《数字电路》课程标准.docx
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《数字电路》课程标准
《数字电路》课程标准
一、课程基本情况
课程名称：
数字电路
适用专业：
计算机应用专业
课程性质：
技术基础课程
计划学时：
64学时
二、制定课程标准的依据
本课程教学标准依据高职计算机应用专业的专业教学标准中的人才培养目标和培养规格以及对数字电路课程教学目标要求而制定，用于指导数字电路课程教学和课程建设。
三、课程性质
《数字电路》是计算机应用专业的专业基础课。
通过本课程的学习，学生将具备数字电路的逻辑分析与设计的基本知识，掌握数字系统中常用功能部件的应用分析、逻辑设计与仿真测试等基本技能，为后续课程，如数字系统设计、计算机组成原理、微型计算机接口技术等打下坚实的基础。
课程的目的是在讲解逻辑电路基本概念和基本知识的基础上，培养学生使用各种逻辑分析与设计的工程方法和工程工具，学习典型逻辑功能部件的内部结构，掌握其工作原理，可以承担小型数字电路分析或设计的简单应用课题。
课程的任务是引入必要的数制和码制知识，通过逻辑代数的基本定律、规则、常用公式的介绍，建立数字逻辑的基本概念，进而深入学习组合电路、时序电路分析与设计中的逻辑工具、基本方法以及仿真软件的测试技术。
使学生不仅掌握典型电路的传统分析与设计技术，而且掌握现代数字系统中重要的仿真分析及测试方法。
四、本课程与前续课程的关系
本课程学习和训练之前，学生应已修完如下课程：
电工电子技术。
本课程与其他课程的关系见表1。
表1数字电路课程与其他课程的关系
序号
前期课程名称
为本课程支撑的主要能力
1
电工电子技术
掌握电路的基本定律、分析方法，了解半导体元件的工作性质，为学好后续硬件电路做准备。
五、课程的教育目标
1．知识、能力目标
（1）熟悉数字电子技术的有关基本概念、术语；了解逻辑代数基本定律和逻辑函数的公式法化简及卡诺图化简。
（2）掌握TTL和CMOS门电路及各种集成触发器的逻辑功能和外特性。
（3）掌握常用组合逻辑电路的功能及分析方法，学会一般的组合逻辑电路的设计方法（用SSI和MSI器件）；掌握常用的时序电路的功能及分析方法，学会同步计数器的设计方法。
（4）熟悉常用脉冲波形产生与变换电路的工作原理及其应用。
（5）了解A/D，D/A电路及半导体存储器、可编程逻辑器件的原理及其应用。
（6）具有正确使用脉冲信号发生器、示波器等实验仪器的能力。
（7）具有查阅手册合理选用大、中、小规模数字集成电路组件的能力。
（8）具有用逻辑思维方法分析常用数字电路逻辑功能的能力。
（9）初步具有设计数字电路的能力。
2．方法、过程目标
（1）通过本课程的学习，培养学生通过数字电路案例的实际操作，掌握职业岗位的基本技能。
（2）通过仿真及实训等的学习和体验，培养学生分析、解决问题的能力和统筹兼顾、协作学习与工作的能力。
3．情感、态度与价值目标
（1）树立严谨、务实、认真的学习和工作态度。
（2）树立爱岗敬业、团结合作、吃苦耐劳的工作作风。
（2）树立良好职业道德和社会责任意识，养成耐心细致的工作习惯。
（3）树立安全生产、文明施工、保证产品质量等职业意识。
六、课程内容与要求（见表2）
表2数字电路课程的教学要求
学习单元编号
学习单元名称
学习工作项目
学时
教学形式
成绩权重
第一章
数字电路基础
掌握数字信号与模拟信号、数字电路的含义。
0.5
4
一体化教学
10%
掌握常用数制（十进制、二进制、十六进制）之间的相互转换。
1.5
掌握逻辑代数的公式化简法、了解逻辑代数的卡诺图化简法。
2
第二章
集成逻辑门电路
掌握TTL门电路的结构、主要参数及其测量方法。
2
8
