《数字电子技术》课程教学大纲.docx
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《数字电子技术》课程教学大纲
《数字电子技术》课程教学大纲
一、课程基本信息
课程代码：
050341
课程名称：
数字电子技术
英文名称：
DigitalElectronicTechnology
课程类别：
专业基础课
学时：
54
学 分：
3.0
适用对象:
机械电子工程专业（本科）
考核方式：
考试
先修课程：
《高等数学》，《高等物理》
二、课程简介
数字电子技术是机械电子工程学科的一门专业基础课，是一门与电子技术应用领域密切关联的课程。
它是电子类和计算机类专业的电子硬件基础课，对应计算机类专业它又叫数字逻辑与数字系统，同时侧重点又有所不同。
一般内容是研究处理自然界数字量所用电路的分析方法，工作原理与设计方法。
Thecoursedigitalelectronictechniqueisaspecialandbasiccourseofelectromechanicalengineeringdiscipline,meanwhileisoneconnectscloselytotheapplicationofelectronicTechnique.ItisabasiccourseofhardwareclassforElectronicandcomputerspecialty.It’scalleddigitallogicanddigitalsystemincomputerspecialtywithdifferentemphasis.Thecontentisstudyingtheanalysismethod,theprincipleofworkandthedesignmethodofthecircuits,whichdealwithnumbersappearinginnature.
三、课程性质与教学目的
本课程是机械电子工程专业的一门专业必修课程。
它是研究各种半导体器件的性能、电路及其应用的科学。
通过本门课程的学习，使学生掌握数字电子技术基础理论和基本技能以及典型数字电路的工作原理和基本分析方法，熟悉简单数字电路的设计方法，为后续专业课和为毕业后进入科学研究领域掌握不断发展着的电子技术打下良好的基础。
培养学生科学研究能力和勇于实践探索、不断创新的科学精神，使学生毕业后能胜任初、高中有关电子技术内容的教学和课外电子技术科技活动的辅导工作。
其先修课程为《高等数学》、《普通物理》。
数字电路是一门与数字器件的发展密切相关的学科。
随着器件的发展，数字系统应用的基本理论、基本方法也在不断地变革，因此，本大纲以当代数字器件的发展为主线，系统地讲述了数字电路这门课的基本内容。
大纲分十个部分：
逻辑事件及其表示方法、逻辑门电路、触发器、编码器与译码器、计数器、寄存器、存储器、A/D与D/A转换、组合电路的分析与设计、时序逻辑电路分析。
通过本课程的教学，使学生掌握数字电子技术的基础理论，培养学生设计组合电路和时序电路的能力，并能够在查阅器件手册的基础上，熟悉各类数字电路元件的特点及应用。
使学生初步具有数字电路设计、制作、调试能力，并具有数字系统设计的思想。
在教学中，顺应数字电子技术发展的潮流，加强大规模数字集成电路部分的教学内容，通过相关内容的学习，使学生掌握基本的大规模集成电路应用的设计方法，树立基本的现代数字电路设计的思想，为其今后计算机硬件课程的学习打好基础。
学生应掌握数制的概念和转换方法，掌握组合逻辑电路的基本特点与设计方法，掌握时序逻辑电路的基本特点与设计方法以及典型时序逻辑电路的工作原理与分析方法，会使用几种常用的器件手册，了解查找数字电路器件的常用途径，了解常用数字电路器件的分类，了解各类数字电路器件的物理特性，了解器件接口技术，并在此基础上，逐步熟悉常用数字电路器件的特性及应用，掌握数字电路的制作及调试，熟悉常用仪器的使用方法，建立初步的数字电路系统设计思想。
能够正确识别常用数字电路器件，能绘制电路原理图，掌握电子线路的焊接、掌握电路的调试与故障的分析和排除。
课程的教学原则和教学方法：
1、理论与实践相结合的原则；
2、在教学过程中，采用传统的讲解法和多媒体教学手段相结合的原则；
