《数字逻辑电路》课程教学大纲

1、数字逻辑电路一、课程概况所属专业:软件工程开课单位：数学计算机科学学院课程类型:专业基础课程课程代码:07414080开课学期:2学分：3学时：42+18核心课程:否拟使用教材： 余孟尝 数字电子技术基础简明教程（第三版）.高等教育出版社 2006国内(外)现有教材：薛宏熙数字逻辑设计（第二版）清华大学出版社2012毛法尧数字逻辑（第二版）高等教育出版社 2012康华光数字电子技术基础（第五版）高等教育出版社2010学习参考资料/二、课程描述本课程是计算机类相关专业必修的专业基础课，是一门实践性很强的课程，是计算机硬件、软件技术的理论基础。通过本课程的学习，使学生熟悉数字逻辑电路的基础理论知识

2、，理解数字逻辑电路的工作原理，掌握数字逻辑电路的分析方法，初步具备应用数字逻辑电路的基本能力，为其它后续硬件类相关课程学习打下扎实的基础。三、课程目标掌握基本逻辑运算，布尔代数的基本定理与卡诺图，逻辑函数与逻辑图，熟悉逻辑函数的代数化简、卡诺图化简。掌握与、或、非门及其组合门电路，TTL门电路，CMOS门电路和它们的工作原理及其输入输出特性；了解基本门电路、OC门、TS门、74系列的结构与工作原理；初步了解各种门电路内部结构。掌握组合逻辑电路分析、组合逻辑电路一般设计方法；熟悉常用MSI组合器件及应用、一般组合逻辑电路存在的问题。掌握触发器的电路结构与动作特点；触发器的逻辑功能；熟悉触发器的描

3、述方法；了解触发器的动态特性。掌握时序逻辑电路的设计方法；掌握寄存器、计数器原理；了解时序逻辑电路中的竞争-冒险。了解ROM、SRAM的工作原理；了解各种存储器的结构；了解存储器容量的扩展。了解脉冲产生与整形在电路中的作用，了解用门电路组成的环形振荡器、晶体振荡器、单稳态触发器及施密特触发器的方法。掌握必备的实验基本技能，如设计、实施、实验、测试、运算、分析等基本技能。本课程具有很强的逻辑推理和工程实践性，能培养学生的抽象思维能力、严谨的科学态度、数字硬件电路的分析和设计能力，以及从事科研工作的实践动手能力。四、教学要求课程的教学根据本专业的特点，将注意力集中在数字逻辑电路的外特性、逻辑功能和

4、典型应用上。采用由浅入深、循序渐进的方法，使学生理解并掌握计算机中常用的各种中、大规模集成电路的逻辑功能与应用。授课教师按照学校本科教学工作有关要求做好课程教学各项工作，按照课表规定上课，根据本要求，认真备课完成教案与讲稿编写等各项课前准备工作；授课过程力求内容充实、概念准确、思路清晰、详略得当、逻辑性强、重难点突出，力戒平铺直叙、照本宣科，同时重视对学生的学习方法指导和课堂教学效果信息的反馈，实现教与学的双向互动。学生应根据课程要求制定课程学习计划，严格自我要求，提升自主学习能力，主动适应课程学习要求。参与课堂教学活动不迟到、不早退，无正当理由不请假，上课认真听讲，不做任何与课堂教学无关事宜

5、，不使用手机，积极与授课教师进行教学互动，同时利用课余时间做好预习、复习、课外书籍阅读等工作，主动与同学开展合作学习，认真完成任课教师布置的课程作业。五、考核方式及要求为实现课程教学目标，本门课程考核方式及要求为：总成绩由平时成绩和期末成绩两项构成，各占50%。平时成绩由考勤、平时作业、期中测验和实验构成，考勤占平时成绩的20%，点到不少于3次，其中缺席3次，按无成绩计算；平时作业占20%，按批改成绩折算后计入；期中测验在课程中期随堂出题测验，按成绩占30%计入；实验占30%，按实验技能、实验报告成绩计入。期末成绩是期末笔试成绩，占总成绩的50%。六、课程内容第一章：逻辑代数基础（授课时间：第

6、二学期第一到三周）教学目标：通过本章学习，使学生对逻辑代数有较深的理解，对逻辑代数化简的目的应明确，基本化简方法及步骤能掌握，为后续章节的电路化简做重要知识储备。教学重点：逻辑代数的基本定理和常用公式、逻辑函数的代数化简法和卡诺图化简法。教学难点：逻辑问题的描述方法，卡诺图化简法学 时：课堂教学10学时，课外自主学习时间不少于5学时教学方法：课堂讲授、课堂演示主要内容：1、熟练掌握逻辑代数的基础定律、定理和常用公式；2、熟练掌握逻辑问题的描述方法；3、熟练掌握用逻辑函数的代数化简法和卡诺图化简法，逻辑表达式的变换方法学习方法：小组讨论课后作业：1-2、1-3、1-12、1-35、1-37第二章

