《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》自學(xué)指導(dǎo)綱要

1、數(shù)字電路與邏輯設(shè)計自學(xué)綱要一、課程編碼及適用專業(yè)總學(xué)時：84面授學(xué)時：20自學(xué)學(xué)時：64適用專業(yè) ：電類函大各專業(yè)（函授?？疲┒?、課程性質(zhì)數(shù)字電子技術(shù)是計算機應(yīng)用、電氣自動化、電子信息等專業(yè)學(xué)生的必修課程，是其它后續(xù)專業(yè)課的基礎(chǔ)。通過本課程的學(xué)習(xí)，獲得數(shù)字電子技術(shù)必要的基本理論、基本知識和基本技能，了解電子技術(shù)的發(fā)展概況，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程以及從事電子技術(shù)方面的工作打下好的基礎(chǔ)。三、本課程的地位和作用 數(shù)字電子技術(shù)是一門技術(shù)基礎(chǔ)課程。目前，電子技術(shù)應(yīng)用極為廣泛，可謂“無處不在，無所不用”，發(fā)展非常迅速，并且日益滲透到其他學(xué)科領(lǐng)域，進一步促進其發(fā)展，在社會的發(fā)展中占有重要的地位。因此，數(shù)字電子技術(shù)是

2、高等學(xué)校電類專業(yè)的一門重要課程。作為技術(shù)基礎(chǔ)課程，它具有基礎(chǔ)性、應(yīng)用性和先進性?；A(chǔ)性是指基本理論、基本知識和基本技能。數(shù)字電子技術(shù)是為后續(xù)專業(yè)課程打基礎(chǔ)，是為學(xué)生畢業(yè)后從事有關(guān)電的工作打基礎(chǔ)，也就是為自學(xué)、深造、拓寬和創(chuàng)新打基礎(chǔ)。它是研究和發(fā)展本專業(yè)的重要工具，同時注重培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。四、學(xué)習(xí)目的與要求學(xué)生通過各個教學(xué)環(huán)節(jié)和實踐，應(yīng)達到下列總的要求：1.了解二極管、三極管的開關(guān)特性。2.掌握基本邏輯門的邏輯功能，邏輯代數(shù)的基本運算方法及基本觸發(fā)器的邏輯功能。 3.了解邏輯部件及時序邏輯電路的原理，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的基本原理，了解數(shù)字電路的應(yīng)用。 4.會用公式法和卡諾圖化

3、簡和變換邏輯函數(shù)。 5.會用波形圖法分析數(shù)字邏輯電路。 6.應(yīng)用驅(qū)動方程、狀態(tài)方程分析、設(shè)計時序邏輯電路。 7.具有分析邏輯電路的能力。如從邏輯電路寫出邏輯表達式，列出真值表，畫出邏輯圖等。 8.具有設(shè)計簡單邏輯電路的能力。 9.能根邏輯電路的指標，確定某些集成組件（如555定時器）的外接元件參數(shù)。 10.能看懂簡單數(shù)字裝置的邏輯圖。 11.會查閱常用電阻、電容、半導(dǎo)體二極管和三極管、集成器件等手冊，并具有使用的基本知識。12.通過習(xí)題、練習(xí)題，鞏固和加深對理論的理解；培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力，以及創(chuàng)新創(chuàng)造能力。五、本課程的學(xué)習(xí)方法為了學(xué)好本課程，首先要具有正確的學(xué)習(xí)目的和態(tài)度，應(yīng)為我國社

4、會主義現(xiàn)代化事業(yè)而學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)中要刻苦鉆研、踏踏實實、虛心求教、持之以恒。在學(xué)習(xí)時要: 1 抓基本概念；2 抓基本單元電路；3 抓基本方法；4 抓典型電路除學(xué)習(xí)規(guī)定教材外，應(yīng)參閱相關(guān)的參考書。通過各個學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)分析和解決問題的能力和創(chuàng)新精神。解決問題不是僅僅照著書本上的例題作練習(xí)題，而是要求使用已有的知識對提出的要求和論據(jù)能理解和領(lǐng)悟，并能提出自己的思路和解決問題的方案，這是一個創(chuàng)新過程。六、自學(xué)內(nèi)容與指導(dǎo)第一章 緒論 （一）自學(xué)內(nèi)容模擬信號和數(shù)字信號;數(shù)制和碼制;基本邏輯運算;邏輯函數(shù)與邏輯問題的描述。（二）本章重點 1、數(shù)字電路的特點。2、數(shù)制與碼制的概念；常用BCD碼。3、常用進制及