3、课堂教学与自学相结合的原则；
4、讲授与讨论相结合的教学方法；
5、教学中坚持“保证基础，精选内容，加强概念，面向更新，联系实际，利于自学”的原则。
实验是数字电子技术课程的必要组成部分，应创造必要的条件满足实验要求，认真培养学生的动手能力和分析问题能力。
四、教学内容及要求
第一章数字电路基础
（一）目的与要求
掌握数字量与模拟量的特点，数字电路的特点、应用。
二进制的算术运算与逻辑运算的不同之处。
（二）教学内容
第一节数字电路概述
1.主要内容
数字信号和数字电路；数字电路的特点；数字电路的分类；脉冲与脉冲参数
2.基本概念和知识
数字信号和数字电路；数字电路的特点；数字电路的分类；脉冲与脉冲参数
3.问题与应用
了解数字电路的特点和数字电路的分类
第二节计数体制
1.主要内容
进位计数制；二进制数；八进制数和十六进制数；数制转换；BCD码；雷码
2.基本概念和知识
进位计数制；二进制数；八进制数和十六进制数；数制转换；BCD码；雷码
3.问题与应用
掌握进位计数制；二进制数；八进制数和十六进制数；数制转换
4.课后练习
习题1.1.2，1.2.9
5.教学方法与手段
主要为课堂教学，讨论
第二章逻辑代数
（一）目的和要求
掌握逻辑代数的三种基本运算、三项基本定理、基本公式和常用公式。
掌握逻辑函数的四种表示方法（真值表法、逻辑式法、卡诺图法及逻辑图法）及其相互之间的转换。
掌握逻辑函数的公式化简法和图形化简法。
了解最小项、最大项、约束项的概念及其在逻辑函数化简中的应用。
（二）教学内容
第一节逻辑代数中的三种基本运算
1.主要内容
或运算；与运算；非运算
2.基本概念和知识
或运算；与运算；非运算
3.问题与应用
熟练掌握或运算、与运算、非运算
逻辑函数及其表示方法
1.主要内容
逻辑函数；逻辑函数的表示方法
2.基本概念和知识
逻辑函数；逻辑函数的表示方法
3.问题与应用
熟练掌握逻辑函数；逻辑函数的表示方法
第四节逻辑代数基本定律及常用公式
1.主要内容
逻辑代数基本定律；逻辑代数的常用公式；逻辑代数的重要规则；逻辑代数的相等
2.基本概念和知识
逻辑代数基本定律；逻辑代数的常用公式；逻辑代数的重要规则；逻辑代数的相等
3.问题与应用
熟练掌握逻辑代数基本定律；逻辑代数的常用公式；逻辑代数的重要规则
第五节逻辑函数的化简
1.主要内容
逻辑函数表达式的基本形式；逻辑函数表达式的标准形式；逻辑函数的化简
2.基本概念和知识
逻辑函数表达式的基本形式；逻辑函数表达式的标准形式；逻辑函数的化简
3.问题与应用
熟练掌握逻辑函数表达式的基本形式；逻辑函数表达式的标准形式；逻辑函数的化简。
4.课后练习
习题2.1.1，2.1.3，2.1.6,2.3.4,2.3.5
5.教学方法与手段
主要为课堂教学，讨论
第三章逻辑门电路
（一）目的和要求
了解门电路的定义及分类方法。
二极管、三极管的开关特性，及分立元件组成的与、或、非门的工作原理。
掌握TTL反相器的工作原理，静态输入、输出、电压传输特性及输入端负载特性，开关特性。
了解其它TTL门（与非门、或非门、异或门、三态门，OC门）的工作原理及TTL门的改进系列。
掌握CMOS反相器的工作原理及静态特性。
其他CMOS门（与非门、或非门等）的工作原理。
（二）教学内容
第一节分立门电路
1.主要内容
二极管开关特性；三极管开关特性；简单门电路；复合门电路
2.基本概念和知识
二极管开关特性；三极管开关特性；简单门电路；复合门电路
3.问题与应用
了解二极管开关特性；三极管开关特性
第二节TTL集成与非门
1.主要内容
TTL电路的结构；TTL电路的工作原理
2.基本概念和知识
TTL电路的结构；TTL电路的工作原理
3.问题与应用
理解TTL电路的结构；TTL电路的工作原理
第三节其他双极型门电路和MOS门电路
1.主要内容
MOS反相器；MOS与非门；CMOS传输门
2.基本概念和知识
MOS反相器；MOS与非门；CMOS传输门
3.问题与应用
理解MOS反相器；MOS与非门；CMOS传输门
4.课后练习
3.2.2,3.3.2,3.3.3,
5.教学方法与手段
主要为课堂教学，讨论
第四章组合逻辑电路
（一）目的和要求
掌握组合逻辑电路的设计与分析方法。
