1、數字電路與邏輯設計課程教學大綱課程英文名稱：Digital Circuits and Logic Design 課程代碼： 121300103課程性質：學科基礎課適用專業：電子信息工程 、電子科學與技術（含魏源國際學院）總學時數：64 其中 講課學時： 48實驗學時：16 總學分數：4分編寫人：楊 波 審核人： 羅慶躍一、課程簡介（一）課程性質及其在課程體系中的地位數字電路與邏輯設計課程是電子信息工程 、電子科學與技術專業的一門重要基礎課，有很強的實踐性，主要研究基本數字電路的原理和電路的邏輯設計。為學生進一步學習有關專業課程和日后從事專業工作打下基礎，因此本課程在后續課程中占有很重要的地位。

2、（二）課程教學目標通過課程的學習，使學生能夠較好地掌握數字電路的基本理論、基本知識和基本分析方法。了解電子技術的新發展，新技術。能夠分析由幾個單元數字電路組成的小電路系統，具有設計簡單電子電路的能力，為日后工作打下基礎課程教學的總體要求（三）課程教學的總體要求學生通過學習應熟練掌握邏輯函數的表示方法及相互轉換 與化簡方法；邏輯電路的分析方法與設計方法；掌握集成芯片的外特性與常用MSI的功能表；用MSI構成邏輯電路的方法。了解集成芯片的工作原理與結構特點、功能特點。（四）課程的基本內容邏輯代數基礎、門電路、組合邏輯電路、觸發器、時序邏輯電路、脈沖波形的產生和整形、半導體存儲器、可編程邏輯器件、模

3、/數和數/模轉換電路、系統應用舉例等。（五）先修課程及后續課程先修課程為： 電路分析、模擬電子技術后續課程為： 微機原理、EDA技術、數字集成電路設計原理二、課程教學總體安排（一）學時分配建議表學時分配建議表                   課  程  內  容各教學環節的學時分配講 課習題課實 驗設 計緒論1第一章 邏輯代數基礎 82第二章 門電路42第三章 組合邏輯電路

4、1016設計第四章 觸發器42第五章 時序邏輯電路824設計第六章 脈沖波形的產生和整形42第七章 數一模和模一數轉換4總計（學時）43516（二）推薦教材及參考書目1、教材主編 張克農.數字電子技術基礎.高等教育出版社. 第二版. 20012年2、參考書目（1）（主編 閻 石.數字電子技術基礎.高等教育出版社. 第5版. 2006年（2）主編 康華光.電子技術基礎下冊.高等教育出版社. 第5版. 2008年（三）課程考核方式1、考核方式閉卷考試，平時考核 （課堂、平時作業 實驗）2、成績構成期末成績70% ，平時成績20%，其中 課堂 10% 課外 10% 實驗 10%三、課程教學內容及基本

5、要求緒論 1課時 數字電路的應用、數字信號、數字電路特點、學習數字電路方法第一章 邏輯代數基礎 10學時教學目的 學會用邏輯代數處理簡單的組合門電路，為下面學習組合邏輯電路與時序邏輯電路打下重礎。教學重點與難點 （1）教學重點邏輯代數基本定律、三條重要規則、邏輯函數的表示方法及之間的轉換。（2）教學難點邏輯函數的化簡 3.教學方法與手段以教師為主導，以學生為主體，采用啟發式教學和提問、討論以及質疑、解答等方法；采用多媒體。4.教學主要內容（1） 數制和碼制 （2）邏輯代數中的三種基本運算（3）邏輯代數的基本公式、常用公式和三個規則（4） 邏輯函數常用的描述方法及相互間的轉換（5） 邏輯函數的公

