数字电子技术教学大纲(56学时_2010修订版).doc

数字电子技术课程教学大纲课程英文名称：Digital Electronic Technology课程代码：20100836 课程性质：专业基础理论课/必修课适用专业：电子科学与技术、光信息科学与技术 总学分数：3.5学分总学时数： 56学时 修订年月：2010年5月编写年月：2006年5月 执 笔：潘永雄课程简介(中文)：课程简介(英文)：一、课程的性质和目的本课程是电子类各专业一门重要的专业基础理论课。它是研究逻辑代数、逻辑门电路与触发器芯片应用的学科。通过本课程的学习，使学生了解包括逻辑门电路(包括单管反相器)、传输门电路、各类触发器等半导体器件的内部结构，理解其工作原理并掌握其基本应用；深刻理解逻辑函数概念、表示方法、化简规律等基本知识，理解74HC系列、CD40系列、CD45系列以及7406与7407标准TTL数字IC芯片的内部结构、输入/输出特性，掌握由这些数字IC构成的逻辑电路的分析方法与技能；进一步提高电子线路调试与读图能力，初步具备逻辑电路设计、调试能力。为后续电类专业基础课、专业课的学习，以及毕业后从事与电子技术应用相关的工作奠定坚实的理论基础。二、课程教学内容与学时分配第一章 数制与码制（2学时）理解二进制数特征、表示方式，二进制与十进制之间转换规则；理解十六进制数特征、表示方式，以及与二进制、十进制之间转换规则。掌握原码、反码、补码概念，以及在数字系统中引入补码的原因；掌握BCD码、ASCII表示方法。本章知识点：二进制、十六进制；原码、反码、补码；BCD码、ASCII码。 第二章 逻辑代数基础与逻辑门电路概念（8学时）理解逻辑关系及基本运算(逻辑与、或、非)；理解基本逻辑关系表示方法基本逻辑门电路；理解逻辑函数、逻辑变量概念；掌握逻辑函数表示方法逻辑代数式、真值表、卡诺图、逻辑图、波形图及其相互间转换；理解逻辑代数化简意义以及化简方法熟练掌握4变量以内卡诺图化简法；理解逻辑函数常用的表示方法最小项及其标准式、最大项及其性质、最简“与或”式、最简“与非-与非”式、最简“或非-或非”式、最简“与或非”式；理解反函数概念。本章知识点：逻辑关系、逻辑函数与变量、逻辑代数式、基本逻辑等式、真值表及其应用、逻辑函数化简、卡诺图及其应用、逻辑图及其绘制规则、波形图及其画法、最小项与标准式、最大项及应用、反函数及其应用、最简“与或”式、最简“与非-与非”式、最简“或非-或非”式、最简“与或非”式。 第三章 常见逻辑门电路（8学时）理解MOS场效应管结构、工作原理、主要参数及特点；掌握CMOS反相器结构、工作原理、输入/输出特性、传输特性以及电源特性；理解CMOS与非门、或非门电路结构；理解OD门、三态门结构及其特征；理解CMOS传输门结构、工作原理及其应用；理解标准TTL电路结构及OC门电路特征；理解常用的74HC系列、CD40系列、CD45系列以及7406与7407标准TTL数字IC芯片的内部结构、输入/输出特性；掌握不同种类逻辑门同一单元未用输入端、未用单元输入端的处理规则。本章知识点：CMOS反相器、CMOS与非门、或非门、CMOS传输门、OD门、OC门、三态门、逻辑门未用单元处理、多余引脚处理。本章涉及的数字IC芯片：74HC00(四2输入与非门)、74HC02(四2输入或非门)、74HC04(六反相器)、74HC05(OD输出六反相器)、7406(OC输出标准TTL反相器)、7407(OC输出标准TTL缓冲器)、CD4011(四2输入与非门)、CD4001(四2输入或非门)、CD4051(八选一模拟开关)、CD4052 CD4051(双四选一模拟开关)等。（红色说明么还要看,绿色表示看了） 第四章 组合逻辑电路分析与设计（6学时）掌握组合逻辑电路分析方法，理解组合逻辑电路设计规则；理解编码器、2-4译码器、3-8译码器、数字选择、加法器的工作原理及其应用；理解组合逻辑电路竞争冒险概念及其消除方法。本章知识点：组合逻辑电路分析、组合逻辑电路设计、编码器、2-4译码器、3-8译码器、c数字选择器、加法器。本章涉及的数字IC芯片：74HC139(双2-4译码器)、74HC138(3-8译码器)、74HC154(4-16译码器)、74HC151(8选1数字选择器)、74HC153(双4选1数字选择器) 第五章 触发器（6学时）理解电平触发的RS触发器电路构成、工作原理，状态转换表(图)；理解电平触发的D型触发器(即D型锁存器)电路结构、工作原理及其应用；理解主从结构的RS触发器(边沿触发)的电路结构及其特性方程、JK触发器电路及其特性方程；理解D型、T型以及T触发器电路结构及其特性方程；理解JK触发器与D、T、T、RS触发器之间的关系。本章知识点：电平触发的RS触发器、D型锁存器、主从RS触发器、JK触发器；D、T、T触发器。