掌握常用组合逻辑电路，即编码器、译码器、数据选择器、加法器及数值比较器的基本概念、工作原理及应用。
（二）教学内容
第一节概述与组合逻辑电路得分析
1.主要内容
组合逻辑电路分析步骤；分析举例
2.基本概念和知识
组合逻辑电路分析步骤；分析举例
3.问题与应用
理解组合逻辑电路分析步骤；分析举例
第二节组合逻辑电路的设计
1.主要内容
设计步骤；设计举例
2.基本概念和知识
设计步骤；设计举例
3.问题与应用
掌握设计步骤；设计举例
第三节常用组合逻辑部件
1.主要内容
编码器；译码器；数据选则器；加法器；数码比较器
2.基本概念和知识
编码器；译码器；数据选则器；加法器；数码比较器
3.问题与应用
能掌握编码器；译码器；数据选则器；加法器；数码比较器用途
（三）课后练习
4.2.2,4.3.2
（四）教学方法与手段
主要为课堂教学，讨论
第五章集成触发器
（一）目的和要求
掌握触发器的定义以及基本RS触发器、同步RS触发器、主从触发器、边沿触发器的逻辑功能、描述方法与动作特点。
掌握触发器逻辑功能与电路结构的区别。
（二）教学内容
第一节基本RS触发器
1.主要内容
电路结构；工作原理；逻辑功能的表示方法
2.基本概念和知识
电路结构；工作原理；逻辑功能的表示方法
3.问题与应用
理解电路结构；工作原理；逻辑功能的表示方法
第二节同步RS触发器
1.主要内容
电路结构；工作原理；空翻问题
2.基本概念和知识
电路结构；工作原理
3.问题与应用
掌握电路结构；工作原理；空翻问题
第三节主从式触发器
1.主要内容
主从RS触发器；主从JK触发器；主从D触发器；其他类型触发器；集成触发器的使用及参数测试
2.基本概念和知识
主从RS触发器；主从JK触发器；主从D触发器；其他类型触发器；集成触发器的使用及参数测试
3.问题与应用
掌握主从RS触发器；主从JK触发器；主从D触发器；其他类型触发器；集成触发器的使用及参数测试
（三）课后练习
5.2.4,5.2.6,5.3.1
（四）教学方法与手段
主要为课堂教学，讨论
第六章时序逻辑电路
（一）目的和要求
掌握时序逻辑电路的定义及同步时序电路的分析与设计方法。
深刻理解时序电路各方程组（输出方程组、驱动方程组、状态方程组），状态转换表、状态转换图及时序图在分析和设计时序电路中的重要作用。
了解常用时序电路，尤其是计数器、移位寄存器组成及工作原理，简单介绍异步时序电路的概念。
（二）教学内容
第一节概述
1.主要内容
时序电路的结构特点；时序电路逻辑功能的描述；时序电路的分类
2.基本概念和知识
时序电路的结构特点；时序电路逻辑功能的描述；时序电路的分类
3.问题与应用
掌握时序电路的结构特点；时序电路逻辑功能的描述；时序电路的分类
第二节时序逻辑电路的分析
1.主要内容
时序逻辑电路的分析步骤；时序逻辑电路的设计步骤；计数器；寄存器；节拍脉冲发生器
2.基本概念和知识
时序逻辑电路的分析步骤；时序逻辑电路的设计步骤；计数器；寄存器；节拍脉冲发生器
3.问题与应用
掌握时序逻辑电路的分析步骤；时序逻辑电路的设计步骤；计数器；寄存器；节拍脉冲发生器
4.课后练习
6.1.1,6.2.2
5.教学方法与手段
主要为课堂教学，讨论
第七章脉冲信号的产生及波形变换
（一）目的和要求
了解脉冲产生及整形电路的分类及脉冲波形参数的定义。
掌握一种施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的工作原理、脉宽及周期的计算方法。
重点掌握由555定时器组成三种脉冲电路（施密特触发器，单稳触发器和多谐振荡器）的工作原理，及波形参数与电路参数之间的关系。
（二）教学内容
第一节集成多谐振荡器
1.主要内容
多谐振荡器；由TTL门电路组成的多谐振荡器；石英晶体多谐振荡器
2.基本概念和知识
多谐振荡器；由TTL门电路组成的多谐振荡器；石英晶体多谐振荡器
3.问题与应用
了解多谐振荡器；由TTL门电路组成的多谐振荡器；石英晶体多谐振荡器
第二节单稳态触发器
1.主要内容
TTL门电路组成的单稳态触发器；集成单稳态触发器
2.基本概念和知识
TTL门电路组成的单稳态触发器；集成单稳态触发器
3.问题与应用
了解TTL门电路组成的单稳态触发器；集成单稳态触发器