5、其轉(zhuǎn)換。 （三）本章難點1、常用BCD碼（四）本章考點1、 熟悉十進制、二進制、十六進制及其互相轉(zhuǎn)換；2、8421BCD碼。（五）學(xué)習(xí)指導(dǎo)先學(xué)習(xí)N進制的展開式，著重學(xué)習(xí)二進制與八、十、十六進制間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。用二進制碼表示的十進制數(shù)，就稱為BCD碼。它具有二進制的形式，還具有十進制的特點,它可作為人們與數(shù)字系統(tǒng)的聯(lián)系的一種間表示。BCD碼分為有權(quán)和無權(quán)編碼, 有權(quán)BCD碼是每一位十進制數(shù)符均用一組四位二進制碼來表示，而且二進制碼的每一位都有固定權(quán)值.幾種常見的編碼如 8421; 5421等. 第二章 邏輯代數(shù)和函數(shù)化簡 （一）自學(xué)內(nèi)容理解基本邏輯運算與、或、非以及與非、或非運算概念；掌握邏輯函數(shù)

6、及其真值表、表達式和邏輯圖表示方法。掌握邏輯代數(shù)常用公式、定理和規(guī)則；邏輯表達式的類型及其轉(zhuǎn)換。理解最小項的概念、特點；最簡概念；邏輯函數(shù)的公式化簡法，變量及函數(shù)的卡諾圖；掌握卡諾圖化簡法 （二）本章重點1、邏輯函數(shù)的公式化簡法2、卡諾圖化簡法。（三）本章難點1、 公式化簡法2、 卡諾圖化簡法（四）本章考點1、公式化簡法2、卡諾圖化簡法。（五）學(xué)習(xí)指導(dǎo)邏輯代數(shù)是分析和設(shè)計數(shù)字電路的基本數(shù)學(xué)工具。本章主要介紹邏輯代數(shù)基本概念、公式和定理，邏輯函數(shù)的兩種化簡方法（公式法和圖形法），并著重講解了邏輯函數(shù)常用的幾種表示方法（真值表、函數(shù)表達式、卡諾圖、邏輯圖、波形圖） 及其相互間的轉(zhuǎn)換。本章涉及的基本

7、概念比較多，包括最小項、最簡表達式、卡諾圖、約束。在對這些概念充分理解的基礎(chǔ)上，才能很好的掌握化簡邏輯函數(shù)的兩種常用方法卡諾圖中最小項合并的規(guī)律:   一般2N個幾何相鄰的最小項合并可消去N個變量。 卡諾圖化簡應(yīng)注意：       圈越大越好。       每一個圈應(yīng)至少包含一個新的最小項。       必需把組成函數(shù)的全部最小項圈完。      

8、  最后比較、檢查，寫出最簡與或表達式。約束條件在化簡中的應(yīng)用: 公式法中，可以根據(jù)化簡的需要加上或去掉約束條件。 卡諾圖法中，可根據(jù)化簡的需要包含或去掉約束項。注意:凡有約束的邏輯函數(shù)的表達式中，應(yīng)同時寫出約束條件第三章 邏輯門電路 （一）自學(xué)內(nèi)容理解二極管的開關(guān)特性，二極管與門和或門門電路及其特點和應(yīng)用；熟悉三極管的開關(guān)特性；三極管非門的邏輯功能及分析，熟悉TTL門電路的類型；各種邏輯功能（與非、或非等）的TTL 電路、特點及應(yīng)用；線與，OC門和三態(tài)門。TTL與非門的特性及參數(shù)，了解MOS反相器的主要特點、應(yīng)用；三態(tài)門、模擬開關(guān)及其應(yīng)用、使用注意事項，了解編程邏輯器件（PLD）簡

9、介。（二）本章重點1、 三極管的開關(guān)特性。2、 基本邏輯門電路的邏輯功能.3、 TTL與非門的特性及參數(shù)。（三）本章難點TTL與非門的特性及參數(shù)。（四）本章考點判斷三極管的工作狀態(tài)。會寫基本邏輯門電路的邏輯功能（五）學(xué)習(xí)指導(dǎo)數(shù)字電路中基本開關(guān)元件的半導(dǎo)體二極管、三極管和MOS管的靜態(tài)特性、動態(tài)特性。半導(dǎo)體二極管的特點是單向?qū)щ娞匦浴０雽?dǎo)體三極管是一種用電流控制的具有放大特性的開關(guān)元件。分立的二極管與門、或門電路以及由半導(dǎo)體三極管和MOS三極管所組成的非門（反相器）。要求掌握這些基本的門電路的電路組成、符號和工作原理。對于集成電路,本章以TTL與非門為典型介紹了它的邏輯特性（邏輯功能）、電氣特性