6、式化簡法（6） 邏輯函數的卡諾圖化簡法（7） 具有無關項的邏輯函數及其化簡5、教學要求掌握邏輯函數概念，熟練掌握邏輯函數的描述方法，邏輯函數的變換及邏輯函數化簡的方法6、課后思考與練習31頁1.1，1.2， 1.5， 1.6， 1.8， 1.9，1.10， 1.13， 1.14，1.15；第二章 集成邏輯門電路 4學時教學目的 學會TTL門、CMOS門、OC(OD)門、三態門等集成門的正確使用方法及外電氣特性。教學重點與難點 （1）教學重點 TTL與非門電氣特性、集電極開路門和三態門正確運用。（2）教學難點 TTL與非門的內部結構及工作原理3. 教學方法與手段以教師為主導，以學生為主體，采用啟

7、發式教學和提問、討論以及質疑、解答等方法，多媒體。4.教學主要內容（1）半導體二極管和三極管開關特性（2）TTL門電路及性能參數（3 ）CMOS門電路（4 ）TTL門電路、CMOS門電路及性能參數和使用中的幾個實際問題5.教學要求了解TTL與非門的工作原理；熟練掌握TTL門電路的外電氣特性及的正確使用三態門；掌握CMOS門的外電氣特性和OC門及傳輸門的正確使用。6、課后思考與練習78頁 3.3，3.4，3.8， 3.14，3.15。第三章 組合邏輯電路 11學時教學目的 學會組合邏輯電路的分析與設計方法，能看懂組合邏輯集成芯片的功能表，能正確使用芯片構成簡單的組合邏輯電路教學重點與難點（1）教

8、學重點組合邏輯電路的分析與設計方法（2）教學難點MSI的譯碼器、數字選擇器的工作原理和邏輯功能以及運用。3. 教學方法與手段以教師為主導，以學生為主體，采用啟發式教學和提問、討論以及質疑、解答等方法，多媒體。4教學主要內容（1）概述（2）組合邏輯電路的設計方法和設計方法（3）常用的組合邏輯電路及其邏輯功能（4）基于MSI組合邏輯電路的分析和設計5教學要求熟練掌握組合邏輯電路的分析與設計方法以及MSI的譯碼器、數字選擇器的工作原理及邏輯功能；掌握MSI的編碼器、加法器、比較器。了解組合邏輯電路中的競爭與冒險。6、課后思考與練習120頁 4.1，4.2，4.4，4.6，4.7，4.11，4.13，

9、 4.17，4.19第四章 集成觸發器 4學時教學目的 由觸發器邏輯圖能看出其結構、種類并能正確應用。教學重點與難點 （1）教學重點觸發器的特性方程、特性表、時序圖表示及邏輯功能。（2）教學難點觸發器的結構及工作原理；結構特點決定觸發器的觸發特點。3. 教學方法與手段以教師為主導，以學生為主體，采用啟發式教學和提問、討論以及質疑、解答等方法，多媒體。4教學主要內容（）概述（）觸發器的基本形式（）基本RS觸發器（）同步觸發器（）主從結構觸發器（）邊沿觸發器5教學要求熟練掌握觸發器的用特性方程、特性表、時序圖表示方法和邏輯功能；掌握常用集成觸發器的邏輯符號、邏輯功能特點以及動作特點；了解觸發器的結

10、構及工作原理。6、課后思考與練習146頁5.1，5.3，5.5。第五章 時序邏輯電路 10學時教學目的 學會同步、異步時序邏輯電路的分析設計方法，能看懂時序邏輯芯片功能表，能用集成芯片構成簡單的時序邏輯電路教學重點與難點 （1）教學重點時序邏輯電路的分析方法，計數器的工作原理及其相應的中規模集成電路和典型應用。（2）教學難點時序邏輯電路的設計方法3. 教學方法與手段以教師為主導，以學生為主體，采用啟發式教學和提問、討論以及質疑、解答等方法，多媒體。4教學主要內容（）概述時序邏輯電路的基本特性及分類（）序邏輯電路的分析方法（）時序邏輯電路的設計方法（）集成計數器組成和工作原理（）用中規模集成計數