一体化教学
4%
掌握CMOS门电路的结构、主要参数及其测量方法。
2
具有基本TTL集成块的识别、功能使用判断的能力。
3
具有基本CMOS集成块的识别、功能使用判断的能力。
2
第三章
组合逻辑电路
掌握组合逻辑电路的特点和分析方法、设计方法；掌握其它常用组合电路。
4
14
一体化教学
24%
了解用中规模集成电路设计组合电路。
6
具有初步的设计组合逻辑电路的能力。
4
第四章
集成触发器
掌握基本触发器的电路结构、动作特点、逻辑功能及描述。
1
6
一体化教学
10%
了解触发器的分类及其逻辑功能的描述和转换。
2
了解触发器的动态特性。
1
具有基本触发器使用的能力。
2
第五章
时序逻辑电路
掌握时序电路的特点和逻辑功能分析方法。
2
12
一体化教学
24%
了解顺序脉冲发生器。
2
了解时序逻辑电路的设计方法。
4
具有初步的时序电路设计的能力。
4
第六章
脉冲波形的产生与整形
掌握555集成定时器的工作原理及其应用举例。
2
4
一体化教学
6%
具有初步的利用555集成定时器组成实际电路的能力。
2
第七章
数模与模数转换电路
掌握D/A转换器和A/D转换器的基本概念。
1
4
一体化教学
4%
了解D/A转换器的基本工作原理，A/D转换器的基本工作原理。
2
具有使用D/A转换器和A/D转换器的基本工作原理的能力。
1
第八章
半导体存储器和可编程逻辑器件
掌握半导体存储器，MOS随机存取存贮器（RAM）的电路构成、工作原理。
2
4
一体化教学
6%
了解可编程逻辑器件，GAL的工作原理和使用方法，其它PLD器件。
2
课程设计
分秒控制电路
用仿真软件测试、调试设计电路
2
8
一体化教学
12%
用实际器件调试设计电路
6
总计
64
64
100分
七、课程教学设计指导框架（见表3）
表3数字电路课程教学设计指导框架
教学单元
教学目标
学习与训练内容
教学载体
学时建议
教学方法与教学资源
教学环境说明
考核评价
第一章：
数字电路基础
1．了解数制和码制的基本概念。
2．熟悉逻辑代数的公式和定理。
3．掌握逻辑代数的化简。
1．掌握数字信号与模拟信号、数字电路的含义；了解数字电路的发展方向。
2．掌握常用数制（十进制、二进制、十六进制）之间的相互转换；了解编码的意义。
3．理解逻辑代数的基本公式、常用公式、基本定理。
4．掌握逻辑代数的公式化简法，化简的意义和最简的概念。
5．了解逻辑代数的卡诺图化简法，最小项及最小项表达式，卡诺图化简法，具有无关项逻辑函数的化简。
多媒体课件、仿真软件Multisim、实训机房PC机
4
教学方法：
讲授法、案例教学法、任务驱动教学法。
教学资源：
教材、多媒体课件、教案、仿真软件Multisim、网络资源。
多媒体网络实训机房、校园网
数制之间的相互转换；逻辑代数的卡诺图化简。
第二章：
集成逻辑门电路
1．掌握TTL与非门电路结构、工作原理、电压传输特性、输入/输出特性、主要参数及其测量方法。
2．掌握MOS管的特性及主要特点。
3．理解分立元件逻辑门电路（与门、或门、非门）。
4．具有掌握基本TTL集成块的识别、功能使用判断的能力。
5．具有掌握基本CMOS集成块的识别、功能使用判断的能力。
1．掌握TTL与非门电路结构、工作原理、电压传输特性、输入/输出特性、主要参数及其测量方法。
2．了解TTL门电路的其它类型，了解其他逻辑功能门，熟悉OC门、TSL门的逻辑功能和应用，TTL门电路产品型号知识。
3．掌握MOS管的特性及主要特点，CMOS反相器，CMOS门电路的工作原理及性能特点，CMOS传输门及模拟开关，CMOS电路产品型号知识。
4．了解TTL与CMOS电路的使用知识及相互连接。
