电气专业数字电子技术

【数字电子技术】课程教学大纲

第一部分 课程基本信息

【课程代码】 【学分】 3

【参考学时】 67 【讲授学时】 55 【实验学时】 12 【实习学时】

【课程性质】 学科与专业必修课

【课程基础】 高等数学、大学物理、模拟电子技术 【适应对象】 电气工程及其自动化专业

【教学目的】 通过本课程学习，使学生了解和掌握运用中、大规模集成电路设计数字系统

的能力。并使学生对电子计算机的基本硬件和接口有一定的认识，为学习单片机原理与接口技术等后续课程打下坚实的基础

【内容提要】本课程是电气工程及其自动化专业的一门专业必修课程。在系统地阐述布尔

代数，状态理论等基本概念的基础上，以组合逻辑电路和时序逻辑电路为 重点，着重研究逻辑电路的分析和设计方法，以及简单数字系统的构成。

第二部分 主要教学内容和基本要求

【主要教学内容】

第一章 逻辑代数基础

第一节 概述

一、模拟信号和数字信号； 二、逻辑电平； 三、模拟量的数字表示； 四、数制转换；算术和逻辑运算。 第二节 逻辑代数的基本运算和常用公式

一、与、或、非。 第三节 逻辑代数的基本定理

一、代入定理；

二、反演定理； 三、对偶定理。

第四节 逻辑函数及其表示方法

一、逻辑函数； 二、逻辑问题的描述。 第五节 逻辑函数的化简方法

一、最简形式； 二、卡诺图。

第六节 具有无关项的逻辑函数及化简方法

一、约束项； 二、任意项； 三、无关项。 【基本要求】

一、熟练掌握进制及进制之间的转换；逻辑函数的卡诺图化简。 二、掌握与、或、非的运算原则，逻辑代数的运算。 三、了解模拟信号与数字信号的含义。 【参考学时】 7

【参考资料】阎石.数字电子技术基础 第四版[M].高等教育出版社，2006：第二章 门电路

第一节 半导体二极管和三极管的开关特性

一、导通与截止； 二、空穴和电子； 三、NPN和PNP； 第二节 基本逻辑门电路

一、二极管与门； 二、二极管或门； 三、二极管非门。 第三节 TTL逻辑门电路

一、反相器 二、与非门

1-34

三、集电极开路门 四、三态门。 第四节 CMOS逻辑门电路

一、CMOS反相器；

二、TTL电路与COMS电路的接口。 【基本要求】

一、熟练掌握TTL电路和CMOS电路的外特性。 二、掌握二极管和三极管的开关特性。 三、了解各种门电路的接口转换方法。

四、实践教学要求：能够识别基本芯片的说明其使用方法。 【参考学时】 7

【参考资料】阎石.数字电子技术基础 第四版[M].高等教育出版社，2006：44-125

第三章 组合逻辑电路

第一节 组合逻辑电路的分析方法和设计方法

一、分析组合逻辑电路的步骤；； 二、设计组合逻辑电路的步骤； 第二节 常见的组合逻辑电路

一、编码器； 二、译码器； 三、数据选择器； 四、数值比较器； 五、加法器。

第三节 组合逻辑电路中的竞争 — 冒险现象

一、产生竞争冒险的原因； 二、竞争冒险的解决方法。 【基本要求】

一、熟练掌握分析和设计逻辑电路的步骤。 二、掌握各种常见的组合逻辑电路的应用。 三、了解组合逻辑电路的竞争冒险。

四、实践教学要求 ：能进行简单的组合逻辑电路设计。

【参考学时】 7

【参考资料】阎石.数字电子技术基础 第四版[M].高等教育出版社，2006：132-179

第四章 触发器

第一节 触发器的电路结构与动作特点

一、基本RS触发器； 二、同步RS触发器； 三、主从触发器； 四、边沿触发器。

第二节 触发器的逻辑功能及其描述方法

一、RS触发器； 二、JK触发器； 三、T触发器； 四、D触发器。 第三节 触发器的动态特性

一、输入信号和时钟信号的作用时间及时间上的配合。 【基本要求】

一、熟练掌握各种触发器的逻辑功能和外部特性。 二、掌握触发器的基本结构。 三、了解触发器的动态特性。