7、：逻辑门电路（授课时间：第二学期第四到五周）教学目标：通过本章学习，使学生了解半导体器件的开关特性，了解分立元件、CMOS、TTL的与、或、非、或非、与非门的电路组成、工作原理、逻辑功能及其描述方法，为后续章节的理解打下基础。教学重点：半导体器件的开关特性、三极管的开关特性、立元件、CMOS、TTL的与、或、非、或非、与非门的电路组成、逻辑功能及其描述方法教学难点：半导体器件的开关特性、三极管的开关特性学 时：课堂教学4学时，课外自主学习时间不少于2学时教学方法：课堂讲授、课堂演示主要内容：1、了解半导体二极管、三极管和MOS管的开关特性；2、了解分立元件与、或、非、或非、与非门的电路组成、工

8、作原理、逻辑功能及其描述方法；3、掌握逻辑约定及逻辑符号的意义；4、掌握CMOS反相器、与非门、或非门、三态门的逻辑功能分析，CMOS反相器的电压及电流传输特性；5、了解CMOS传输门及双向模拟开关。6、了解TTL与非门典型电路的分析方法、电压传输特性、输入特性、输出特性；7、了解OC门、三态门的工作原理和使用方法，了解OC门线与、线或的概念；学习方法：小组讨论结合实验课后作业：2-4 、2-8、2-11、 2-14、2-22第三章：组合逻辑电路（授课时间：第二学期第五到七周）教学目标：通过本章学习，使学生掌握常用组合逻辑电路的分析与设计方法，能正确使用常用组合逻辑器件如加法器、编码器、译码器

9、、多路分配器、数据选择器、数码比较器等，能够用MSI的数据选择器、译码器、全加器实现其它组合逻辑电路的方法，为组合数字电路的分析与设计打下基础。教学重点：组合逻辑电路的分析方法和设计方法、常用逻辑电路的功能。教学难点：组合逻辑电路的设计方法学 时：课堂教学10学时，课外自主学习时间不少于5学时教学方法：课堂讲授、课堂演示主要内容：1、熟练掌握常用组合逻辑电路的分析与设计方法；2、能正确使用常用组合逻辑器件如加法器、编码器、译码器、多路分配器、数据选择器、数码比较器等；3、对半导体数码管、荧光数码管、液晶显示器具有正确使用的能力；4、熟练掌握用MSI的数据选择器、译码器、全加器实现其它组合逻辑电

10、路的方法；5、了解ROM的结构、工作原理、容量的扩充和使用方法；6、了解竞争冒险产生的原因，初步具有判断和处理的能力。学习方法：小组讨论结合实验课后作业：3-4、3-7、3-10、3-25、3-28第四章：触发器（授课时间：第二学期第十到十一周）教学目标：通过本章学习，使学生掌握各种触发器的原理，能正确理解基本RS触发器、同步触发器、主从结构触发器、边沿触发器的电路结构，工作原理，了解触发器逻辑功能的相互转换，为时序数字电路的分析与设计打下基础。教学重点：各类触发器的特性、工作原理、电路结构及触发方式。教学难点：边沿触发器的电路结构、工作原理，触发器逻辑功能的相互转换学 时：课堂教学6学时，课

11、外自主学习时间不少于5学时教学方法：课堂讲授、课堂演示主要内容：1、正确理解基本RS触发器、同步触发器、主从结构触发器、边沿触发器的电路结构，工作原理；2、熟练掌握D、JK、RS、T、T触发器逻辑功能及其描述万法，触发方式、特性及参数；3、了解触发器逻辑功能的相互转换。学习方法：小组讨论结合实验课后作业：4-2、4-3、4-5、4-16、4-19、4-22、4-26第五章：时序逻辑电路（授课时间：第二学期第十二到十四周）教学目标：通过本章学习，使学生掌握常用时序逻辑电路的分析与设计方法，能正确使用常用时序逻辑器件如计数器、寄存器、移位寄存器、计数器、移位计数器、顺序脉冲发生器等，了解RAM的电