11、器構成任意進制計數器的分析、設計方法（）集成寄存器的組成和工作原理（）基于MSI時序邏輯電路的分析與設計5、教學要求熟練掌握同步、異步時序邏輯電路的分析方法，用集成計數器構成N進制計數器的方法；掌握同步與異步時序電路的概念，同步時序邏輯電路的設計方法以及數碼寄存器、移位寄存器；了解各種同步及異步計數器的工作原理。6、課后思考與練習212頁7.1，7.2，7.3，7.12,， 7.15，7.16，7.18，7.23。第六章 脈沖波形的產生和整形 4學時教學目的 學會 施密特觸發器、單穩態觸發器、多諧振蕩器的電路構成方法及參數計算方法。教學重點與難點 （1）教學重點555 定時器的構成和工作原理（

12、2）教學難點單穩態觸發器、多諧振蕩器、施密特觸發器的工作原理和典型應用。3. 教學方法與手段以教師為主導，以學生為主體，采用啟發式教學和提問、討論以及質疑、解答等方法，多媒體。4教學主要內容（）概述（）555定時器及（）施密特觸發器（）單穩態觸發器（）多諧振蕩器5教學要求熟練掌握555 定時器的構成和工作原理；掌握以及單穩態觸發器、多諧振蕩器、施密特觸發器的工作原理；了解典型應用。6、課后思考與練習6、課后思考與練習172頁6.7，6.8，6.9第七章 數一模和模一數轉換 4學時教學目的 學會D/A、A/D轉換器構成思路、方法，能正確運用D/A、A/D芯片進行信號轉換。教學重點與難點 （1）教

13、學重點倒形電阻網絡D/A轉換器、逐次漸近A/D轉換器工作原理及集成芯片的應用。（2）教學難點D/A和A/D轉換器的工作原理3. 教學方法與手段以教師為主導，以學生為主體，采用啟發式教學和提問、討論以及質疑、解答等方法，多媒體。4教學主要內容（）概述（） D/A轉換器的基本工作原理、倒形電阻網絡D/A轉換器、權電流網絡D/A轉換器、集成D/A轉換器及應用（）A/D轉換器的基本工作原理、并行比較型A/D轉換器、逐次漸近A/D轉換器、雙積分型A/D轉換器、集成A/D轉換器及應用、采樣保持電路。5教學要求熟練掌握D/A轉換器的基本工作原理和倒形電阻網絡D/A轉換器；掌握A/D轉換器的基本工作原理和并行

14、比較型A/D轉換器、逐次漸近A/D轉換器；了解雙積分型A/D轉換器D/A、A/D轉換器的主要參數。6、課后思考與練習275頁9.1，9.2，9.3，9.6。四、實驗要求（一）實驗的目的與要求數字電路實驗課是電子信息工程 、電子科學與技術重要的基礎性實驗課，其目的使學生更好地鞏固和加深基礎理論知識的理解，增強學生理論了解實際的能力，提高學生的工程素質，通過實踐教學引導學生在理論指導下有所創新；要求學生獨立完成基本實驗、綜合實驗外，還要學會獨立設計小型數字系統的工程方法，獨立完成調試過程，為專業課的學習和今后的工作打下良好基礎。（二）實驗項目名稱、學時分配表實驗學時分配表序號實驗項目名稱實驗學時實

15、驗類型實驗內容開出要求分  組人/組1門電路驗證測量與非門的邏輯功能、測量或非門的邏輯功能、測量與或非門的邏輯功能選開人組合邏輯電路設計、用4個2輸入與非門設計完成異或運算。2、用數字選擇器74LS151設計完成三人表決器，其中一人為主要裁判，有一票否決權。3、用譯碼器74LS138設計完成一個全加器要有設計過程，實驗步驟，完整的電路圖必開人數碼比較器驗證1、 用邏輯門構成一位數碼比較器，并測試其邏輯功能。2、 測試集成4位數碼比較器的邏輯功能。3、 用74LS85芯片構成一個8421BCD碼判別電路，即輸入DCBA是8421BCD碼輸出為高電平，否則輸出為低電平。選開人觸發器驗證1