10、（包括靜態(tài)特性和動態(tài)特性）。在此基礎(chǔ)上介紹了TTL與非門、TTL集電極開路門和TTL三態(tài)門的門電路。其中這些門電路的符號、邏輯功能均要求掌握, 、電路結(jié)構(gòu)和工作原理只需了解.MOS邏輯門只需了解.第四章 組合邏輯電路 （一）自學(xué)內(nèi)容熟悉編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)據(jù)比較器、加法器的邏輯功能并了解其應(yīng)用；了解組合邏輯競爭冒險的產(chǎn)生原因、判斷及其消除。掌握簡單組合邏輯電路的分析與設(shè)計方法。（二）本章重點1、組合邏輯電路的分析與設(shè)計方法。2、利用集成譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計組合邏輯電路（三）本章難點利用集成譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計組合邏輯電路（四）本章考點組合邏輯電路的分析與設(shè)計。集成譯碼器和數(shù)據(jù)選擇

11、器設(shè)計組合邏輯電路（五）學(xué)習(xí)指導(dǎo)我們對組合邏輯電路的分析分以下幾個步驟：（1）有給定的邏輯電路圖，寫出輸出端的邏輯表達式；（2）列出真值表；（3）通過真值表概括出邏輯功能電路設(shè)計的任務(wù)就是根據(jù)功能設(shè)計電路，一般按如下的步驟進行：(1)把邏輯命題換為真值表；這一步我們要從以下幾個方面考慮用英文字母代表輸入或輸出；分清幾個輸入、輸出；分清輸入和輸出之間的對應(yīng)關(guān)系。  （2）把邏輯函數(shù)進行化簡，化簡的形式則是根據(jù)所選用的邏輯門來決定；  （3）根據(jù)化簡結(jié)果和所選定的門電路，畫出邏輯電路圖。用數(shù)據(jù)選擇器和二進制譯碼器實現(xiàn)組合邏輯函數(shù)。同學(xué)們可以通過書上的例子去體會用中規(guī)模集成電路實

12、現(xiàn)組合邏輯電路的基本方法,由于在許多情況下，直接用中規(guī)模集成電路來實現(xiàn)組合邏輯電路有很好的效果。第五章 時序邏輯電路 （一）自學(xué)內(nèi)容 了解雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的基本結(jié)構(gòu)及特點；掌握雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器R-S、J-K、D、T、T觸發(fā)器的邏輯功能、特性方程、符號，會畫波形。了解觸發(fā)器功能間的相互轉(zhuǎn)換；觸發(fā)器的脈沖工作特性及主要參數(shù)。掌握時序電路的分析方法和步驟，工作原理；計數(shù)器、移位型寄存器；掌握集成計數(shù)器的應(yīng)用，掌握同步計數(shù)器的設(shè)計方法步驟、一般時序邏輯的設(shè)計方法（二）本章重點1、 雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器R-S、J-K、D、T、T觸發(fā)器的邏輯功能、特性方程、符號，會畫波形。2、 時序電路的分析方法和步驟3、 同步計數(shù)器的

13、設(shè)計方法和步驟4、 集成計數(shù)器的應(yīng)用（三）本章難點1、 時序電路的分析方法。2、 同步計數(shù)器的設(shè)計3、 集成計數(shù)器的應(yīng)用（四）本章考點1、時序電路的分析。2、同步計數(shù)器的設(shè)計。3、集成計數(shù)器的應(yīng)用。（五）學(xué)習(xí)指導(dǎo)本章首先按照基本觸發(fā)器、同步觸發(fā)器、主從觸發(fā)器、邊沿觸發(fā)器的順序，就電路組成、工作原理、主要特點作了介紹。中心問題是次態(tài)Qn+1與現(xiàn)態(tài)Qn及輸入信號之間的邏輯聯(lián)系。隨后對時鐘觸發(fā)器的邏輯功能表示方法及轉(zhuǎn)換進行了說明，最后簡單介紹了觸發(fā)器的電氣特性。      觸發(fā)器的邏輯功能和結(jié)構(gòu)形式是兩個不同的概念。所謂邏輯功能，是指觸發(fā)器的次態(tài)輸出

