山大数字电子技术基础理论教学大纲

1、数字电子技术基础理论教学大纲课程编号：12122001 课程名称：数字电路 总 学 分：4.5总 学 时：80 其中：理论学时：64 实验学时：16适用专业：通信工程、电信科、电信工、光信息、集成电路等专业课 程 简 介一.课程特点数字电子技术基础和模拟电子技术基础一样，也是一门实践性很强的课程，它们有许多共同之处，也有着明显的区别。由于通常总是把模拟电子技术基础安排在前面讲授，所以要特别注意数子电子技术基础课程的特点，以便能更好地学好本课程。1 .数字电路中工作的信号是数字信号，这种信号在时间上和数值上都是离散的。在二进制系统中，数码只有1和0两种可能，反映到电路上就是高电平和低电平。而在模

2、拟电路工作的信号是模拟信号，这种信号在时间上和数值上都是连续变化的。 2.数字电路中，在稳态时三极管一般都工作在截止区或饱和区，即工作在开、关状态，放大区只是一种过渡状态。而在模拟电路中，三极管通常都是工作在放大区，即放大状态。3.数字电路研究的主要问题是电路的输入和输出状态之间的逻辑关系，即电路的逻辑功能。而模拟电路研究的主要问题是怎样不失真地放大模拟信号。4.数字电路中，利用的主要工具是逻辑代数，描述电路逻辑功能的主要方法是真值表、逻辑函数表达式、状态转换图和波形图等。经常遇到的问题则是怎样利用它们对已知电路进行逻辑分析，根据实际要求进行逻辑设计。而在模拟电路中，经常利用图解法和微变等效电

3、路法等对电路进行静态和动态的定量分析，以确定放大倍数是多少、波形是否失真、怎样改善电路的放大性能等问题。5.从电路结构上看，模拟电路的主要单元电路是放大器。而数字电路的主要单元电路则是逻辑门和触发器。虽然适应各种需要的数字电路千变万化，但是分析和设计的方法基本上是一样的。只要我们对这些单元电路的组成、工作原理和性能掌握得比较好，而且又学会了逻辑分析和逻辑设计的基本方法，熟悉了若干典型电路，那就可以说初步具备了分析和解决一般数字电路问题的能力 。二.基本要求1.熟悉二极管和三极管的开关特性及数字电路的单元电路（与门、或门、非门、与非门、或非门、异或 门、与或非门，基本RS触发器、维持阻塞D触发器

4、和主从JK触发器等）的组成、基本工作原理和性能。2.熟练掌握逻辑代数的加法、乘法和反演运算，基本公式和常用公式及逻辑函数的四种表示方法真值表、函数表达式、卡诺图和逻辑图。学会运用公式化简法和图形化简法化简逻辑函数。3.熟练掌握组合电路和时序电路的基本分析方法。4.熟悉典型数字电路（编码器、译码器、数据选择器、全加器、寄存器、异步计数器、同步计数器等）的结构、基本工作原理和性能。5.熟悉用555定时器组成多谐振荡器、单稳态触发器和施密特触发器的典型电路和基本工作原理。6.了解各种PLD器件的结构特点、工作原理和使用方法，了解PLD器件的编程方法。三.与其他课程的关系数字电子技术基础的前修课程是电

5、路分析和模拟电子技术等，后续课程为微机原理和计算机控制等。本课程与其它课程的关系 先修课程： 高等数学、电路分析基础、普通物理、模拟电路等后续课程： 信号与系统、单片机原理、微机原理、数字信号处理等 课程教学目的数字电路是信息类学科的一门重要的基础课。通过本课程的学习，使学生熟悉数字电路的基础理论知识，理解基本数字逻辑电路的工作原理，掌握数字逻辑电路的基本分析和设计方法，具有应用数字逻辑电路，初步解决数字逻辑问题的能力，为以后学习有关专业课程及进行电子电路设计打下坚实的基础。课程教学的基本要求 第一章要求掌握常用数制及其转换，熟练掌握逻辑代数的基本公式和基本规则，掌握逻辑函数的公式化简法和图形

