《数字电子技术》课程教学大纲
课程基本信息
- 课程名称： 数字电子技术
- 课程英文名称： Digital Electronic Technology
- 课程代码： （ELEC2010）
- 课程性质： 专业基础课 / 核心课程
- 学 分： 3-4 学分
- 总 学 时： 48-64 学时 (建议：理论 40-48 学时，实验/实践 8-16 学时)
- 适用专业： 电子信息工程、通信工程、自动化、计算机科学与技术、微电子科学与工程等电类专业。
- 先修课程： 《电路分析》、《模拟电子技术》
课程目标
本课程旨在使学生系统地掌握数字电路的基本概念、基本原理、基本分析和设计方法，通过本课程的学习,学生应具备以下能力：
（图片来源网络，侵删）
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知识目标：
- 掌握数制与码制的概念及相互转换方法。
- 掌握逻辑代数的基本定律、规则和化简方法。
- 理解TTL和CMOS等逻辑门电路的原理、外特性和使用方法。
- 掌握组合逻辑电路的分析与设计方法。
- 掌握时序逻辑电路（触发器、寄存器、计数器）的分析与设计方法。
- 理解脉冲波形的产生与整形电路的工作原理。
- 了解模-数和数-模转换的基本原理和典型电路。
- 了解可编程逻辑器件的基本概念和开发流程。
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能力目标：
- 能够运用逻辑代数和卡诺图对逻辑函数进行化简和变换。
- 能够分析和设计典型的组合逻辑电路（如编码器、译码器、数据选择器等）。
- 能够分析和设计简单的时序逻辑电路（如计数器、分频器、序列发生器等）。
- 能够使用EDA工具（如Multisim, Quartus II等）进行电路的仿真、设计与验证。
- 具备查阅集成电路数据手册,并根据需求选用合适芯片的能力。
- 培养独立思考、分析问题和解决实际工程问题的能力。
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素养目标：
- 培养严谨的科学态度和精益求精的“工匠精神”。
- 树立理论联系实际的工程观念。
- 培养团队协作精神和沟通表达能力。
- 激发对电子信息技术的兴趣和创新意识。
课程内容与学时分配
| 章节序号 | 理论学时 | 实践/实验学时 | 教学方式 | 重点与难点 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 第1章 | 数字逻辑基础 | 4 | 0 | 讲授、讨论 | 重点： 数制码制转换、逻辑函数的化简。 难点： 卡诺图化简（无关项处理）。 |
| 1 | 概述：数字信号与数字电路 | 1 | - | 讲授 | |
| 2 | 数制与码制：常用数制、码制（BCD, ASCII, Gray） | 2 | - | 讲授、练习 | |
| 3 | 逻辑代数基础：基本运算、基本定律、规则 | 1 | - | 讲授 | |
| 第2章 | 逻辑门电路 | 4 | 2 | 讲授、演示 | 重点： TTL/CMOS门电路的外特性。 难点： 开门/关门电平、扇出系数。 |
| 1 | 半导体器件的开关特性 | 1 | - | 讲授 | |
| 2 | 分立元件门电路 | 5 | - | 简要介绍 | |
| 3 | TTL集成逻辑门电路 | 5 | - | 讲授、图示 | |
| 4 | CMOS集成逻辑门电路 | 1 | - | 讲授、图示 | |
| 实验1： TTL/CMOS逻辑门电路功能与参数测试 | - | 2 | 实践操作 | ||
| 第3章 | 组合逻辑电路 | 8 | 4 | 讲授、设计 | 重点： 组合电路的分析与设计方法。 难点： 竞争-冒险现象。 |
| 1 | 组合逻辑电路的分析方法 | 1 | - | 讲授、例题 | |
| 2 | 组合逻辑电路的设计方法 | 2 | - | 讲授、例题 | |
| 3 | 若干常用组合逻辑电路：编码器、译码器、数据选择器、加法器、比较器 | 3 | - | 讲授、图示 | |
| 4 | 组合逻辑电路中的竞争-冒险现象 | 2 | - | 讲授、分析 | |
| 实验2： 组合逻辑电路设计与实现（如：全加器、代码转换器） | - | 2 | 实践操作 | ||
| 实验3： 译码器与数据选择器的应用 | - | 2 | 实践操作 | ||
| 第4章 | 时序逻辑电路 | 10 | 4 | 讲授、设计 | 重点： 触发器、时序电路分析与设计。 难点： 异步时序电路分析。 |
| 1 | 触发器：SR, JK, D, T触发器的逻辑功能与动作特点 | 3 | - | 讲授、动画演示 | |
| 2 | 时序逻辑电路的分析方法 | 2 | - | 讲授、例题 | |
| 3 | 寄存器和移位寄存器 | 5 | - | 讲授、图示 | |
| 4 | 计数器：同步/异步计数器、任意进制计数器设计 | 5 | - | 讲授、设计 | |
| 实验4： 触发器功能测试与应用 | - | 2 | 实践操作 | ||
| 实验5： 计数器与寄存器的设计与应用 | - | 2 | 实践操作 | ||
| 第5章 | 脉冲波形的产生与整形 | 4 | 2 | 讲授、仿真 | 重点： 555定时器的应用。 难点： 多谐振荡器、单稳态电路参数计算。 |
| 1 | 施密特触发器 | 1 | - | 讲授 | |
| 2 | 单稳态触发器 | 1 | - | 讲授 | |
| 3 | 多谐振荡器 | 1 | - | 讲授 | |
| 4 | 555定时器及其应用 | 1 | - | 讲授、图示 | |
| 实验6： 555定时器构成的应用电路 | - | 2 | 实践操作 | ||
| 第6章 | 模数与数模转换 | 3 | 0 | 讲授 | 重点： A/D, D/A转换的基本原理。 难点： 量化与编码误差。 |
| 1 | D/A转换器：基本原理、典型电路、性能指标 | 5 | - | 讲授 | |
| 2 | A/D转换器：基本原理、主要类型、性能指标 | 5 | - | 讲授 | |
| 第7章 | 可编程逻辑器件与VHDL入门 ( |
（图片来源网络，侵删）
