《数字电子技术》课程教学大纲.doc

数字电子技术课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：050341课程名称：数字电子技术英文名称：Digital Electronic Technology课程类别：专业基础课 学 时：54学分：3.0适用对象:机械电子工程专业（本科）考核方式：考试先修课程：高等数学，高等物理二、课程简介数字电子技术是机械电子工程学科的一门专业基础课，是一门与电子技术应用领域密切关联的课程。它是电子类和计算机类专业的电子硬件基础课，对应计算机类专业它又叫数字逻辑与数字系统，同时侧重点又有所不同。一般内容是研究处理自然界数字量所用电路的分析方法，工作原理与设计方法。The course digital electronic technique is a special and basic course of electromechanical engineering discipline, meanwhile is one connects closely to the application of electronic Technique. It is a basic course of hardware class for Electronic and computer specialty. Its called digital logic and digital system in computer specialty with different emphasis. The content is studying the analysis method, the principle of work and the design method of the circuits, which deal with numbers appearing in nature.三、课程性质与教学目的本课程是机械电子工程专业的一门专业必修课程。它是研究各种半导体器件的性能、电路及其应用的科学。通过本门课程的学习，使学生掌握数字电子技术基础理论和基本技能以及典型数字电路的工作原理和基本分析方法，熟悉简单数字电路的设计方法，为后续专业课和为毕业后进入科学研究领域掌握不断发展着的电子技术打下良好的基础。培养学生科学研究能力和勇于实践探索、不断创新的科学精神，使学生毕业后能胜任初、高中有关电子技术内容的教学和课外电子技术科技活动的辅导工作。其先修课程为高等数学、普通物理。数字电路是一门与数字器件的发展密切相关的学科。随着器件的发展，数字系统应用的基本理论、基本方法也在不断地变革，因此，本大纲以当代数字器件的发展为主线，系统地讲述了数字电路这门课的基本内容。大纲分十个部分：逻辑事件及其表示方法、逻辑门电路、触发器、编码器与译码器、计数器、寄存器、存储器、A/D与D/A转换、组合电路的分析与设计、时序逻辑电路分析。通过本课程的教学，使学生掌握数字电子技术的基础理论，培养学生设计组合电路和时序电路的能力，并能够在查阅器件手册的基础上，熟悉各类数字电路元件的特点及应用。使学生初步具有数字电路设计、制作、调试能力，并具有数字系统设计的思想。在教学中，顺应数字电子技术发展的潮流，加强大规模数字集成电路部分的教学内容，通过相关内容的学习，使学生掌握基本的大规模集成电路应用的设计方法，树立基本的现代数字电路设计的思想，为其今后计算机硬件课程的学习打好基础。学生应掌握数制的概念和转换方法，掌握组合逻辑电路的基本特点与设计方法，掌握时序逻辑电路的基本特点与设计方法以及典型时序逻辑电路的工作原理与分析方法，会使用几种常用的器件手册，了解查找数字电路器件的常用途径，了解常用数字电路器件的分类，了解各类数字电路器件的物理特性，了解器件接口技术，并在此基础上，逐步熟悉常用数字电路器件的特性及应用，掌握数字电路的制作及调试，熟悉常用仪器的使用方法，建立初步的数字电路系统设计思想。能够正确识别常用数字电路器件，能绘制电路原理图，掌握电子线路的焊接、掌握电路的调试与故障的分析和排除。课程的教学原则和教学方法：1、理论与实践相结合的原则； 2、在教学过程中，采用传统的讲解法和多媒体教学手段相结合的原则；3、课堂教学与自学相结合的原则；4、讲授与讨论相结合的教学方法；5、教学中坚持“保证基础，精选内容，加强概念，面向更新，联系实际，利于自学”的原则。实验是数字电子技术课程的必要组成部分，应创造必要的条件满足实验要求，认真培养学生的动手能力和分析问题能力。四、教学内容及要求 第一章 数字电路基础（一） 目的与要求掌握数字量与模拟量的特点，数字电路的特点、应用。二进制的算术运算与逻辑运算的不同之处。（二） 教学内容第一节 数字电路概述1. 主要内容数字信号和数字电路；数字电路的特点；数字电路的分类；脉冲与脉冲参数2. 基本概念和知识数字信号和数字电路；数字电路的特点；数字电路的分类；脉冲与脉冲参数3. 