1、數字電子技術基礎教學大綱Digital Electronic Technology 課程編碼：12A08040 學分：4.0 課程類別：專業基礎課計劃學時：64 其中講課：64 實驗或實踐：0 上機：0適用專業：電子信息科學與技術、通信工程、集成電路設計與集成系統推薦教材：閻石主編，數字電子技術基礎第五版，高等教育出版社，2006年參考書目：1. 康華光主編，電子技術基礎 數字部分第5版，高等教育出版社，2008年2. 王永軍等編，數字邏輯與數字系統第3版，電子工業出版社，2006年課程的教學目的與任務本課程的教學目的是使學生通過本課程的學習掌握數字電子技術的基本概念、基本電路的工作原理及基本

2、分析方法和設計方法；通過對典型的數字邏輯器件的介紹和實踐性教學環節，使學生掌握數字電子技術方面的基本知識、基本理論和基本技能，培養學生運用所學知識正確選擇和使用數字邏輯器件的能力，為今后學習有關單片機、電子測量、FPGA技術、數據采集系統、接口與通信、DSP器件等專業課，以及為解決工程實踐中所遇到的數字系統問題打下堅實的基礎。本課程的教學目的是使學生掌握高級技術人員必須具備的數字電路的基本理論和基本方法，為學習后繼專業課程、從事科學研究或工程技術工作打下一定的基礎，同時，培養學生觀察、分析、解決復雜問題的能力。通過本課程的學習，使學生建立起數字邏輯的觀點，為學生今后處理數字電路，提高專業理論水

3、平，從事電路設計的實際工作奠定良好的理論基礎。課程的基本要求1、通過課堂講解使學生了解數字電子技術的基礎知識；熟練掌握邏輯門電路；熟練掌握組合邏輯電路的特點、分析方法和設計方法；掌握各種觸發器的邏輯功能和觸發特性；熟練掌握時序邏輯電路的分析方法，了解同步時序邏輯電路的一般設計方法；了解半導體存儲器的基本結構，掌握其使用方法；初步學習可編程邏輯器件的硬件結構和軟件編程；掌握脈沖的產生和整形電路； 掌握數-模轉換器和模-數轉換器的一般原理，掌握其應用方法。2、通過課堂講解、討論和學生課下閱讀、思考，使學生能掌握利用數字邏輯知識分析問題和解決問題，提高學生對數字電路分析、設計的能力。3、要求學生在學

4、完本課程后，能運用所學基本理論，獨立地對各種數字電路，尤其在中規模元器件、組合邏輯電路、時序邏輯電路電路的設計、仿真、分析和優化等方面進行綜合應用。各章節授課內容、教學方法及學時分配建議（含課內實驗）第一章 數制和碼制 建議學時：2教學目的與要求 了解數字量與模擬量的特點，數字電路的特點、應用。理解各種進位制數及轉換，常用的幾種編碼。掌握二進制的算術運算與邏輯運算的不同之處。教學重點與難點 不同數制之間的轉換方法。授 課 方 法 以課堂講授為主，課堂討論和課下自學為輔。授 課 內 容第一節 概述第二節 幾種常用的數制一、十進制二、二進制三、八進制四、十六進制第三節 不同數制間的轉換一、二-十轉

5、換二、十-二轉換三、二-十六轉換四、十六-二轉換五、八進制數與二進制數的轉換六、十六進制數與十進制數的轉換第四節 二進制算術運算一、二進制算術運算的特點二、反碼、補碼和補碼運算第五節 幾種常用的編碼一、十進制代碼二、格雷碼三、美國信息交換標準代碼第二章 邏輯代數基礎 建議學時：6教學目的與要求 了解邏輯函數的四種表示方法（真值表法、邏輯式法、卡諾圖法及邏輯圖法）及其相互之間的轉換。理解邏輯代數的三種基本運算、三項基本定理、基本公式和常用公式。掌握邏輯函數的化簡法。了解最小項、最大項、約束項的概念及其在邏輯函數化簡中的應用。教學重點與難點 邏輯函數的公式化簡法與圖形化簡法。授 課 方 法 以課堂

