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《数字电子技术》课程标准课程编号:电信08020061,电气08020811,应物08020121课程类别:专业必修总学时数:56课时学分:3.5分一、课程性质及任务:本课程的性质:应用物理、电气工程及其自动化、电子信息类专业必修课。本课程的主要任务是使学生掌握数字电子技术的基本概念、基本理论和基本应用,掌握数字电路的分析方法和设计方法。二、本课程的基本内容第一章数字逻辑基础6课时(一)教学目的与要求:掌握常见的数制(如:十进制、二进制、八进制、十六进制)及其之间的相互转换;掌握常见的代码(如:8421码、余三码、循环码)以及数制与代码之间的相互转换。掌握二值逻辑变量与基本逻辑运算和逻辑函数及其表示方法(如:真值表、逻辑函数表达式、卡诺图、逻辑电路图)及其之间的相互转换。掌握二进制数(包括正、负二进制数)的表示和补码、反码的运算。(二)教学的重点与难点:本章的重点是常见的代码(如:8421码、余三码、循环码、余三循环码)以及数制与代码之间的相互转换,二值逻辑变量与基本逻辑运算和逻辑函数及其表示方法。难点是二进制数(包括正、负二进制数)的表示法和补码的运算。(三)课时安排:理论课时:6课时。(四)主要内容:1、数制(弱讲)2、二进制代码3、二值逻辑变量与基本逻辑运算4、逻辑函数及其表示方法第二章逻辑代数8课时(一)教学目的与要求掌握逻辑代数的基本定理、基本规则和常见公式;掌握逻辑函数的公式法化简和逻辑等式的公式法证明;掌握逻辑函数的表示方法(如:真值表、逻辑函数表达式、卡诺图、逻辑电路图)及其之间的相互转换;掌握逻辑函数的卡诺图化简(包括带有随意项的卡诺图的化简);掌握正逻辑和负逻辑的概念。了解最小项、约束项的概念及其在逻辑函数化简中的应用;了解引入变量的卡诺图(VEM)。(二)教学的重点与难点本章的重点是逻辑代数的基本定理、基本规则和常见公式;逻辑函数的公式法化简和逻辑等式的公式法证明;逻辑函数的卡诺图化简(包括带有任意项的卡诺图的化简)。难点是逻辑函数的公式法化简和逻辑等式的公式法证明;逻辑函数的卡诺图化简(包括带有随意项的卡诺图的化简)。(三)课时安排:理论课时:8课时(四)主要内容1、逻辑代数(基本定理和恒等式、基本规则、代数法化简)2、逻辑函数的卡诺图(最小项的定义及其性质、逻辑函数的最小项表达式、卡诺图表示逻辑函数的方法、卡诺图化简逻辑函数的方法)。第三章逻辑门电路8课时(一)教学目的与要求了解晶体管的开关特性;理解基本逻辑门电路的组成和工作原理;掌握TTL与非门的工作原理,静态输入、输出、电压传输特性及输入端负载特性,开关特性;了解门电路的定义及分类方法;掌握其它TTL门(反相器、或非门、OC门、三态门)的工作原理及TTL门的改进系列;了解OC门的上拉电阻的计算;了解TG传输门的基本工作原理;了解CMOS逻辑门电路的工作原理及静态特性,CMOS与非门的动态特性以及其他CMOS门(反相器、或非门等)的工作原理。(二)教学的重点与难点本章的重点是TTL集成逻辑门电路(包括TTL与非门的工作原理,静态输入、输出、电压传输特性及输入端负载特性,开关特性;OC门、三态门的工作原理)。难点是TTL与非门的工作原理、传输特性、输入特性、输出特性、输入负载特性、动态特性,、OC门、三态门以及OC门的负载电阻的计算)。(三)课时安排理论课时:8课时。(四)主要内容1、TTL与非门2、TTL反相器、或非门、OC门、三态门的工作原理3、CMOS门电路(弱讲)第四章组合逻辑电路12课时(一)教学目的与要求掌握组合逻辑电路的分析和设计方法;组合逻辑电路的竞争-冒险现象、产生原因及消除方法;常用组合逻辑电路(如:编码器、译码器、数据分配器、数据选择器、数值比较器、加法器)的基本概念、工作原理及功能。(二)教学的重点与难点本章的重点是掌握组合逻辑电路的分析和设计方法;常用组合逻辑电路(如:编码器、译码器、数据分配器、数据选择器、数值比较器、加法器)的基本概念、工作原理及功能。难点是是用MSI(如:用数据选择器、加法器、译码器)实现中、大规模集成电路的组合逻辑设计。(三)课时安排:12课时(四)主要内容1、组合逻辑电路的分析2、组合逻辑电路的设计3、组合逻辑电路的竞争-冒险现象4、常用组合逻辑器件的分析或设计及其应用(含编码器、译码器、数据分配器、数据选择器、数值比较器、加法器、减法器)第五章触发器6课时(一)教学目的与要求:掌握基本RS触发器、同步RS触发器、主从JK触发器、T触发器、T’触发器、边沿D触发器的结构、工作原理、逻辑功能及其功能表示方法(如:特性表、次态卡诺图、特性方程、激励表、状态转换图、波形图),了解各种触发器的缺点及解决缺点的办法,了解触发器之间的相互转换方法。