无关项逻辑函数的化简。（、稳压管（、双极型晶体管（BJ）原理、伏安特性及其主要参数。理解单极型晶体管（FET）的结构组成、工作原理、伏安特性及其主要参数（三）重点与难点重点逻辑和逻辑代数的定义，基本运算，化简，逻辑函数的建立。难点逻辑代数公式法和卡诺图化简。第二章 集成逻辑门电路（一）教学内容基本逻辑和基本逻辑门电路、特点。TTL逻辑门电路（与非门、OC门、三态门等原理及特性参数。CMOS逻辑门电路（与非门、传输门、OD门、三态门等原理及特性参数。TTLCMOS门电路的性能比较。逻辑门电路使用中的几个问题。（二）知识、能力和素质要求理解基本TTLTTL与非门、或非门、与或非门、OC门、TTL门电路的性能特点（开门电阻、关门电阻、输入阈值电压等）以及逻辑高低电平值。CMOSTTLCMOS（包CMOS反相器、CMOS或非门、CMOSTG门等CMOS门电路的性能特点以及逻辑高低电平值。3.TTLCMOS与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门、同或门电路的输出逻辑波形图。4.了解常用的几种集成门电路的性能比较。（二）重点与难点重点与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门、同或门输入输出逻辑关系。难点1）TTL（RNR。2）开路门与三态门的分析应用。第三章 组合逻辑电路（一）教学内容组合逻辑电路的特点概述。SSI组合逻辑电路的分析方法及举例。利用门电路设计组合逻辑电路的方法及举例。MSI组合逻辑电路的分析方法及举例。MSI组合逻辑电路器件的应用设计及举例。组合逻辑电路的综合应用举例。（二）知识、能力和素质要求掌握列写组合逻辑电路的输出/SSI进行设计，完成功能性逻辑电路的小系统设计。熟练掌握MSI组合逻辑电路芯片的逻辑功能及其使用方法。MSI进行设计，完成功能性逻辑电路的小系统设计。（三）重点与难点重点组合逻辑电路分析与设计方法，各类集成组合逻辑电路的逻辑功能及应用技巧（CT74LS283、CT74LS153CT74LS151CT74LS138CT74LS85等。难点集成芯片的功能与真值表理解，MSI电路应用设计。第四章集成触发器（一）教学内容触发器分类及特点概述。RS触发器结构、工作原理及逻辑功能分析。（RSRSJKDJK触发器）结构、工作原理及逻辑功能分析。T触发器和T5．各类触发器的综合应用分析、波形绘制。（二）知识、能力和素质要求RSJK触发器（JK触发器）和维持-D触发器的逻辑功能、触发方式、特性方程及其动作特点。要求：给出一、二个触发器组成的电路及其输入波形，能画出其输出波形图。JK触发器、维持-DT触发器、T触发器的逻辑功能、触发方式、特性方程及其在时序逻辑电路中的应用。RSJK触发器的一次变化问题。（三）重点与难点重点各种触发器的内容结构及输入输出逻辑关系、动作特点。难点主从型触发器的结构，阻塞维持型触发器的结构及原理，各种触发器动作变化特点与波形绘制，RS触发器的空翻现象和主从JK触发器的一次变化问题。第五章 时序逻辑电路（一）教学内容时序逻辑电路特点概述。时序逻辑电路的分析方法及常用时序逻辑电路（CT74LS194、4位CT74LS161CT74LS160析举例。时序逻辑电路的小规模设计方法及举例。运用中规模集成计数器和移位寄存器设计时序逻辑电路。（二）知识、能力和素质要求（会列写时钟方程、驱动方程、次态方程（即状态方程；会列出状态转换表（或简易状态转换表；会画状态转换图；能全面、准确地说出所分析时序电路的逻辑功能。另外，还应知道同步和异步时序逻辑电路的区别，以及学会计数器自启动能力的分析方法。会应用常用集成时序逻辑器件。熟练掌握集成计数器的逻辑功能及其使用方法，例如：MSI异步二-五-CT74LS2908421CT74LS160正确理解和运用分频的概念。MSI进行设计，完成功能性逻辑电路的小系统设计。（三）重点与难点重点计数器电路逻辑分析，各类中规模时序电路芯片功能及动作特点，计数器逻辑电路设计。难点选择合适的MSI芯片进行设计时序逻辑电路或小系统设计。