《数字电路与数字逻辑》课程教学大纲

《数字电路与数字逻辑》课程教学大纲

一、课程基本信息

课程编号：B021111

课程名称：数字电路与数字逻辑

英文名称:DigitalCircuitsandLogics

先修课程：电路分析

适用专业：通信工程（智能物联）

课程类别：专业教育主干课程

课程总学时/学分：48/3（其中理论38学时，实验10学时）

二、课程目标

通过本课程的学习，使学生具备下列能力：

1.深刻理解数字电路的基本理论、基本概念和基本方法，数制转换，逻辑

运算，逻辑函数化简，半导体开关特性，逻辑门电路，组合逻辑电路，触发器，

时序逻辑电路，理解脉冲信号的产生与整形，了解A/D、D/A转换的工作原理。

2.熟练掌握数字要辑电路的分析方法，利用对典型数字电路的逻辑功能分

析，深刻理解其工作原理，实现灵活应用，并对分析相关后续课程电路打下基础。

3.能够掌握数字逑辑电路的一般设计方法，通过对典型数字电路的设计，

明确输入输出间的逻辑关系，利用逻辑思维明晰设计思路，达到熟练应用中规模

集成电路进行逻辑电路设计的能力。

4.依据数字电路设计的理论和方法，能将实际问题转化为逻辑问题，独立

完成电路连接、测试及优化，提高学生的自主意识，为今后深入学习数字电子技

术领域的内容，以及为数字技术在专业中的应用打好基础。

三、课程目标与毕业要求的关系

毕业要求指标点课程目标

1.工程知识：掌握数学和物理等自然科学

1-3掌握通信与物联网专业知

基础知识，电路、电子线路、电磁场与电

识，能够对通信与物联网系统课程目标

磁波、信号与系统分析和计算机技术等工1

的设计方案和模型进行推理和课程目标2

程基础知识，用于分析和解决通信与物联

验证；

网工程领域的复杂工程问题。

3.设计/开发解决方案：能够针对通信与物

联网工程领域的复杂工程问题提出有效3-3能够应用通信与物联网领

课程目标2

的解决方案，设计满足功能需求、性能指域的相关知识，设计/开发满足

课程目标3

标的软硬件系统或功能单元，并能够在设系统需求的解决方案，并体现

课程目标4

计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、创新意识；

安全、法律、文化以及环境等因素。

四、教学内容、要求及重难点

第一章逻辑代数基础（6学时）

教学要求：

1.掌握常用数制间的相互转换及正负数的原、反、补码。

2.了解数字电路中的常用码制。

3.掌握逻辑代数常用的逻辑运算，

4.掌握逻辑代数常用公式、定理及应用

5.掌握逻辑函数的五种表示方法及其相互转换。

6.掌握逻辑函数的公式化简法和卡诺图化简法

教学重点：

常用数制间的相互转换；逻辑代数的基本逻辑运算、公式、定理及应用；逻

辑函数的公式化简法和卡诺图化简法。

教学难点：

逻辑代数的应用；逻辑函数的公式化简法和卡诺图化简法。

第二章逻辑门电路（6学时）

教学要求：掌握；；掌握的结构、工作原理及使用规则；掌握；掌握

1.掌握半导体二极管、三极管和场效应管的开关特性。

2.熟悉分立元件门电路的内部组成、工作原理。

3.掌握CMOS集成门电路、TTL集成门电路的结构、工作原理及使用规则。

4.了解CMOS门电路与TTL门电路的接口技术。

教学重点：

TTL与非门及其它功能的TTL门，CMOS反相器及逻辑门。

教学难点：

TTL门和OC门的使用区别，三态门的特点。

［实验名称］

集成逻辑门的逻辑功能与参数测试

［实验类型］

验证性

［实验要求］

1.熟悉数字电路实验装置的结构，基本功能和使用方法。

2.掌握集成逻辑门电路的逻辑功能和主要参数的测试方法。

3.掌握集成逻辑器件的使用规则。

［实验学时］

2学时

第三章组合逻辑电路的分析与设计（8学时）

教学要求：

1.熟悉组合电路的结构和逻辑功能特点。

2.掌握组合电路的分析方法。

3.掌握常用集成组合电路的逻辑功能、特点和应用。

4.掌握组合电路的设计方法。

5.掌握集成译码器、数据选择器实现组合逻统函数的理论依据及实现方法.