5．理解分立元件逻辑门电路；了解晶体二/三极管开关特性。
6．具有掌握基本TTL集成块的识别、功能使用判断的能力。
7．具有掌握基本CMOS集成块的识别、功能使用判断的能力。
多媒体课件、仿真软件Multisim、实训机房PC机、数字电路实验箱、集成电路芯片
8
教学方法：
讲授法、案例教学法、任务驱动教学法。
教学资源：
教材、多媒体课件、教案、仿真软件Multisim、网络资源、数字电路实验箱、集成电路芯片、数字电路实验指导书。
多媒体网络实训机房、校园网、数字电路实训室
现场技能测评：
1．集成电路芯片识别。
2．集成电路芯片测试。
3．芯片逻辑功能测试。
教学单元
教学目标
学习与训练内容
教学载体
学时建议
教学方法与教学资源
教学环境说明
考核评价
第三章：
组合逻辑电路
1．掌握组合逻辑电路的特点和分析方法、设计方法；掌握其它常用组合电路。
2．理解用中规模集成电路设计组合电路。
3．具有基本组合逻辑电路使用的能力。
4．具有初步的设计组合逻辑电路的能力。
1．掌握组合逻辑电路的特点和分析方法、设计方法；掌握其它常用组合电路。
2．掌握典型集成电路芯片编码器、译码器和显示电路；二进制编码器、译码器，二—十进制编码/译码器，中规模集成优先八—三线编码/译码器电路及其应用，数字显示译码器，常用半导体显示电路及驱动电路。
3．掌握数据选择器、数据分配器
4．掌握数值比较器、加法器
5．理解用中规模集成电路设计组合电路
6．了解组合逻辑电路中的竞争冒险及其消除方法。
7．具有基本组合逻辑电路使用的能力；具有初步的设计组合逻辑电路的能力。
多媒体课件、仿真软件Multisim、实训机房PC机、数字电路实验箱、集成电路芯片
14
教学方法：
讲授法、案例教学法、任务驱动教学法。
教学资源：
教材、多媒体课件、教案、仿真软件Multisim、网络资源、数字电路实验箱、集成电路芯片、数字电路实验指导书。
多媒体网络实训机房、校园网、数字电路实训室
现场技能测评：
1．编码器、译码器和显示电路测试。
2．设计调试四人投票表决电路。
3．设计测试译码显示电路。
第四章：
集成触发器
1．掌握触发器的概念。
2．熟悉触发器的电路结构与动作特点
3．掌握触发器的逻辑功能和描述方法
4．了解触发器的动态特性。
1．掌握基本RS触发器的电路结构、动作特点、逻辑功能及描述。
2．掌握主从式触发器的电路结构、动作特点；JK触发器的逻辑功能及描述。
3．掌握边沿触发式触发器的动作特点，维持阻塞D触发器的工作原理、动作特点、逻辑功能及描述，负沿触发的JK触发器。
4．理解触发器的分类及其逻辑功能的描述和转换；了解触发器的动态特性。
5．具有基本触发器使用的能力。
多媒体课件、仿真软件Multisim、实训机房PC机、数字电路实验箱、集成电路芯片
6
教学方法：
讲授法、案例教学法、任务驱动教学法。
教学资源：
教材、多媒体课件、教案、仿真软件Multisim、网络资源、数字电路实验箱、集成电路芯片、数字电路实验指导书。
多媒体网络实训机房、校园网、数字电路实训室
现场技能测评：
1．集成触发器测试2．集成触发器转换
教学单元
教学目标
学习与训练内容
教学载体
学时建议
教学方法与教学资源
教学环境说明
考核评价
第五章：
时序逻辑电路
1．掌握时序逻辑电路的分析方法。
2．了解常用的时序逻辑电路如寄存器、移位寄存器和计数器的工作原理和电路功能。
3．掌握集成计数器的应用。
4．熟悉时序逻辑电路的设计方法；了解时序逻辑电路中的竞争-冒险现象。
1．掌握时序电路的特点和逻辑功能分析方法。
2．掌握常用时序逻辑电路，掌握寄存器和移位寄存器，重点为MSI器件逻辑功能及应用。
3．掌握计数器，重点为逻辑功能，以MSI器件为主。