施密特触发器
1.主要内容
逻辑门组成的施密特触发器；集成施密特触发器；施密特触发器的应用
2.基本概念和知识
逻辑门组成的施密特触发器；集成施密特触发器；施密特触发器的应用
3.问题与应用
能分析逻辑门组成的施密特触发器；集成施密特触发器；施密特触发器的应用。
集成定时器
1.主要内容
CC7555定时器；CC7555定时器逻辑功能
2.基本概念和知识
CC7555定时器；CC7555定时器逻辑功能
3.问题与应用
熟悉CC7555定时器；CC7555定时器逻辑功能
4.课后练习
7.3.27.4.17.4.47.4.6
5.教学方法与手段
主要为课堂教学，讨论
第八章数模转换器和模数转换器
（一）目的和要求
了解ADC、DAC在数字系统中的作用及分类方法。
掌握权电阻网络DAC，倒T型电阻网络DAC的工作原理及DAC的转换精度与速度。
对具有双极型输出的DAC及权电流网络DAC只做简单介绍。
掌握ADC的转换步骤、取样定理，重点掌握逐次逼近型ADC与双重积分型ADC的工组原理及性能指标。
（二）教学内容
第一节数模转换器
1.主要内容
数模转换原理；权电阻D/A转换器；T型电阻网络D/A转换器；集成D/A转换器
2.基本概念和知识
数模转换原理；权电阻D/A转换器；T型电阻网络D/A转换器；集成D/A转换器
3.问题与应用
了解数模转换原理；权电阻D/A转换器；T型电阻网络D/A转换器；集成D/A转换器
第二节模数转换器
1.主要内容
A/D转换的一般过程；逐次渐进型A/D转换器；并联比较型A/D转换器；双积分型A/D转换器；A/D转换器的主要参数；集成A/D转换器
2.基本概念和知识
A/D转换的一般过程；逐次渐进型A/D转换器；并联比较型A/D转换器；双积分型A/D转换器；A/D转换器的主要参数；集成A/D转换器
3.问题与应用
了解A/D转换的一般过程；逐次渐进型A/D转换器；并联比较型A/D转换器；双积分型A/D转换器；A/D转换器的主要参数；集成A/D转换器
4.实践环节
参加实习
5.教学方法与手段
主要为课堂教学，讨论
五、各教学环节学时分配
教学环节
教学时数
课程内容
讲
课
习
题
课
讨
论
课
实验
其他教学环节
小
计
第一章数字电路基础
4
2
6
第二章逻辑代数
8
2
10
第三章逻辑门电路
4
2
6
第四章组合逻辑电路
6
6
第五章集成触发器
8
8
第六章时序逻辑电路
6
6
第七章脉冲信号的产生
6
6
第八章数模转换器
2
2
4
复习
2
2
合计
46
2
6
54
六、推荐教材和教学参考资源
1.教材
康华光，《数字电子技术基础》，第四版，高等教育出版社，2006.12
2..主要参考书
姚海彬主编，《电工技术》，高等教育出版社
阎石主编，《数字电路电子技术基础》，高等教育出版社
刘昭和主编，《电工学习题及解答》，哈尔滨工业大学出版社
李大友主编，《数字电路逻辑设计》，清华大学出版社
王月芹主编，《电工、电子技术习题集全解》，高等教育出版社
七、其他说明
1.习题及思考题
课外作业量由于题型的不同难以定量，若以中等水平的学生作参考以每次课后留100分钟左右的课外作业量为宜，按现在的教材应每次课大约留3~4题作业量比较合适，总计本课需完成130题左右
2.教学手段
虽然在本教学大纲重新修订过程中，删减学时较多，但是教学内容和教学基本要求基本保持不变。
要求授课教师注重教学改革，采用多媒体教学手段，增大课堂信息量，以提高课堂授课效率，保证本教学大纲顺利执行。
在教学中要注意：
①课堂教学中应把握重点，使学生切实掌握非电类专业必须具备的数字电子技术知识；
②重视实践教学，通过实验巩固和验证所学理论，学会基本的电子操作技能，并培养其创新能力；
③通过习题、课外作业、实验报告等，掌握必要的电子计算机技能和熟悉电路分析的基本知识；
④理论考试采用闭卷形式。
3.考核办法
实验教学是本课程的重要组成部分，其目的是培养学生的基本实验技能和分析问题的能力。
因此期末考核采取理论考试成绩和实验成绩综合评定的办法。
修订日期：
2007年4月13日
审定日期：
2007年4月23日
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