6.了解组合逻辑电路中竞争冒险的概念、产生原因和消除方法。

教学重点：

组合电路的分析、设计方法；常用集成组合电路的逻辑功能、特点和应用。

教学难点：

常用集成组合电路的应用；组合电路的设计。

［实验名称］

组合逻辑电路设计与测试

［实验类型］

设计性

［实验要求］

1.掌握组合逻辑电路的特点及一般分析、设计方法；。

2.熟悉七段译码显示器的工作原理及使用方法。

3.掌握中规模集成译码器、编码器的逻辑功能及应用。

4.能够利用门电路设计简单组合逻辑电路。

［实验学时］

2学时

第四章触发器（8学时）

教学要求：

1.了解触发器的分类。

2.掌握基本RS触发器的结构、逻辑功能分析、逻辑功能表示方法。

3.掌握时钟触发器结构、逻辑功能分析、逻辑功能表示方法及特点。

4.掌握边沿触发器的结构、逻辑功能分析、逻辑功能表示方法及特点。

5.熟悉不同触发器之间的相互转换。

6.掌握触发器的应用。

教学重点：

RS、JK、D、T4种触发器的逻辑功能特点；时钟触发器和边沿触发器的动作

特点。

教学难点：

不同种类触发器的动作特点。

［实验名称］

触发器及应用

［实验类型］

验证性

［实验要求］

1.掌握利用与非门构成基本RS触发器。

2.掌握基本RS触发器、边沿JK触发器、同步D触发器、T触发器的逻辑

功能。

3.熟悉触发器之间相互转换的方法。

4.熟悉异步信号R和S的控制作用。

［实验学时］

2学时

第五章时序逻辑电路（10学时）

1.了解计数器的分类。

2.掌握时序电路的一般分析方法和设计方法。

3.熟悉同步计数器的电路结构、逻辑功能分析方法和表示方法。

4.熟练掌握用集成计数器构成N进制计数器的方法。

5.了解寄存器的分类，掌握其电路结构、逻辑功能分析方法。

6.掌握寄存器的应用。

教学重点：

时序逻辑电路的分析方法用集成计数器构成N进制计数器；寄存器的应用。

教学难点：

时序逻辑电路的设计；常用集成时序逻辑电路的应用。

［实验名称］

计数器及其应用

［实验类型］

设计性

［实验要求］

1.学习用集成触发器组成计数器的方法。

2.掌握中规模集成计数器的功能及使用方法。

3.学会用中规模计数器组成N进制计数器及1/N分频器。

［实验学时］

2学时

第六章（6学时）

教学要求：

1.深刻理解555定时器的电路组成和功能。

2.掌握施密特触发器、单稳态触发器及多谐振荡器电路构成及其应用。

3.熟悉555定时器的典型应用。

教学重点：

555定时器的基本功能；多谐振荡器、施密特触发器的特点、功能、参数及

应用。

教学难点：

用555定时器构成的单稳、多谐、施密特电路的波形和参数计算。

［实验名称］

脉冲信号的产生与整形

［实验类型］

验证性

［实验要求］

1.掌握施密特触发器、单稳态触发器和多诣振荡器的原理及构成方法。

2.掌握555定时器的原理及基本应用。

3.熟悉定时元件R、C与脉冲周期和宽度的关系。

［实验学时］

2学时

第七章A/D、D/A转换电路（4学时）

教学要求：

1.理解数模转换器的基本概念。

2.掌握倒T型电阻网络D/A转换器的结构和工作原理。

3.掌握A/D转换的一般步骤。

4.掌握逐次渐近型、双积分型A/D转换器的结构和工作原理。

5.掌握D/A、A/D转换器的主要技术指标。

教学重点：

D/A、A/D转换器的典型电路原理；输出量与输入量间的定量关系以及特点、

参数。

教学难点：

数模、模数转换电路的工作原理。

五、课程教学内容、教学方式对课程目标的支撑

学

序

课程内支撑

号

教学内容教学方式时

容框架课程目标

常用数制间的相互转换；讲授、课堂讨

正负数的原、反、补码；论、课堂引导

数字电路中的常用码制；与启发下的课