二进制计数器，异步、同步、加、减、可逆。
十进制计数器，同步、异步。
4．掌握N进制计数器的构成方法。
5．掌握移位寄存器型计数器，理解顺序脉冲发生器。
6．了解时序逻辑电路的设计方法
7．具有常用时序电路使用的能力。
8．具有初步的时序电路设计的能力。
多媒体课件、仿真软件Multisim、实训机房PC机、数字电路实验箱、集成电路芯片
12
教学方法：
讲授法、案例教学法、任务驱动教学法。
教学资源：
教材、多媒体课件、教案、仿真软件Multisim、网络资源、数字电路实验箱、集成电路芯片、数字电路实验指导书。
多媒体网络实训机房、校园网、数字电路实训室
现场技能测评：
1．常用时序电路集成芯片的测试。
2．常用计数器芯片的使用。
3．N进制计数器的构成及调试。
第六章：
脉冲波形的产生与整形
1．熟悉施密特触发器的功能；熟悉单稳态触发器的功能；熟悉多谐振荡器的功能。
2．了解555定时器的电路结构和工作原理；掌握555定时器的应用。
1．掌握555集成定时器的工作原理及其应用举例。
2．理解多谐振荡器的工作特点、参数，了解集成门构成的RC环形振荡器、石英晶体振荡器。
3．了解集成门构成的单稳态触发器的工作特点、参数计算，熟悉集成单稳态触发器，了解施密特触发器的工作原理、回差，门电路组成的施密特触发器和集成施密特触发器。
4．具有使用555集成定时器的能力。
5．具有初步的利用555集成定时器组成实际电路的能力。
多媒体课件、仿真软件Multisim、实训机房PC机、数字电路实验箱、集成电路芯片
4
教学方法：
讲授法、案例教学法、任务驱动教学法。
教学资源：
教材、多媒体课件、教案、仿真软件Multisim、网络资源、数字电路实验箱、集成电路芯片、数字电路实验指导书。
多媒体网络实训机房、校园网、数字电路实训室
现场技能测评：
1．555集成定时器的测试。
2．用555集成定时器构成并调试多谐振荡器。
教学单元
教学目标
学习与训练内容
教学载体
学时建议
教学方法与教学资源
教学环境说明
考核评价
第七章：
数模与模数转换电路
1．掌握数-模和模-数转换电路的基本原理。
2．了解转换精度和转换速度。
3．掌握基本转换电路的使用。
1．掌握D/A转换器和A/D转换器的基本概念。
2．理解D/A转换器的基本工作原理，A/D转换器的基本工作原理。
3．了解使用EDA软件工具提供的D/A、A/D转换器并进行测试，D/A转换器的输入和输出关系的计算，A/D转换器的主要类型、结构特点、基本工作原理和性能比较，D/A、A/D转换器的转换精度和转换速度。
4．具有了解D/A转换器和A/D转换器的基本工作原理的能力。
多媒体课件、仿真软件Multisim、实训机房PC机、数字电路实验箱、集成电路芯片
4
教学方法：
讲授法、案例教学法、任务驱动教学法。
教学资源：
教材、多媒体课件、教案、仿真软件Multisim、网络资源、数字电路实验箱、集成电路芯片、数字电路实验指导书。
多媒体网络实训机房、校园网、数字电路实训室
现场技能测评：
1．仿真测试D/A、A/D转换器并进行调试。
2．仿真构成基本D/A、A/D转换电路并进行调试。
第八章：
半导体存储器和可编程逻辑器件
1．掌握各种半导体存储器的工作原理和使用方法。
2．了解存储器的扩展连接方法以及用存储器设计组合逻辑电路。
1．掌握半导体存储器，MOS随机存取存贮器（RAM）的电路构成、工作原理，RAM的字扩展、位扩展、字位扩展。
2．理解只读存贮器（ROM）的电路构成、工作原理，用EPROM实现组合逻辑函数。
3．了解可编程逻辑器件，GAL的工作原理和使用方法，其它PLD器件。
4．具有了解认识大规模集成电路特点的能力。
多媒体课件、仿真软件Multisim、实训机房PC机、数字电路实验箱、集成电路芯片