6、化简法。 第二章要求掌握高、低电平与正、负逻辑的概念，了解二极管、三极管、MOS管的开关特性，熟悉二极管与门和或门，三极管非门的电路结构及工作原理；熟悉CMOS和TTL反相器的电路结构工作原理，掌握其外特性和功能。掌握与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门、三态门、OC门、OD门、CMOS传输门的逻辑符号、逻辑功能。熟悉各种门电路的特点及使用方法。 第三章熟悉组合逻辑电路在电路结构和逻辑功能上的特点，理解组合逻辑电路的描述方法。掌握组合电路的分析和设计方法，掌握编码器、译码器、数据选择器、加法器、比较器等常用组合电路的功能及应用。熟悉典型中规模集成组合逻辑器件的功能、应用以及用中规

7、模集成器件实现组合逻辑函数的方法。了解组合电路中的竞争冒险成因及基本消除方法。 第四章熟悉触发器的逻辑分类、功能和基本特点，理解各类触发器的工作原理和动作特点，掌握触发器逻辑功能的描述方法，掌握RS、JK、D、T触发器的逻辑符号，逻辑功能表示方法，触发方式及触发器间的相互转换。了解触发器的电气特性，熟悉常用集成触发器的特点和应用。 第五章熟悉时序逻辑电路在电路结构和逻辑功能上的特点、分类，理解时序逻辑电路逻辑功能的描述方法，掌握同步时序逻辑电路的分析方法和设计方法。熟悉计数器、寄存器、移位寄存器、顺序脉冲发生器、序列信号发生器的功能、应用。 第六章掌握脉冲电路的分析方法，掌握施密特触发器、单稳

8、态触发器、多谐振荡器典型电路的工作原理，熟悉555定时器的工作原理并掌握其典型应用。 第七章熟悉存储器的一般结构和工作原理，了解各类ROM的存储原理、读写原理，了解RAM的特点、种类和SRAM的结构及原理，掌握存储单元、字、位、地址、地址单元等基本概念以及存储器容量扩展的一般方法，熟悉用存储器设计组合逻辑电路的原理和方法。 第八章掌握 D/A转换器的基本工作原理、输入与输出关系的定量计算和A/D转换器的主要类型（并联比较型、逐次渐近型、双积分型）工作过程和综合性能比较，熟悉D/A转换器和A/D转换器的主要技术指标及影响它们的主要因素。课程基本内容及学时分配逻辑代数基础 （10学时） 11概述1

9、2逻辑代数中的三种基本运算13逻辑代数的基本公式和常用公式14逻辑代数的基本定理15逻辑函数及其表示方法16逻辑函数的公式化简法17逻辑函数的卡诺图化简法18具有无关项的逻辑函数及其化简门电路 （12学时） 21概述22半导体二极管和三极管的开关特性23最简单的与、或、非门电路24TTL门电路25其他类型的双极型数字集成电路26CMOS门电路27其他类型的MOS集成电路28TTL电路与CMOS电路的接口组合逻辑电路 （10学时） 31概述32组合逻辑电路的分析方法和设计方法33若干常用的组合逻辑电路34组合逻辑电路中的竞争冒险现象触发器 （6学时） 41概述42触发器的电路结构与动作特点43触

10、发器的逻辑功能及其描述方法时序逻辑电路 （12学时） 51概述52时序逻辑电路的分析方法53若干常用的时序逻辑电路54时序逻辑电路的设计方法脉冲波形的产生和整形 （6学时） 61概述62施密特触发器63单稳态触发器64多谐振荡器65555定时器及其应用半导体存储器 （4学时） 71概述72只读存储器（ROM)73随机存储器（RAM)74存储器容量的扩展75用存储器实现组合逻辑函数数模和模数转换 （4学时) 81.概述82.D/A转换器83.A/D转换器教学重点、难点 教学重点主要有：1、逻辑函数的表示方法及其化简；2、TTL门电路和CMOS门电路的基本工作原理和外特性;3、组合逻辑电路的分析、设计方法及其应用；4、触发器的动作特点和逻辑功能的描述方法；5、同步时序逻辑电路的分析、设计方法及其应用；6、脉冲电路的分析方法和555定时器原理、特点及其应用；7、存储器的基本工作原理、特点及应用；8、D/A和A/D转换器的基本工作原理。 教学难点主要有：1、TTL门电路的外特性；2、逻辑设计中的逻辑抽象；3、MSI器件的附加控制端的功能；4、各类电路结构的触发器所具有的动作特点；5、脉冲电路的波形分析方法；6、时序逻辑电路的时序关系；7、存储器的内部结构8、D/A和A/D转换器内部电路结构和详细工作过程。主要教学形式（方法） 1充分发挥课堂教学主渠道作用，由浅入深，循序渐进，突出重点。