本章涉及的数字IC芯片：74HC373与74HC573锁存器；74HC273(带清除端上升沿触发器的8D型触发器)、74HC374(带输出使能上升沿触发器的8D型触发器)第六章 时序电路分析与设计（10学时）理解时序逻辑电路种类，正确区分同步时序与异步时序电路；掌握同步时序逻辑电路分析方法、同步时序逻辑电路设计规则与流程；掌握二进制计数器电路分析与设计方法；掌握移位寄存器电路分析与设计方法。本章知识点：时序逻辑电路种类及分析、时序逻辑电路设计、二进制计数器、寄存器、移位寄存器。本章涉及的数字IC芯片：74HC164、74HC165、74HC595。 第七章 半导体存储器（4学时）理解半导体存储器种类，理解常见(PROM、OTP ROM、EEPROM；静态RAM)存储器单元结构、工作原理；存储器芯片接口类型(并行接口、I2C总线接口、SPI总线接口)及访问方法，控制信号含义以及与CPU连接方法。本章知识点：只读存储器、随机读写存储器、存储器芯片接口技术、存储器芯片控制信号含义。本章涉及的数字IC芯片：62256、27C256、24Cxx、93Cxx。 第八章 脉冲信号产生与整形（6学时）掌握施密特触发器结构、工作原理；理解单稳态电路结构、种类、特点及应用；掌握RC多谐振荡器电路结构、种类(对称多谐、非对称多谐、由施密特或滞回比较器构成的多谐振荡器)、工作原理、特点及其应用范围；掌握并联型(不是串联型)石英晶体振荡器电路结构、工作原理、输出信号特征。本章知识点：施密特触发器、单稳态电路、RC振荡器、石英晶体振荡。本章涉及的数字IC芯片：74HC14、CD40106、CD4093。 第九章 数-模转换电路（6学时）理解DA转换电路种类、结构、工作原理，掌握倒T型DA转换电路组成与工作原理，理解DA转换误差成因；理解AD转换电路组成（低通滤波、采样、保持、转换、编码等），理解常见AD转换电路结构(包括接口)、工作原理、特征及使用范围，掌握并联比较型、逐次逼近型、双积分型AD转换电路组成、工作原理与典型芯片；理解AD转换误差及构成。本章知识点：权电阻DA转换器、倒T型DA转换器、开关树DA转换器，并联比较型AD转换器、逐次逼近型AD转换器、双积分型AD转换器。本章涉及的数字IC芯片： 三、课程教学的基本要求本课程属于电子类专业电子技术知识的入门课程。它具有自身的体系，是实践性很强的课程。在课堂教学中，应尽量引导学生重视本课程自身的特点，注意本课程与先修的数、理、电路等课程的不同之处，帮助学生尽快掌握本课程不同于先修的基础课程的一些工程分析方法，着重提高学生基本逻辑电路设计与分析能力。所选教学内容、涉及器件应充分考虑实际应用状况，并与后续课程，如单片机原理与接口技术等的衔接。本课程是一门实践性很强的技术基础课程，讨论的许多电子电路都是实用电路，都可以做成实际的装置。课程的这一特点，决定了加强实践环节和动手能力的培养在本课程中的地位。所以电子实验是单独设课的。目前本课程的实验主要还是验证性实验，应尽量在讲授重要内容之后都安排学生进行实验。让学生通过实验掌握常用电子仪器设备的使用，通过实验验证所学理论、丰富扩展知识，并通过实验提高学生的动手能力及培养学生解决实际问题的能力。学好本课程，做习题是一个不可缺少的重要环节。可能情况下可安排一些习题课。课后练习以教材习题为主，平均每学时1-2道题。本课程考试采用闭卷形式，重点考核本课程的基本概念，基本知识。总评成绩：平时成绩（课外作业、随堂测验）占30%，期末占70%。 四、本课程与其它课程的关系本课程的先修课程为“高等数学”、“大学物理”、“电路”、“模拟电子技术”。本课程为学习后续课程（如 “单片机原理与接口技术”、“电子测量与仪器”等）打下必需的基础知识。 五、建议教材与参考书1 阎 石主编数字电子技术基础（第五版）高等教育出版社 2006年2 奈新平主编数字电子华中科技大学出版社 2007年附：数字电子技术大纲修改的思路1. 删除的内容单片机普及后，对传统数字电子技术教学内容影响很大，根据我院电子科学与技术、光信息科学与技术两专业培养目标、本科毕业生实际就业状况，几乎没有学生从事数字IC设计者工作，无须掌握传统教学内容中的下列内容：(1)由译码器、数字选择器实现的逻辑函数。(2)十进制计数器、n进制计数器、环型计数器，只需掌握二进制同步、异步加/减法计数器即可因为单片机已内嵌了可编程的多个16位、32位二进制计数器。(3)数字比较器。(4)二十进制译码器、BCD七段译码器(如74HC48、CD4511等)在单片机中，借助软件译码既简单又灵活。(5) 编码器也可以借助软件译码。(6)脉冲序列发生器。(7)低密度存储器芯片(包括ROM、RAM芯片)。(8)555时基电路。2需要加强的内容另一方面，需要强化、更新、补充某些教学内容，如需要强化包括OC、OD、三态门电路、数字选择器、CMOS传输门、施密特触