问题与应用了解数字电路的特点和数字电路的分类第二节 计数体制1. 主要内容进位计数制；二进制数；八进制数和十六进制数；数制转换；BCD码；雷码2. 基本概念和知识进位计数制；二进制数；八进制数和十六进制数；数制转换；BCD码；雷码3. 问题与应用掌握进位计数制；二进制数；八进制数和十六进制数；数制转换4. 课后练习习题1.1.2 ，1.2.9 5. 教学方法与手段主要为课堂教学，讨论第二章 逻辑代数（一）目的和要求掌握逻辑代数的三种基本运算、三项基本定理、基本公式和常用公式。掌握逻辑函数的四种表示方法（真值表法、逻辑式法、卡诺图法及逻辑图法）及其相互之间的转换。掌握逻辑函数的公式化简法和图形化简法。了解最小项、最大项、约束项的概念及其在逻辑函数化简中的应用。（二）教学内容第一节 逻辑代数中的三种基本运算1. 主要内容或运算；与运算；非运算2. 基本概念和知识或运算；与运算；非运算3. 问题与应用熟练掌握或运算、与运算、非运算逻辑函数及其表示方法1. 主要内容逻辑函数；逻辑函数的表示方法2. 基本概念和知识逻辑函数；逻辑函数的表示方法3. 问题与应用熟练掌握逻辑函数；逻辑函数的表示方法第四节 逻辑代数基本定律及常用公式1. 主要内容逻辑代数基本定律；逻辑代数的常用公式；逻辑代数的重要规则；逻辑代数的相等2. 基本概念和知识逻辑代数基本定律；逻辑代数的常用公式；逻辑代数的重要规则；逻辑代数的相等3. 问题与应用熟练掌握逻辑代数基本定律；逻辑代数的常用公式；逻辑代数的重要规则 第五节 逻辑函数的化简1. 主要内容逻辑函数表达式的基本形式；逻辑函数表达式的标准形式；逻辑函数的化简2. 基本概念和知识逻辑函数表达式的基本形式；逻辑函数表达式的标准形式；逻辑函数的化简3. 问题与应用熟练掌握逻辑函数表达式的基本形式；逻辑函数表达式的标准形式；逻辑函数的化简。4. 课后练习习题 2.1.1 ，2.1.3 ，2.1.6 ,2.3.4 , 2.3.5 5. 教学方法与手段主要为课堂教学，讨论第三章 逻辑门电路(一) 目的和要求了解门电路的定义及分类方法。二极管、三极管的开关特性，及分立元件组成的与、或、非门的工作原理。掌握TTL反相器的工作原理，静态输入、输出、电压传输特性及输入端负载特性，开关特性。了解其它TTL门（与非门、或非门、异或门、三态门，OC门）的工作原理及TTL门的改进系列。掌握CMOS反相器的工作原理及静态特性。其他CMOS门（与非门、或非门等）的工作原理。（二）教学内容第一节 分立门电路 1. 主要内容二极管开关特性；三极管开关特性；简单门电路；复合门电路2. 基本概念和知识二极管开关特性；三极管开关特性；简单门电路；复合门电路3. 问题与应用了解二极管开关特性；三极管开关特性第二节 TTL集成与非门 1. 主要内容TTL电路的结构；TTL电路的工作原理2. 基本概念和知识TTL电路的结构；TTL电路的工作原理3. 问题与应用理解TTL电路的结构；TTL电路的工作原理第三节 其他双极型门电路和MOS门电路1. 主要内容MOS反相器；MOS与非门；CMOS传输门2. 基本概念和知识MOS反相器；MOS与非门；CMOS传输门3. 问题与应用理解MOS反相器；MOS与非门；CMOS传输门4. 课后练习3.2.2 , 3.3.2 , 3.3.3, 5. 教学方法与手段主要为课堂教学，讨论第四章 组合逻辑电路（一）目的和要求掌握组合逻辑电路的设计与分析方法。掌握常用组合逻辑电路，即编码器、译码器、数据选择器、加法器及数值比较器的基本概念、工作原理及应用。（二） 教学内容第一节 概述与组合逻辑电路得分析1. 主要内容组合逻辑电路分析步骤；分析举例2. 基本概念和知识组合逻辑电路分析步骤；分析举例3. 问题与应用理解组合逻辑电路分析步骤；分析举例第二节 组合逻辑电路的设计1. 主要内容设计步骤；设计举例2. 基本概念和知识设计步骤；设计举例3. 问题与应用掌握设计步骤；设计举例第三节 常用组合逻辑部件1. 主要内容编码器；译码器；数据选则器；加法器；数码比较器2. 基本概念和知识 编码器；译码器；数据选则器；加法器；数码比较器3. 问题与应用能掌握编码器；译码器；数据选则器；加法器；数码比较器用途 (三)课后练习4.2.2 ,4.3.2 （四）教学方法与手段主要为课堂教学，讨论第五章 集成触发器（一） 目的和要求掌握触发器的定义以及基本RS触发器、同步RS触发器、主从触发器、边沿触发器的逻辑功能、描述方法与动作特点。掌握触发器逻辑功能与电路结构的区别。（二）教学内容第一节 基本RS触发器1. 主要内容电路结构；工作原理；逻辑功能的表示方法2. 基本概念和知识电路结构；工作原理；逻辑功能的表示方法3. 问题与应用理解电路结构；工作原理；逻辑功能的表示方法第二节 同步RS触发器1. 主要内容电路结构；工作原理；空翻问题2. 基本概念和知识电路结构；工作原理3. 