4
教学方法：
讲授法、案例教学法、任务驱动教学法。
教学资源：
教材、多媒体课件、教案、仿真软件Multisim、网络资源、数字电路实验箱、集成电路芯片、数字电路实验指导书。
多媒体网络实训机房、校园网、数字电路实训室
现场技能测评：
1．仿真测试PLD器件
2．仿真构成PLD简单应用电路并调试。
教学单元
教学目标
学习与训练内容
教学载体
学时建议
教学方法与教学资源
教学环境说明
考核评价
课程设计
1．能用仿真软件针对课程设计内容进行仿真并调试。
2．能用实际器件构成课程设计要求的电路并调试。
1．能综合应用本课程所学知识。
2．能设计构成分秒控制电路，完成电路逻辑图的设计。
3．能用仿真软件Multisim仿真测试并调试所设计的电路，能找出问题并进行修整。
4．能在数字电路实验箱上完成所设计的电路构成并调试，能在调试过程中发现问题并解决问题。
多媒体课件、仿真软件Multisim、实训机房PC机、数字电路实验箱、集成电路芯片
8
教学方法：
讲授法、案例教学法、任务驱动教学法。
教学资源：
教材、多媒体课件、教案、仿真软件Multisim、网络资源、数字电路实验箱、集成电路芯片、数字电路实验指导书、数字电路课程设计指导书。
多媒体网络实训机房、校园网、数字电路实训室
现场技能测评：
1．用仿真软件对设计电路进行调试。
2．用实际器件进行电路构成并调试。
八、教学基本条件
1．教师的基本要求
课程负责人：
具有计算机、电子专业背景，熟知计算机硬件、电子电路知识和实际电路开发工作经验，熟悉职业教育规律、教学效果好、具备高级职称的“双师”素质教师。
教师的能力要求：
具有一定的计算机硬件知识；具有电工电子的相应知识；具有充分的实际电路开发设计的能力；经过职业教育理论和教学方法的培训，具有教学经验和测评指导组织能力。
该课程所有授课教师每三至五年应轮流到大型电子公司顶岗实习或硬件开发厂商及培训机构培训一年。
2．教学硬件环境基本要求（见表4）
表4数字电路课程教学硬件环境基本要求（40人/班用）
序号
名称
基本配置要求
场地面积（m2）
功能说明
1
多媒体网络实训机房
计算机、投影仪、无尘黑板、网络设备
120
仿真软件Multisim可以完成所有课程要求的实验及实训的仿真。
2
数字电路实训室
数字电路实验箱、数字电路开发实验箱
120
数字电路实验箱、数字电路开发实验箱可以完成所有课程要求的实训项目，可以完成中等难度的应用电路开发设计。
3．教学基本要求资源
多媒体网络实训机房中的PC机、教材、多媒体课件、教案、仿真软件Multisim、网络资源、数字电路实验箱、集成电路芯片、数字电路实验指导书、数字电路课程设计指导书等。
4．教材选用与编写的原则
（1）教材选取应遵循“适用、实用、够用”的原则。
1）适用。
教材要以“理论够用、重在应用”为基础，并符合本课程的培养目标。
2）实用。
教材应符合高职学生的心理特征和认知规律，按“理论够用、重在应用”的要求组织编写内容，强调理论与实际的结合，便于实现“教、学、做”三位一体的教学形式。
3）够用。
教材的内容以满足数字电路基本知识要求为前提，重视“仿真、应用”的岗位职业能力训练。
（2）编写建议：
编写教材应依据本课程标准，充分体现任务引领、实践导向的课程设计思想。
结合典型电路的应用案例，编写具有工学结合特色、可操作性强的教材。
九、教学建议
1．《数字电路》课程是一门实践性、专业性很强的课程，教师应因材施教，注意发现和发展每个学生的个性与特长，培养学生的独立思考能力和自主创新意识。
2．教学中应立足于学生职业能力的培养，采用项目教学、情境教学、现场教学、案例教学、任务驱动教学、讨论式教学等多种教学方法，提高学生对基础知识、基本技能的学习兴趣，增强学习的积极性和主动性。