14、Qn+1和現(xiàn)態(tài)輸出Qn及輸入信號的邏輯關(guān)系。根據(jù)邏輯功能的不同，我們把觸發(fā)器分成RS、D、JK、T、T等幾種類型。而基本觸發(fā)器、同步觸發(fā)器、主從觸發(fā)器、邊沿觸發(fā)器等是指電路的不同結(jié)構(gòu)形式。 對同步時序電路的分析、異步時序電路的分析、同步時序電路的設(shè)計,要求能結(jié)合書上所舉的例子掌握基本的分析與設(shè)計同步時序電路的方法，對異步時序電路的分析也要求掌握，對二進制同步與異步計數(shù)器、十進制同步與異步計數(shù)器、N進制同步與異步計數(shù)器,除了要理解各自的構(gòu)成方法外，更重要的是要掌握它們之間的連接規(guī)律，特別是利用已有集成芯片上的異步清零端或同步置位端的方法構(gòu)成N進制計數(shù)器的方法。 第六章 半導(dǎo)體儲存器 （一）自學(xué)內(nèi)

15、容掌握存儲器的類型；了解順序存取存儲器（SAM）的工作原理，理解隨機存取存儲器（RAM）的結(jié)構(gòu)和工作原理，理解只讀存儲器（ROM）的類型及應(yīng)用。（二）本章重點1、隨機存取存儲器（RAM）的結(jié)構(gòu)和工作原理。2、只讀存儲器（ROM）的應(yīng)用。（三）本章難點只讀存儲器（ROM）的應(yīng)用。（四）本章考點1、隨機存取存儲器（RAM）的結(jié)構(gòu)和工作原理。2、只讀存儲器（ROM）的應(yīng)用。（五）學(xué)習(xí)指導(dǎo)存儲器是數(shù)字系統(tǒng)和計算機中不可缺少的組成部分，用來存放數(shù)據(jù)、資料、程序等二值信息。一個存儲器能夠存儲的字節(jié)現(xiàn)在可以兆計算。實際應(yīng)用中常以字節(jié)數(shù)和位數(shù)的乘積來表示存儲器的容量。    存儲

16、容量和存取時間是衡量存儲器的重要指標。存儲容量越大意味著存儲的信息越多，系統(tǒng)的功能越強；存取時間的長短則反映了數(shù)字系統(tǒng)的速度。    按存儲器的存儲功能可分為隨機存取存儲器RAM和只讀存儲器ROM。按電路可分為雙極型（TTL）和MOS型兩種。目前所使用的RAM多是MOS型的，因為它具有集成度高，功耗低等優(yōu)點。通過本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)，要求理解可編程電路的基本單元、掌握只讀存儲器ROM和可編程邏輯陣列PLA、可編程陣列邏輯PAL和通用陣列邏輯GAL、可擦除可編程邏輯器件EPLD、現(xiàn)場可編程門陣列、隨機訪問存儲器RAM的應(yīng)用。第七章 脈沖電路（一）自學(xué)內(nèi)容 了解脈沖波形與主

17、要參數(shù)；掌握集成555定時器的功能及應(yīng)用；理解集成555定時器構(gòu)成的施密特電路的組成、工作原理及應(yīng)用。掌握555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器組成、工作原理及應(yīng)用；掌握555構(gòu)成多諧振蕩器的工作原理及應(yīng)用。（二）本章重點1、555構(gòu)成的施密特電路。2、555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器3、555構(gòu)成的多諧振蕩器。（三）本章難點集成555定時器的功能及應(yīng)用。（四）本章考點1、 認識555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器并會計算參數(shù)。2、 認識555構(gòu)成的多諧振蕩器并會計算參數(shù)（五）學(xué)習(xí)指導(dǎo)在數(shù)字系統(tǒng)中，常常要用到各種寬度、各種幅值并且邊沿陡峭的脈沖信（如CP信號、生產(chǎn)控制過程中的定時信號等）。這些脈沖信號的獲取，通常有兩種方法：一