12、路结构、工作原理，了解静态RAM和动态RAM的存储原理和容量扩充的方法，为时序数字电路的分析与设计打下基础，并为后续课程作必要铺垫。教学重点：时序逻辑电路的分析方法；计数器、寄存器的功能；同步时序逻辑电路的设计方法；RAM的结构。教学难点：同步时序逻辑电路的设计方法。学 时：课堂教学10学时，课外自主学习时间不少于6学时教学方法：课堂讲授、课堂演示主要内容：1、了解时序电路的基本概念、了解时序逻辑电路与组合逻辑电路的区别；2、熟练掌握时序逻辑电路的分析方法，能正确分析寄存器、移位寄存器、计数器、移位计数器、顺序脉冲发生器；3、掌握RAM的电路结构、工作原理，了解静态RAM和动态RAM的存储原理

13、和容量扩充的方法； 4、了解三态逻辑在计算机中的应用；5、掌握同步时序逻辑电路的设计方法，用小规模方法能正确设计一般的同步时序电路； 7、了解可编程逻辑器件的开发技术。学习方法：小组讨论结合实验课后作业：5-4、5-5、5-8、5-20、5-31、5-32、5-34、5-37、5-38第六章：脉冲的产生与整形（授课时间：第二学期第十五周）教学目标：通过本章学习，使学生了解脉冲产生与整形在电路中的作用，了解用门电路组成的环形振荡器、晶体振荡器、单稳态触发器及施密特触发器的方法，了解555定时器的工作原理。教学重点：施密特触发器、单稳态触发器及多谐振荡器的原理及应用。教学难点：施密特触发器、多谐振

14、荡器的原理及应用。学 时：课堂教学2学时，课外自主学习时间不少于1学时教学方法：课堂讲授、课堂演示主要内容：1、了解脉冲产生与整形在电路中的作用；2、了解555定时器的工作原理及其组成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器的方法；3、了解用门电路组成的环形振荡器、晶体振荡器、单稳态触发器及施密特触发器的方法和工作原理。学习方法：小组讨论结合实验课后作业：6-3、6-8、6-11实验一：EDA软件的使用（授课时间：第二学期第七周）教学目标：1、熟悉EDA软件的元件库2、熟悉掌握仿真电路的绘制3、熟悉万用表和示波器的应用4、熟悉电路逻辑功能的仿真测试主要内容：EDA软件的元件库，万用表和示波器的作

15、用以及主要功能，电路逻辑功能的仿真测试。学 时：2学时教学方法：讲授、演示实验类型：验证性实验实验二：实验仪器平台的使用及门电路逻辑功能测试（授课时间：第二学期第八周）教学目标：1、掌握数字电路实验箱的使用方法。2、熟悉门电路的逻辑功能、逻辑表达式、逻辑符号、等效逻辑图。3、学会检测基本门电路的方法。主要内容：数字电路实验箱的使用方法，门电路的逻辑功能检测学 时：2学时教学方法：演示、讲授、现场指导实验类型：验证性实验实验三：半加器和全加器及其应用（授课时间：第二学期第八周）教学目标：1、掌握组合逻辑电路的功能测试。2、验证半加器和全加器的逻辑功能。3、学会二进制数的运算规律。主要内容：验证半

16、加器逻辑功能，验证全加器的逻辑功能学 时：2学时教学方法：演示、讲授、现场指导实验类型：验证性实验实验四：译码器及其应用（授课时间：第二学期第九周）教学目标：1、掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法2、熟悉数码管的使用主要内容：译码器的逻辑功能和使用方法；数码管的使用学 时：2学时教学方法：演示、讲授、现场指导实验类型：验证性实验实验五：数据选择器及其应用（授课时间：第二学期第九周）教学目标：1、进一步熟悉用实验来分析组合逻辑电路功能的方法。2、了解中规模集成八选一数据选择器74LS151的应用。3、了解组合逻辑电路由小规模集成电路设计和由中规模集成电路设计的不同特点。主要内容：数据选择器

17、74LS151的逻辑功能及应用；学 时：2学时教学方法：演示、讲授、现场指导实验类型：验证性实验实验六：触发器及其应用（授课时间：第二学期第十五周）教学目标：1、掌握基本的RS、JK、D触发器的功能。2、掌握由基本触发器构成的常用电路功能。主要内容：1、由芯片74LS00构成触发器；2、常用集成触发器芯片74LS112、74LS74的使用。学 时：2学时教学方法：演示、讲授、现场指导实验类型：验证性实验实验七：中规模集成电路计数器及其应用（授课时间：第二学期第十六周）教学目标：1、熟悉中规模集成电路计数器的功能及应用。2、熟悉数字逻辑实验箱中的译码显示电路及应用。主要内容：中规模集成电路计数器的功能；译码显示电路学 时：2学时教学方法：演示、讲授、