(二)教学的重点与难点:本章的重点是几种常见触发器(如:基本RS触发器、同步RS触发器、主从JK触发器、边沿D触发器)的组成结构、工作原理和逻辑功能;触发器的功能表示(如:特性表、次态卡诺图、特性方程、激励表、状态转换图、波形图)及其之间的相互转换;触发器的类型转换(包括公式法、图形法)。难点是JK触发器、边沿D触发器的结构和逻辑功能;触发器的功能表示(如:特性表、次态卡诺图、特性方程、激励表、状态转换图、波形图)及其之间的相互转换。(三)课时安排:理论课时:6课时(四)主要内容:1、基本RS触发器、同步RS触发器2、主从JK触发器、T触发器、T’触发器3、D触发器4、触发器的逻辑功能第六章时序逻辑电路10课时(一)教学目的与要求:掌握时序逻辑电路的基本概念;时序逻辑电路的分析;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;掌握同步时序逻辑电路的分析和设计方法;掌握异步时序逻辑电路的概念及其分析方法;掌握计数器、移位寄存器的组成及工作原理。了解异步异步时序逻辑电路的设计方法。(二)教学的重点与难点:本章的重点是时序逻辑电路的基本概念(如:时序逻辑电路的定义、分类等);时序逻辑电路的分析;时序逻辑电路的功能表示(如:方程组、状态表、状态图、时序图);常见时序逻辑电路(如:计数器、寄存器)的组成和工作原理;时序逻辑电路的分析方法,同步时序逻辑电路的设计方法。难点是时序逻辑电路的分析;时序逻辑电路的功能表示(如:方程组、状态表、状态图、时序图);常见时序逻辑电路(如:计数器、寄存器)的组成和工作原理;同步时序逻辑电路的设计;异步时序逻辑电路的定义及其分析和设计。(三)课时安排:10课时(四)主要内容:1、时序逻辑电路的基本概念2、同步时序逻辑电路的分析方法3、同步时序逻辑电路的设计方法4、异步时序逻辑电路的分析方法5、异步时序逻辑电路的设计方法6、若干典型的时序逻辑集成电路(计数器和寄存器)第七章存储器、复杂可编程器件和现场可编程门阵列(选讲)0课时本章内容可放在《单片机原理及应用》和《集成电路分析与设计》课程中学习。(一)教学目的与要求:了解存储器、随机存储器的基本结构、基本原理;了解CPLD的结构和编程方法;了解FPGA中编程实现逻辑功能的基本原理、了解FPGA的的结构和编程方法。(二)教学的重点与难点:CPLD的结构和编程方法;FPGA中编程实现逻辑功能的基本原理、了FPGA的的结构和编程方法。(三)课时安排:理论课时:4课时。(四)主要内容:1、只读存储器2、随机存储器3、复杂可编程逻辑器件4、现场可编程门阵列第八章脉冲波形的产生与变换4课时(一)教学目的与要求: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)的工作原理以及波形参数与电路参数之间的关系。了解脉冲产生及整形电路的分类及脉冲波形参数的定义。(二)教学的重点与难点:本章的重点是555定时器的构成及功能表;由555定时器构成的施密特触发器、单稳态触发器及多谐振荡器。难点是555定时器的构成及功能表;由555定时器构成的施密特触发器、单稳态触发器及多谐振荡器。(三)课时安排:4课时,实验课时(四)主要内容:1、555定时器2、施密特触发器3、多谐振荡器4、单稳态触发器第九章数模和模数转换器2课时(一)教学目的与要求:掌握D/A基本原理;掌握A/D转换器的基本原理。了解常见D/A转换器(如:权电阻网络DAC,倒T型电阻网络DAC)的电路组成和工作原理;了解A/D转换器的转换步骤、取样定理;了解常见A/D转换器(如:逐次逼近型ADC与双重积分型ADC)的电路组成和工组原理。(二)教学的重点与难点:本章的重点是D/A基本原理;常见D/A转换器(如:权电阻网络DAC,倒T型电阻网络DAC)的电路组成和工作原理;A/D转换器的基本原理、转换步骤、取样定理;常见A/D转换器(如:逐次逼近型ADC与双重积分型ADC)的电路组成和工组原理。难点是常见D/A转换器(如:权电阻网络DAC,倒T型电阻网络DAC)的电路组成和工作原理;A/D转换器的转换步骤、取样定理;常见A/D转换器(如:逐次逼近型ADC与双重积分型ADC)的电路组成和工组原理。(三)课时安排:3课时。(四)主要内容:1、D/A转换器2、A/D转换器三、教学方法:讲授法与多媒体教学法相结合。四、成绩考核方式:闭卷考试,百分制,满分为100分,期末考试成绩占总成绩的80%,平时成绩占总成绩的20%。五、教材与主要参考书目(一)教材:《电子技术基础》数字部分第五版,康华光、邹寿彬、秦臻编写,高教出版社。(二)主要参考书目1、《电子技术基础》数字部分第四版,康华光、邹寿彬、秦臻编写,高教出版社。2、《数字电路》第四版,阎石主编,高教出版社。3、《数字电路简明教程》第二版,余孟尝主编。4、《数字电路与系统》刘宝琴主编,高教出版社。5、《数字电路逻辑设计》王毓银主编,高教出版社。
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