第六章 半导体存储器和可编程逻辑器件（一）教学内容半导体存储器概述。（M。（M。（。（二）知识、能力和素质要求RAM、ROM的结构、功能和使用方法。PLDGAL的功能及其特点。D（GA（PD和可编程逻辑器件的开发技术简介。上述内容可作为加宽内容选讲，或者放到电子技术课程设计中去认识讲解。（三）重点与难点重点各类存储器的结构与功能特点，存储器容量的扩展。难点存储器容量的扩展。第七章 A/D与D/A转换器（一）教学内容D/A转换器分类、结构、技术参数及工作原理。A/D转换器分类、结构、技术参数及工作原理。常用数模/模数转换芯片应用。（二）知识、能力和素质要求D/AD/AT形电D/AA/DD/A转换器中模拟电子开关的工作原理。A/DA/D转换器、逐次逼近型A/D转换器的主要参数及其性能特点。（三）重点与难点重点D/A转换器和A/D转换器原理及运用。难点TD/AA/D转换器的主要参数及其性能特点。（一）教学内容实际的矩形波及其参数。555定时器结构及动作原理。5553类脉冲的产生与变换电路。*4.用门电路组成脉冲信号电路和集成脉冲发生器。5.脉冲信号产生与变换电路的应用综合举例。（二）知识、能力和素质要求555555555定时器（5G555CC7555）的简单应用电路。了解门电路组成的脉冲信号电路和集成脉冲发生器。（三）重点与难点重点555定时器构成单稳态触发器、施密特触发器和多谐振荡器的接线方法及其用途。5553类主要功能电路分析。难点利用555集成脉冲发生器构成自动控制装置实例分析及简单设计。三、学时分配及教学方法章教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程目标课堂教学实验上机课程实践小计第一章数字电路基础88讲授、案例、演示、讨论课程目标1第二章集成逻辑门电路77讲授、案例、自学课程目标1第三章组合逻辑电路88讲授、讨论、对比、自学课程目标2第四章集成触发器77讲授、演示、讨论、自学课程目标2第五章时序逻辑电路88讲授、自学、仿真课程目标2第六章半导体存储器和可编程逻辑器件33讲授、自学课程目标3、4第七章A/D与D/A转换器33讲授、自学课程目标3、4第八章脉冲波形的产生与变换电路44讲授、讨论、自学、仿真、CBL课程目标2、4合计4848注：1.课程实践学时按相关专业培养计划列入表格；2.主要教学方法包括讲授法、讨论法、演示法、研究型教学方法（基于问题、项目、案例等教学方法）等。四、课程考核方式课程考核方式包括期末考试、平时作业及随堂测试情况考核。学生总评成绩=平时成绩×20%+期末考试成绩×80%。成绩的具体构成如下：考核形式考核要求考核权重备注平时作业及阶段测试课后完成70~80道习题，主要考核学生对每节课知识点的复习、理解和掌握度，计算全部作业的平均成绩再按10%计入学生总评成绩；完成重点章的随堂测试3-5次，辅之以讲解点评，计算每随堂测试的平均成绩均再按10%计入学生总评成绩。20%根据平时作业得分取平均值，结合随堂测试情况，统计总分。期末考试试卷题型包括选择题、填空题、设计题、分析题和计670%计入学生总评成绩。期末考试试卷总分100分。80%期末考试采用闭卷笔试。五、课程目标达成度评价课程目标达成度计算表如下：课程目标对应考核形式实际评测结果（学生达到的平均水平，平均分）AR总分AS达成度值课程目标1①期末考试；②平时作业及随堂测试。①期末考试对应考核试题的平均分；②平时作业及随堂测试平均分。①期末考试对应考核试题的总分；②平时作业及随堂测试总分。达 成P=AR/AS度课程目标2①期末考试；②平时作业及随堂测试。③期末考试对应考核试题的平均分；④平时作业及随堂测试平均分。①期末考试对应考核试题的总分；②平时作业及随堂测试总分。达 成P=AR/AS度课程目标3①期末考试；②平时作业及随堂测试。⑤期末考试对应考核试题的平均分；⑥平时作业及随堂测试平均分。①期末考试对应考核试题的总分；②平时作业及随堂测试总分。达 成P=AR/AS度课程目标4①期末考试；②平时作业及随堂测试。⑦期末考试对应考核试题的平均分；⑧平时作业及随堂测试平均