【参考学时】 8

【参考资料】阎石.数字电子技术基础 第四版[M].高等教育出版社，2006：第五章 时序逻辑电路

第一节 时序逻辑电路的基本概念

一、时序逻辑电路的结构及特点； 二、时序逻辑电路分类；

三、时序逻辑电路功能的描述方法。 第二节 时序逻辑电路的分析方法

一、分析的一般步骤；

185-215

二、同步时序电路和异步时序电路的分析举例。 第三节 常用的时序逻辑电路

一、寄存器； 二、移位寄存器； 三、计数器；

四、顺序脉冲发生器； 五、序列信号发生器。 第四节 时序逻辑电路的设计方法

一、同步时序电路设计的一般步骤； 二、同步时序电路设计举例。 【基本要求】

一、熟练掌握同步时序电路的分析和设计方法。 二、掌握常用的时序逻辑电路的使用。 三、了解异步时序电路的分析和设计方法。

四、实践教学要求：能进行简单的时序逻辑电路的设计。 【参考学时】 12

【参考资料】阎石.数字电子技术基础 第四版[M].高等教育出版社，2006：224-300

第六章 脉冲波形的产生和整形

第一节 施密特触发器

一、施密特触发器的应用。 第二节 单稳态触发器

一、单稳态触发器的应用。 第三节 多谐振荡器

一、不同形式的多谐振荡器。 第四节 555定时器及其应用

一、555定时器的应用。 【基本要求】

一、熟练掌握施密特触发器的输出波形。

二、掌握施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器等典型电路的工作原理和555定

时器的应用。

三、了解脉冲电路的分析方法。 【参考学时】 5

【参考资料】阎石.数字电子技术基础 第四版[M].高等教育出版社，2006：308-357

第七章 半导体存储器

第一节 概述

一、存储器的分类； 二、ROM； 三、RAM。 第二节 只读存储器ROM

一、ROM的基本工作原理和特点。 第三节 随机存储器RAM

一、RAM的基本工作原理和特点。 第四节 存储器容量的扩展

一、位扩展； 二、字扩展。 【基本要求】

一、熟练掌握存储器的分类。 二、掌握存储器的扩展方法。

三、了解半导体存储器的功能，它们在数字系统中的作用。 【参考学时】 3

【参考资料】阎石.数字电子技术基础 第四版[M].高等教育出版社，2006：364-400

第八章 可编程逻辑器件

第一节 PLD的每种类型的特点

一、PLD的概念、特征、分类。 第二节 可编程阵列逻辑PAL

一、PAL的特点。 第三节 通用阵列逻辑GAL

一、GAL的特点；

二、GAL同卡诺图的一个真实例子（LED显示屏的控制）。 第四节 其他类型的可编程逻辑器件

一、EPLD、FPGA、ISP-PLD的特点。 【基本要求】

一、熟练掌握PLD的分类。。

二、掌握PLD的基本特征以及相关器件的使用方法。 三、了解PLD的每种类型的特点。 【参考学时】 3

【参考资料】阎石.数字电子技术基础 第四版[M].高等教育出版社，2006：403-453

第九章 数-模和模-数转换

第一节 D/A转换器

一、D/A转换的概念；

二、D/A转换器的主要技术指标； 三、倒T形电阻网络D/A转换器。 第二节 A/D转换器

一、A/D转换的基本原理和分类； 二、A/D转换的主要技术指标； 三、A/D器件应用。 【基本要求】

一、熟练掌握A/D转换的性能指标。 二、掌握A/D转换和D/A转换的基本原理。

三、了解典型DAC和ADC的结构，工作原理和使用方法。 【参考学时】 3

【参考资料】阎石.数字电子技术基础 第四版[M].高等教育出版社，2006：456-492

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