6、講授為主，課堂討論和課下自學為輔。授 課 內 容第一節 概述第二節 邏輯代數中的三種基本運算第三節 邏輯代數的基本公式和常用公式第四節 邏輯代數的基本定理一、代入定理二、反演定理三、對偶定理第五節 邏輯函數及其表示方法一、邏輯函數二、邏輯函數的表示方法三、邏輯函數的兩種標準形式四、邏輯函數形式的變換第六節 邏輯函數的化簡方法一、公式化簡法二、卡諾圖化簡法第七節 具有無關項邏輯函數及其化簡一、約束項、任意項和邏輯函數式中的無關項二、無關項在化簡邏輯函數中的應用第三章 門電路 建議學時：8教學目的與要求 了解門電路的定義及分類方法。二極管、三極管的開關特性，及分立元件組成的與、或、非門的工作原理。

7、理解TTL反相器的工作原理，靜態輸入、輸出、電壓傳輸特性及輸入端負載特性，開關特性。了解其它TTL門（與非門、或非門、異或門、三態門，OC門）的工作原理及TTL門的改進系列。掌握CMOS反相器的工作原理及靜態特性。其他CMOS門（與非門、或非門等）的工作原理。教學重點與難點 難點：分立元件門電路，常見CMOS和TTL門的邏輯功能和傳輸特性。重點：常見TTL門的工作原理和電壓傳輸特性，電路圖的邏輯式。授 課 方 法 以課堂講授為主，課堂討論和課下自學為輔。授 課 內 容第一節 概述第二節 半導體二極管門電路一、半導體二極管的開關特性二、二極管與門三、二極管或門第三節 CMOS門電路一、CMOS管

8、的開關特性二、CMOS反相器的電路結構和工作原理三、CMOS反相器的靜態輸入特性和輸出特性四、CMOS反相器的動態特性五、其他類型的CMOS門電路六、CMOS電路的正確使用七、CMOS數字集成電路的各種系列第四節 其他類型CMOS數字集成電路（自學）第五節 TTL門電路一、雙極性三極管的開關特性二、TTL反相器的電路結構和工作原理三、TTL反相器的靜態輸入特性和輸出特性四、TTL反相器的動態特性五、其他類型的TTL門電路六、TTL數字集成電路的各種系列第六節 其他類型雙極型數字集成電路（自學）第四章 組合邏輯電路 建議學時：8教學目的與要求 了解組合邏輯電路中的競爭-冒險現象。理解編碼器、譯碼

9、器、數據選擇器、加法器及數值比較器的工作原理及邏輯功能。掌握常見組合邏輯電路的分析方法和設計方法。教學重點與難點 門電路、譯碼器、數據選擇器等構成的組合電路的分析與設計方法。授 課 方 法 以課堂講授為主，課堂討論和課下自學為輔。授 課 內 容第一節 概述第二節 組合邏輯電路的分析方法和設計方法一、組合邏輯電路的分析方法二、組合邏輯電路的設計方法第三節 若干常用的組合邏輯電路一、編碼器二、譯碼器三、數據選擇器四、加法器五、數值比較器第四節 組合邏輯電路中的競爭-冒險現象一、競爭-冒險現象及其成因二、檢查競爭-冒險現象的方法三、消除競爭-冒險現象的方法第五章 觸發器 建議學時：6教學目的與要求

10、了解邏輯功能與電路結構的區別。掌握觸發器的定義以及基本RS觸發器、同步RS觸發器、主從觸發器、邊沿觸發器的邏輯功能、描述方法與動作特點。教學重點與難點 分析觸發器輸出的電壓波形。掌握觸發器相互之間的轉換。授 課 方 法 以課堂講授為主，課堂討論和課下自學為輔。授 課 內 容第一節 概述第二節 SR鎖存器第三節 電平觸發的觸發器一、電路結構和工作原理二、電平觸發方式的動作特點第四節 脈沖觸發的觸發器一、電路結構和工作原理二、脈沖觸發方式的動作特點第五節 邊沿觸發的觸發器第六節 觸發器的邏輯功能及其描述方法一、觸發器按邏輯功能的分類二、觸發器的電路結構和邏輯功能、觸發方式的關系第七節 觸發器相互之