16、、用與非門構成基本RS觸發器，并測試其邏輯功能。2、測試集成JK、D觸發器的邏輯功能。3、用集成JK觸發器構成同步4分頻電路。必開人計數譯碼顯示電路綜合1、測試BCD譯碼器74LS48的邏輯功能2、測試集成計數器74LS161的邏輯功能。3、用74LS48、74LS161構成一個計數顯示電路。選開人任意進制計數器的構成設計1、測試74LS192同步十進制可逆計數器的邏輯功能2、用兩片74LS192組成兩位十進制加法、減法計數器，進行由0099累加計數和9900遞減計數，記錄之。3、設計一個六進制加法計數器，記錄之。4、設計一個24進制加法計數器并進行實驗記錄之。5、選做，設計一個60進制計數器

17、并進行實驗。以上都要數碼顯示計數過程 。選開人555集成計時器驗證1、 測試555定時器功能2、 用555定時器構成單穩態電路和多諧振蕩電路，用雙蹤示波器觀察電路的工作狀況，并對波形進行分析選開人8智力競賽搶答裝置2綜合1、測試各觸發器及各邏輯門的邏輯功能。2、智力競賽搶答電路的接線3、測試搶答器電路功能選開人9電子秒表3綜合1、基本RS觸發器的測試2、單穩態觸發器的測試3、時鐘發生器的測試4、計數器的測試5、電子秒表的整體測試6、電子秒表準確度的測試選開人（三）考核方式考核方法：根據平時實驗考勤登記表、平時的實驗預習、平時實驗操作和每次的實驗報告，確定評分結果。評分標準：優、良、中等、及格、

18、不及格 五等（或10分制）數字電路與邏輯設計課程實驗教學大綱 課程代碼：121300103a 課程性質：非獨立設課 課程屬性：專業基礎實驗課 適用專業：電子信息工程 、電子科學與技術（含魏源國際學院） 學 時：總學時 64 實驗學時 16 編寫人： 楊 波 審定人： 羅慶躍一、課程簡介數字電路實驗是電子信息工程 、電子科學與技術專業學生的一門重要的實踐性技術基礎課程，是培養學生動手能力的重要實踐環節。課程的主要內容：門電路邏輯功能測試、集成芯片的邏輯功能測試、組合邏輯電路、時序邏輯電路的測試方法和分析方法等安排實驗題目并提供實驗設備,開展相應實驗，獲取實驗結果，分析結果，得出實驗結論的全過程。

19、二、實驗教學目的及要求 1、實驗教學目的： 通過該實驗課程的基本訓練，使學生具備電子測試知識與技能及一定的科學研究能力，鞏固和加深數字電子技術理論知識，通過實踐進一步加強學生獨立分析問題和解決問題的能力，同時注意培養學生實事求是,嚴肅認真的科學作風和良好的實驗習慣,為今后工作打下良好的基礎.2、實驗教學要求：（1）實驗儀表和儀器：熟練掌握萬用電表，示波器，電子學習機，直流穩壓電源等電子儀器設備的正確使用方法。  （2）測試方法：掌握 門電路邏輯功能的測試方法；集成芯片邏輯功能的測試方法；組合邏輯電路、時序邏輯電路的測試方法。 （3）實驗操作：安全、操作規范。實驗前

20、預習實驗內容，熟悉實驗裝置，正確布局和聯接實驗電路，認真觀察實驗現象和正確讀取數據，并對實驗數據進行分析判斷，得出正確的實驗結果。（4）具備初步的分析和排除常見故障的能力。 （5）能獨立地寫出嚴謹的、有理論分析的、實事求是的、文理通順的、字跡端正的實驗報告。三、實驗項目設置表序號實驗名稱實驗學時每組人數必做或選做實驗類型1門電路選做驗證性2組合邏輯電路32必做設計性3數碼比較器選做驗證性4觸發器必做驗證性5計數、譯碼、顯示電路32選做綜合性6任意進制計數器的構成32選做設計性7555集成計時器選做驗證性8智力競賽搶答裝置22選做綜合性9電子秒表32選做綜合性四、單項實驗的內容和要求1、門電路實