问题与应用掌握电路结构；工作原理；空翻问题第三节 主从式触发器1. 主要内容主从RS触发器；主从JK触发器；主从D触发器；其他类型触发器；集成触发器的使用及参数测试2. 基本概念和知识主从RS触发器；主从JK触发器；主从D触发器；其他类型触发器；集成触发器的使用及参数测试3. 问题与应用掌握主从RS触发器；主从JK触发器；主从D触发器；其他类型触发器；集成触发器的使用及参数测试 (三)课后练习5.2.4 ,5.2.6, 5.3.1（四）教学方法与手段主要为课堂教学，讨论第六章 时序逻辑电路（一）目的和要求掌握时序逻辑电路的定义及同步时序电路的分析与设计方法。深刻理解时序电路各方程组（输出方程组、驱动方程组、状态方程组），状态转换表、状态转换图及时序图在分析和设计时序电路中的重要作用。了解常用时序电路，尤其是计数器、移位寄存器组成及工作原理，简单介绍异步时序电路的概念。（二）教学内容第一节 概述1. 主要内容时序电路的结构特点；时序电路逻辑功能的描述；时序电路的分类2. 基本概念和知识时序电路的结构特点；时序电路逻辑功能的描述；时序电路的分类3. 问题与应用掌握时序电路的结构特点；时序电路逻辑功能的描述；时序电路的分类第二节 时序逻辑电路的分析1. 主要内容时序逻辑电路的分析步骤；时序逻辑电路的设计步骤；计数器；寄存器；节拍脉冲发生器2. 基本概念和知识时序逻辑电路的分析步骤；时序逻辑电路的设计步骤；计数器；寄存器；节拍脉冲发生器3. 问题与应用掌握时序逻辑电路的分析步骤；时序逻辑电路的设计步骤；计数器；寄存器；节拍脉冲发生器4. 课后练习6.1.1 ,6.2.25. 教学方法与手段主要为课堂教学，讨论第七章 脉冲信号的产生及波形变换（一）目的和要求了解脉冲产生及整形电路的分类及脉冲波形参数的定义。掌握一种施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的工作原理、脉宽及周期的计算方法。重点掌握由555定时器组成三种脉冲电路（施密特触发器，单稳触发器和多谐振荡器）的工作原理，及波形参数与电路参数之间的关系。（二）教学内容第一节 集成多谐振荡器1. 主要内容多谐振荡器；由TTL门电路组成的多谐振荡器；石英晶体多谐振荡器2. 基本概念和知识多谐振荡器；由TTL门电路组成的多谐振荡器；石英晶体多谐振荡器3. 问题与应用了解多谐振荡器；由TTL门电路组成的多谐振荡器；石英晶体多谐振荡器第二节 单稳态触发器1. 主要内容TTL门电路组成的单稳态触发器；集成单稳态触发器2. 基本概念和知识TTL门电路组成的单稳态触发器；集成单稳态触发器3. 问题与应用了解TTL门电路组成的单稳态触发器；集成单稳态触发器施密特触发器1. 主要内容逻辑门组成的施密特触发器；集成施密特触发器；施密特触发器的应用2. 基本概念和知识逻辑门组成的施密特触发器；集成施密特触发器；施密特触发器的应用3. 问题与应用能分析逻辑门组成的施密特触发器；集成施密特触发器；施密特触发器的应用。集成定时器1. 主要内容CC7555定时器；CC7555定时器逻辑功能2. 基本概念和知识CC7555定时器；CC7555定时器逻辑功能3. 问题与应用熟悉CC7555定时器；CC7555定时器逻辑功能4. 课后练习7.3.2 7.4.1 7.4.4 7.4.65. 教学方法与手段主要为课堂教学，讨论第八章 数模转换器和模数转换器（一）目的和要求了解ADC、DAC在数字系统中的作用及分类方法。掌握权电阻网络DAC，倒T型电阻网络DAC的工作原理及DAC的转换精度与速度。对具有双极型输出的DAC及权电流网络DAC只做简单介绍。掌握ADC的转换步骤、取样定理，重点掌握逐次逼近型ADC与双重积分型ADC的工组原理及性能指标。（二） 教学内容第一节 数模转换器1. 主要内容数模转换原理；权电阻D/A转换器；T型电阻网络D/A转换器；集成D/A转换器2. 基本概念和知识数模转换原理；权电阻D/A转换器；T型电阻网络D/A转换器；集成D/A转换器3. 问题与应用了解数模转换原理；权电阻D/A转换器；T型电阻网络D/A转换器；集成D/A转换器第二节 模数转换器1. 主要内容A/D转换的一般过程；逐次渐进型A/D转换器；并联比较型A/D转换器；双积分型A/D转换器；A/D转换器的主要参数；集成A/D转换器2. 基本概念和知识A/D转换的一般过程；逐次渐进型A/D转换器；并联比较型A/D转换器；双积分型A/D转换器；A/D转换器的主要参数；集成A/D转换器3. 问题与应用了解A/D转换的一般过程；逐次渐进型A/D转换器；并联比较型A/D转换器；双积分型A/D转换器；A/D转换器的主要参数；集成A/D转换器4. 实践环节参加实习5. 教学方法与手段主要为课堂教学，讨论五、各教学环节学时分配教学环节教学时数课程内容讲课习题课讨论课实验其他教学环节小计第一章 数字电路基础426第二章 逻辑代数8210第三章 逻辑门电路426第四章 组合逻辑电路