逻辑代逻辑代数常用公式、定理及应用；堂训练和课外

16课程目标1

数基础逻辑函数的五种表示方法及其相互作业布置、学

转换；生动手实验和

逻辑函数的公式化简法和卡诺图化课后撰写实验

简法。报告

半导体二极管、三极管和场效应管的

开关特性；讲授、课堂讨

分立元件门电路的内部组成、工作原论、课堂引导

理；与启发下的课

逻辑门CMOS集成门电路、TTL集成门电路的堂训练和课外

26课程目标1

电路结构、工作原理及使用规则；作业布置、学

0C门、三态门的特点及应用；生动手实验和

CMOS门电路与TTL门电路的接口技课后撰写实验

术。报告

组合电路的结构和逻辑功能特点；讲授、课堂讨

组合电路的分析方法；论、课堂引导

常用集成组合电路的逻辑功能、特点

组合逻与启发下的课课程目标1

和应用；

辑电路堂训练和课外课程目标2

3组合电路的设计方法；8

的分析作业布置、学课程目标3

集成译码器、数据选择器实现组合逻

与设计生动手实验和课程目标4

辑函数的理论依据及实现方法；

课后撰写实验

组合逻辑电路中竞争冒险的概念、产

报告

生原因和消除方法。

讲授、课堂讨

触发器的分类；论、课堂引导

基本触发器、时钟触发器、边沿

RS与启发下的课

触发器的结构、逻辑功能分析、逻辑课程目标

堂训练和课外1

4触发器功能表示方法；课程目标2

作业布置、学8

RS、JK、D、T4种触发器的逻辑功能课程目标3

生动手实验和

特点；

课后撰写实验

不同触发器之间的相互转换。

报告

计数器的分类；讲授、课堂讨课程目标1

时序逻

5时序电路的一般分析方法；论、课堂引导10课程目标2

辑电路

同步计数器的电路结构、逻辑功能分与启发下的课课程目标3

学

序课程内支撑

号教学内容教学方式时

容框架课程目标

析方法和表示方法；堂训练和课外课程目标4

集成计数器构成N进制计数器的方作业布置、学

法；生动手实验和

寄存器的分类；课后撰写实验

寄存器电路结构、逻辑功能分析方报告

法；

寄存器应用。

讲授、课堂讨

论、课堂引导

脉冲信555定时器的电路组成和功能；与启发下的课

课程目标1

号的产施密特触发器电路构成及其应用；堂训练和课外

66课程目标2

生与整单稳态触发器电路构成及其应用；作业布置、学

课程目标3

形电路555定时器的典型应用。生动手实验和

课后撰写实验

报告

数模转换器的基本概念；讲授、课堂讨

倒T型电阻网络D/A转换器的结构和论、课堂引导

工作原理；与启发下的课

A/D、D/A课程目标1

A/D转换的一般步骤；堂训练和课外

7转换电4课程目标2

次渐近型、双积分型A/D转换器的结作业布置、学

路课程目标3

构和工作原理；生动手实验和

D/A、A/D转换器的主要技术指标。课后撰写实验

报告

六、课程目标与考核内容

课程目标考核内容

课程目标1：深刻理解数字电路的基本理论、1.数制转换，逻辑代数运算，逻辑函数

基本概念和基本方法，数制转换，逻辑代数化简，半导体开关特性，逻辑门电路，

运算，逻辑函数化简，半导体开关特性，逻组合逻辑电路，触发器，时序逻辑电路，

辑门电路，组合逻辑电路，触发器，时序逻脉冲信号的产生与整形，A/D、D/A转

辑电路，理解脉冲信号的产生与整形，了解换。

A/D、D/A转换的工作原理。2.期末考试成绩。

课程目标2：熟练掌握数字逻辑电路的分析方1.使用组合逻辑电路和时序逻辑电路

法，利用对典型数字电路的逻辑功能分析，的一般分析方法，能够分析出电路具有的

深刻理解其工作原理，实现灵活应用，并对逻辑勿能。

分析相关后续课程电路打下基础。2.期末考试成绩。

课程目标3：能够掌握数字逻辑电路的一般设1.在已有典型集成逻辑电路的基础上，

计方法