11、間的轉換第六章 時序邏輯電路 建議學時：8教學目的與要求 了解時序邏輯電路中的競爭-冒險現象。理解由常見中規模時序集成塊和門電路構成的時序邏輯電路的分析與設計方法。掌握由觸發器和門電路構成的時序邏輯電路的分析與設計方法。深刻理解時序電路各方程組（輸出方程組、驅動方程組、狀態方程組），狀態轉換表、狀態轉換圖及時序圖在分析和設計時序電路中的重要作用。掌握計數器、移位寄存器組成及工作原理。教學重點與難點 運用各種中規模集成計數器和小規模門電路設計各種時序邏輯電路。授 課 方 法 以課堂講授為主，課堂討論和課下自學為輔。授 課 內 容第一節 概述第二節 時序邏輯電路分析方法一、同步時序邏輯電路分析方法

12、二、時序邏輯電路的狀態轉換表、狀態轉換圖、狀態流程圖和時序圖三、異步時序邏輯電路分析方法第三節 若干常用的時序邏輯電路一、寄存器和移位寄存器二、計數器第四節 時序邏輯電路的設計方法一、同步時序邏輯電路設計方法二、時序邏輯電路的自啟動設計（自學）三、異步時序邏輯電路設計方法（自學）第五節 時序邏輯電路的中的競爭-冒險現象第七章 半導體存儲器 建議學時：6教學目的與要求 了解半導體存儲器的功能及分類。理解存儲容量的擴展方法及如何用存儲器實現組合邏輯的功能。掌握只讀存儲器ROM、隨機存儲器RAM的組成及工作原理。教學重點與難點 存儲器容量的擴展。授 課 方 法 以課堂講授為主，課堂討論和課下自學為輔

13、。授 課 內 容第一節 概述第二節 只讀存儲器一、掩膜只讀存儲器二、可編程只讀存儲器三、可擦除的可編程只讀存儲器第三節 隨機存儲器一、靜態隨機存儲器二、動態只讀存儲器第四節 存儲器容量的擴展一、位擴展方式二、字擴展方式第五節 用存儲器實現組合邏輯函數第八章 可編程邏輯器件 建議學時：4教學目的與要求 了解現場可編程邏輯陣列(FPLA)、可編程陣列邏輯PAL、通用陣列邏輯GAL原理、結構及基本應用。教學重點與難點 通用陣列邏輯的結構特點和工作原理。授 課 方 法 以課堂講授為主，課堂討論和課下自學為輔。授 課 內 容第一節 概述第二節 現場可編程邏輯陣列(FPLA)第三節 可編程陣列邏輯PAL一

14、、PAL的基本電路結構二、PAL的幾種輸出電路結構和反饋形式三、PAL的應用舉例第四節 通用陣列邏輯GAL一、GAL的電路結構二、輸出邏輯宏單元三、PAL的應用舉例第十章 脈沖波形的產生和整形 建議學時：教學目的與要求 了解脈沖產生及整形電路的分類及脈沖波形參數的定義。理解由門電路構成的施密特觸發器、單穩態觸發器、多諧振蕩器的工作原理、脈寬及周期的計算方法。掌握由555定時器組成三種脈沖電路（施密特觸發器，單穩態觸發器和多諧振蕩器）的工作原理、波形參數與電路參數之間的關系。教學重點與難點 施密特觸發器和555定時器的應用。授 課 方 法 以課堂講授為主，課堂討論和課下自學為輔。授 課 內 容第

15、一節 概述第二節 施密特觸發器一、用門電路組成的施密特觸發器二、集成施密特觸發器三、施密特觸發器的應用第三節 單穩態觸發器一、用門電路組成的單穩態觸發器二、集成單穩態觸發器第四節 多諧振蕩器一、對稱式多諧振蕩器二、非對稱式多諧振蕩器三、環形振蕩器四、用施密特觸發器構成的多諧振蕩器五、石英晶體多諧振蕩器第五節 555定時器及其應用一、555定時器的電路結構與功能二、用555定時器接成的施密特觸發器三、用555定時器接成的單穩態觸發器四、用555定時器接成的多諧振蕩器第十一章 數模和模數轉換 建議學時：8教學目的與要求 了解ADC、DAC在數字系統中的作用及分類方法。理解具有雙極型輸出的DAC及權電流網絡DAC。掌握ADC的轉換步驟、取樣定理。掌握權電阻網絡DAC，倒T型電阻網絡DAC的工作原理及DAC的轉換精度與速度。教學重點與難點 倒