21、驗目的與要求：（1）熟悉萬用表和電子學習機的使用方法。（2）驗證主要門電路的邏輯運算及輸入與輸出的邏輯關系。 （3）掌握門電路多余端的處理。實驗內容：（1）測量與非門的邏輯功能；（2）測量或非門的邏輯功能；（3）測量與與非門的邏輯功能。主要儀器設備：電子學習機、示波器、毫伏表、萬用表；THDW-1網絡型電子學綜合實驗裝置2、組合邏輯電路  （設計性實驗）實驗目的與要求：（1）熟悉組合邏輯電路的設計方法。（2）掌握用邏輯門電路、集成譯碼器和數據選擇器構成簡單的邏輯控制電路方法。實驗內容：（1）用4個2輸入與非門設計完成異或運算。（2） 用數字選擇器74LS151設計完成三人表決器，其中

22、一人為主要裁判，有一票否決權。（3）用譯碼器74LS138設計完成一個全加器要有設計過程，實驗步驟，完整的電路圖。主要儀器設備：電子學習機、示波器、毫伏表、萬用表；THDW-1網絡型電子學綜合實驗裝置3、數碼比較器 實驗目的與要求：（1）熟悉比較器的工作原理，掌握四位比較器的邏輯功能測試方法。（2）掌握用比較器構成簡單的邏輯功能電路的方法 。實驗內容：（1）用邏輯門構成一位數碼比較器，并測試其邏輯功能。（2）測試集成4位數碼比較器的邏輯功能。（3）用74LS85芯片構成一個8421BCD碼判別電路，即輸入DCBA是8421BCD碼輸出為高電平，否則輸出為低電平。主要儀器設備：電子學習

23、機、示波器、毫伏表、萬用表；THDW-1網絡型電子學綜合實驗裝置4、觸發器實驗目的與要求：（1）掌握集成JK、D觸發器的邏輯功能的測試方法。（2）體會異步端和同步端之間的關系，體會CP邊沿觸發脈沖信號的作用。實驗內容：（1）用與非門構成基本RS觸發器，并測試其邏輯功能。（2）測試集成JK、D觸發器的邏輯功能。 （3）用集成JK觸發器構成同步4分頻電路。主要儀器設備：電子學習機、示波器、毫伏表、萬用表；THDW-1網絡型電子學綜合實驗裝置5、計數、譯碼、顯示電路 (綜合性實驗)實驗目的與要求：（1）掌握用74LS48BCD譯碼器和共陰極七段顯示器構成譯碼顯示電路；（2）掌握集成計數器的邏輯功能及

24、正確使用。實驗內容：（1）測試BCD譯碼器74LS48的邏輯功能。（2）測試集成計數器74LS161的邏輯功能。（3）用74LS48、74LS161構成一個計數顯示電路。主要儀器設備：電子學習機、示波器、毫伏表、萬用表；THDW-1網絡型電子學綜合實驗裝置6、任意進制計數器的構成 ( 設計性實驗)實驗目的與要求：（1）深入了解集成計數器的邏輯功能及應用。（2）掌握用中規模集成計數器構成任意進制計數器的方法。實驗內容：（1）測試74LS192同步十進制可逆計數器的邏輯功能（2）用兩片74LS192組成兩位十進制加法、減法計數器，進行由0099累加計數和9900遞減計數，記錄之。（3）設計一個六進制加法計數器，記錄之。（4）設計一個24進制加法計數器并進行實驗記錄之。 （5）選做，設計一個60進制計數器并進行實驗。以上都要數碼顯示計數過程 。主要儀器設備：電子學習機、