山大數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)理論教學(xué)大綱

1、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)理論教學(xué)大綱課程編號(hào)：12122001 課程名稱：數(shù)字電路 總 學(xué) 分：4.5總 學(xué) 時(shí)：80 其中：理論學(xué)時(shí)：64 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：16適用專業(yè)：通信工程、電信科、電信工、光信息、集成電路等專業(yè)課 程 簡(jiǎn) 介一.課程特點(diǎn)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)和模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)一樣，也是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，它們有許多共同之處，也有著明顯的區(qū)別。由于通?？偸前涯M電子技術(shù)基礎(chǔ)安排在前面講授，所以要特別注意數(shù)子電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的特點(diǎn)，以便能更好地學(xué)好本課程。1 .數(shù)字電路中工作的信號(hào)是數(shù)字信號(hào)，這種信號(hào)在時(shí)間上和數(shù)值上都是離散的。在二進(jìn)制系統(tǒng)中，數(shù)碼只有1和0兩種可能，反映到電路上就是高電平和低電平。而在模

2、擬電路工作的信號(hào)是模擬信號(hào)，這種信號(hào)在時(shí)間上和數(shù)值上都是連續(xù)變化的。 2.數(shù)字電路中，在穩(wěn)態(tài)時(shí)三極管一般都工作在截止區(qū)或飽和區(qū)，即工作在開(kāi)、關(guān)狀態(tài)，放大區(qū)只是一種過(guò)渡狀態(tài)。而在模擬電路中，三極管通常都是工作在放大區(qū)，即放大狀態(tài)。3.數(shù)字電路研究的主要問(wèn)題是電路的輸入和輸出狀態(tài)之間的邏輯關(guān)系，即電路的邏輯功能。而模擬電路研究的主要問(wèn)題是怎樣不失真地放大模擬信號(hào)。4.數(shù)字電路中，利用的主要工具是邏輯代數(shù)，描述電路邏輯功能的主要方法是真值表、邏輯函數(shù)表達(dá)式、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和波形圖等。經(jīng)常遇到的問(wèn)題則是怎樣利用它們對(duì)已知電路進(jìn)行邏輯分析，根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行邏輯設(shè)計(jì)。而在模擬電路中，經(jīng)常利用圖解法和微變等效電

3、路法等對(duì)電路進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的定量分析，以確定放大倍數(shù)是多少、波形是否失真、怎樣改善電路的放大性能等問(wèn)題。5.從電路結(jié)構(gòu)上看，模擬電路的主要單元電路是放大器。而數(shù)字電路的主要單元電路則是邏輯門和觸發(fā)器。雖然適應(yīng)各種需要的數(shù)字電路千變?nèi)f化，但是分析和設(shè)計(jì)的方法基本上是一樣的。只要我們對(duì)這些單元電路的組成、工作原理和性能掌握得比較好，而且又學(xué)會(huì)了邏輯分析和邏輯設(shè)計(jì)的基本方法，熟悉了若干典型電路，那就可以說(shuō)初步具備了分析和解決一般數(shù)字電路問(wèn)題的能力 。二.基本要求1.熟悉二極管和三極管的開(kāi)關(guān)特性及數(shù)字電路的單元電路（與門、或門、非門、與非門、或非門、異或 門、與或非門，基本RS觸發(fā)器、維持阻塞D觸發(fā)器

4、和主從JK觸發(fā)器等）的組成、基本工作原理和性能。2.熟練掌握邏輯代數(shù)的加法、乘法和反演運(yùn)算，基本公式和常用公式及邏輯函數(shù)的四種表示方法真值表、函數(shù)表達(dá)式、卡諾圖和邏輯圖。學(xué)會(huì)運(yùn)用公式化簡(jiǎn)法和圖形化簡(jiǎn)法化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)。3.熟練掌握組合電路和時(shí)序電路的基本分析方法。4.熟悉典型數(shù)字電路（編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、全加器、寄存器、異步計(jì)數(shù)器、同步計(jì)數(shù)器等）的結(jié)構(gòu)、基本工作原理和性能。5.熟悉用555定時(shí)器組成多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和施密特觸發(fā)器的典型電路和基本工作原理。6.了解各種PLD器件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理和使用方法，了解PLD器件的編程方法。三.與其他課程的關(guān)系數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)的前修課程是電