18、種是利用脈沖振蕩器直接產(chǎn)生，如多諧振蕩器電路；另一種是對已有的信號進行整形，如施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，使之符合系統(tǒng)的要求。本章在介紹555集成定時器的基礎(chǔ)上，著重介紹了用555集成定時器構(gòu)成的多諧振蕩器、施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的典型電路的工作原理。對石英晶體多諧振蕩器、集成施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的電路特點及其各自的應(yīng)用也作了簡單的介紹.多諧振蕩器是一種自激振蕩電路。本章用555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器的電路組成和工作原理作了比較詳細的介紹，此外還簡單介紹了石英多諧振蕩器的工作特點以及多諧振蕩器的應(yīng)用。施密特觸發(fā)器常常用于脈沖的整形,由555定時器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器的電路組成及工作原理

19、要清楚, 應(yīng)會幾種常用的集成施密特觸發(fā)器以及施密特觸發(fā)器的常見應(yīng)用.掌握單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的特點，由555定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的電路組成及工作原理要掌握. 第八章 A/ D 與D/A 轉(zhuǎn)換器（一）自學(xué)內(nèi)容1、T 型電阻D/A 轉(zhuǎn)換器的工作原理、精度分析。2、倒T 型電阻D/A 轉(zhuǎn)換器的工作原理、精度分析3、A/D 轉(zhuǎn)換器的工作原理、特點及適用場合。4、了解A/D 和D/A 的主要參數(shù)（二）本章重點各類A/D 轉(zhuǎn)換器的特點；D/A 轉(zhuǎn)換器的精度。（三）本章難點各類A/D 轉(zhuǎn)換器的工作原理；D/A 精度分析。（四）本章考點D/A 轉(zhuǎn)換方式及各自特點（五）學(xué)習(xí)指導(dǎo)本章較系統(tǒng)地講述了模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換的

20、基本原理與幾種常用典型電路。在模數(shù)轉(zhuǎn)換器中，主要介紹了倒T形數(shù)模轉(zhuǎn)換電路。在模數(shù)轉(zhuǎn)換器中，先說明模數(shù)轉(zhuǎn)換的一般步驟、取樣定理和取樣-保持電路，再介紹直接型、間接型模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。了解幾種典型轉(zhuǎn)換電路的基本工作原理，記住輸出量和輸入量之間的定量關(guān)系、主要特點，以及轉(zhuǎn)換精度和轉(zhuǎn)換速度的概念與表示方法。第九章 邏輯編程器件和第10章數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計只作為了解內(nèi)容七、自學(xué)進度及各章節(jié)學(xué)時安排自學(xué)周數(shù)16周，每周保證4學(xué)時，總計64學(xué)時。在自學(xué)過程中，除了保證時間外一定要做練習(xí)，獨立完成布置的作業(yè)分兩次寄回學(xué)校。最好將各章后面的有關(guān)習(xí)題及所介紹參考書上的有關(guān)習(xí)題也做一下。只有通過練習(xí)才能達到對所學(xué)內(nèi)容理解、消

21、化的目的，進而掌握它。各章節(jié)學(xué)時安排如下（不包括作業(yè)學(xué)時）。自學(xué)進度表周次自 學(xué) 內(nèi) 容學(xué) 習(xí) 重 點作 業(yè)1第1章緒論11概述1 2數(shù)制與代碼第2章邏輯代數(shù)和函數(shù)化簡21基本邏輯運算和復(fù)合邏輯運算22邏輯函數(shù)及其描述數(shù)字電路的特點；數(shù)制與碼制的概念；常用進制及其轉(zhuǎn)換；常用BCD碼?；具壿嬤\算與、或、非以及與非、或非運算；邏輯函數(shù)及其真值表、表達式和邏輯圖表示方法。11；1322；23223邏輯代數(shù)的運算法則4邏函表達式的形式及其變換25邏輯函數(shù)標準形式26邏輯函數(shù)的公式化簡法邏輯代數(shù)常用公式、定理和規(guī)則；邏輯表達式的類型及其轉(zhuǎn)換。最小項的概念、特點；最簡概念；邏輯函數(shù)的公式化簡法24； 2729； 210327邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡法變量及函數(shù)的卡諾圖；圖形化簡法213； 2154第3章邏輯門電路31晶體管的開關(guān)特性32基本邏輯門電路33 TTL邏輯門34其他雙極型電路二極管、三極管的開關(guān)特性；二極管與門和或門；三極管非門的特性;TTL門電路的類型；TTL與非門的特性及參數(shù)32； 3435； 37535 MOS邏輯門36編程邏輯器件（PLD）簡介第4章組合邏輯電路41概述42組合電路的