3．教学活动中，应注重以学生为本，注意“教、学、做”统一和互动，在促进学生学习专业基础知识和职业技能的同时，积极启发、诱导学生的创造性，注意培养学生的创造能力。
十、教学评价
本课程采用过程性考核和课程结业考核相结合的考核方式。
课程总成绩为100分，其中过程性考核占总成绩的60%，课程结业考核占总成绩的40%；总成绩60分为及格。
过程考核主要包括以下内容：
（1）学习态度（30%）：
主要包括出勤率、听课情况、课堂讨论、发言、提问、作业等。
（2）岗位技能操作（40%）：
主要包括任务准备、操作规范程度、熟练程度、成果等。
（3）单元测试（30%）：
教师可采用单元项目内容进行测试。
数字电路课程考核评价如表5所示。
表5数字电路课程考核评价表
教学单元
过程评价
终结评价
课程总体评价
评价内容
评价人
环境要求
单元权重要求
评价方法
课堂教学情况
团队协作情况
作业完成情况
项目任务完成情况
其他针对课程特色的考核情况
第一章：
数字电路基础
掌握数字信号与模拟信号、数字电路的含义。
0.5
0.2
0.1
0.2
师评：
授课教师、教学团队
作业评价
0.03
课后评价
期末综合考评占0.4
各单元综合评价占0.6
期末综合考评占0.4
掌握常用数制（十进制、二进制、十六进制）之间的相互转换。
0.5
0.2
0.3
0.02
掌握逻辑代数的公式化简法、了解逻辑代数的卡诺图化简法。
0.3
0.2
0.1
0.2
0.2
作业评价
0.03
第二章：
集成逻辑门电路
掌握TTL门电路的结构、主要参数及其测量方法。
0.5
0.2
0.1
0.1
0.1
师评：
授课教师、教学团队
学习团队互评
作业、成果评价
0.05
掌握CMOS门电路的结构、主要参数及其测量方法。
0.4
0.1
0.2
0.2
0.1
作业、成果评价
0.06
具有基本TTL集成块的识别、功能使用判断的能力。
0.4
0.1
0.2
0.2
0.1
作业、成果评价
0.05
具有基本CMOS集成块的识别、功能使用判断的能力。
0.4
0.1
0.2
0.2
0.1
作业、成果评价
0.04
第三章：
组合逻辑电路
掌握组合逻辑电路的特点和分析方法、设计方法；掌握其它常用组合电路。
0.4
0.1
0.2
0.2
0.1
师评：
授课教师、教学团队
学习团队互评
作业、成果评价
0.02
了解用中规模集成电路设计组合电路。
0.4
0.1
0.2
0.2
0.1
作业、成果评价
0.04
了解用中规模集成电路设计组合电路。
0.4
0.1
0.2
0.2
0.1
作业、成果评价
0.1
第四章：
集成触发器
掌握基本触发器的电路结构、动作特点、逻辑功能及描述。
0.4
0.1
0.2
0.2
0.1
师评：
授课教师、教学团队
学习团队互评
作业、成果评价
0.04
了解触发器的分类及其逻辑功能的描述和转换。
0.4
0.1
0.2
0.2
0.1
作业、成果评价
0.05
了解触发器的动态特性。
0.4
0.1
0.2
0.2
0.1
作业、成果评价
0.02
具有基本触发器使用的能力。
0.4
0.1
0.2
0.2
0.1
作业、成果评价
0.07
第五章：
时序逻辑电路
掌握时序电路的特点和逻辑功能分析方法。
0.4
0.1
0.2
0.2
0.1
师评：
授课教师、教学团队
学习团队互评
成果评价
0.02
了解顺序脉冲发生器。
0.4
0.1
0.2
0.2
0.1
作业、成果评价
0.02
了解时序逻辑电路的设计方法。
0
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