5、路分析和模擬電子技術(shù)等，后續(xù)課程為微機(jī)原理和計(jì)算機(jī)控制等。本課程與其它課程的關(guān)系 先修課程： 高等數(shù)學(xué)、電路分析基礎(chǔ)、普通物理、模擬電路等后續(xù)課程： 信號(hào)與系統(tǒng)、單片機(jī)原理、微機(jī)原理、數(shù)字信號(hào)處理等 課程教學(xué)目的數(shù)字電路是信息類學(xué)科的一門重要的基礎(chǔ)課。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟悉數(shù)字電路的基礎(chǔ)理論知識(shí)，理解基本數(shù)字邏輯電路的工作原理，掌握數(shù)字邏輯電路的基本分析和設(shè)計(jì)方法，具有應(yīng)用數(shù)字邏輯電路，初步解決數(shù)字邏輯問(wèn)題的能力，為以后學(xué)習(xí)有關(guān)專業(yè)課程及進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。課程教學(xué)的基本要求 第一章要求掌握常用數(shù)制及其轉(zhuǎn)換，熟練掌握邏輯代數(shù)的基本公式和基本規(guī)則，掌握邏輯函數(shù)的公式化簡(jiǎn)法和圖形

6、化簡(jiǎn)法。 第二章要求掌握高、低電平與正、負(fù)邏輯的概念，了解二極管、三極管、MOS管的開(kāi)關(guān)特性，熟悉二極管與門和或門，三極管非門的電路結(jié)構(gòu)及工作原理；熟悉CMOS和TTL反相器的電路結(jié)構(gòu)工作原理，掌握其外特性和功能。掌握與門、或門、非門、與非門、或非門、與或非門、異或門、三態(tài)門、OC門、OD門、CMOS傳輸門的邏輯符號(hào)、邏輯功能。熟悉各種門電路的特點(diǎn)及使用方法。 第三章熟悉組合邏輯電路在電路結(jié)構(gòu)和邏輯功能上的特點(diǎn)，理解組合邏輯電路的描述方法。掌握組合電路的分析和設(shè)計(jì)方法，掌握編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、加法器、比較器等常用組合電路的功能及應(yīng)用。熟悉典型中規(guī)模集成組合邏輯器件的功能、應(yīng)用以及用中規(guī)

7、模集成器件實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)的方法。了解組合電路中的競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)成因及基本消除方法。 第四章熟悉觸發(fā)器的邏輯分類、功能和基本特點(diǎn)，理解各類觸發(fā)器的工作原理和動(dòng)作特點(diǎn)，掌握觸發(fā)器邏輯功能的描述方法，掌握RS、JK、D、T觸發(fā)器的邏輯符號(hào)，邏輯功能表示方法，觸發(fā)方式及觸發(fā)器間的相互轉(zhuǎn)換。了解觸發(fā)器的電氣特性，熟悉常用集成觸發(fā)器的特點(diǎn)和應(yīng)用。 第五章熟悉時(shí)序邏輯電路在電路結(jié)構(gòu)和邏輯功能上的特點(diǎn)、分類，理解時(shí)序邏輯電路邏輯功能的描述方法，掌握同步時(shí)序邏輯電路的分析方法和設(shè)計(jì)方法。熟悉計(jì)數(shù)器、寄存器、移位寄存器、順序脈沖發(fā)生器、序列信號(hào)發(fā)生器的功能、應(yīng)用。 第六章掌握脈沖電路的分析方法，掌握施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)

8、態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器典型電路的工作原理，熟悉555定時(shí)器的工作原理并掌握其典型應(yīng)用。 第七章熟悉存儲(chǔ)器的一般結(jié)構(gòu)和工作原理，了解各類ROM的存儲(chǔ)原理、讀寫(xiě)原理，了解RAM的特點(diǎn)、種類和SRAM的結(jié)構(gòu)及原理，掌握存儲(chǔ)單元、字、位、地址、地址單元等基本概念以及存儲(chǔ)器容量擴(kuò)展的一般方法，熟悉用存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)組合邏輯電路的原理和方法。 第八章掌握 D/A轉(zhuǎn)換器的基本工作原理、輸入與輸出關(guān)系的定量計(jì)算和A/D轉(zhuǎn)換器的主要類型（并聯(lián)比較型、逐次漸近型、雙積分型）工作過(guò)程和綜合性能比較，熟悉D/A轉(zhuǎn)換器和A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)及影響它們的主要因素。課程基本內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配邏輯代數(shù)基礎(chǔ) （10學(xué)時(shí)） 11概述1

9、2邏輯代數(shù)中的三種基本運(yùn)算13邏輯代數(shù)的基本公式和常用公式14邏輯代數(shù)的基本定理15邏輯函數(shù)及其表示方法16邏輯函數(shù)的公式化簡(jiǎn)法17邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡(jiǎn)法18具有無(wú)關(guān)項(xiàng)的邏輯函數(shù)及其化簡(jiǎn)門電路 （12學(xué)時(shí)） 21概述22半導(dǎo)體二極管和三極管的開(kāi)關(guān)特性23最簡(jiǎn)單的與、或、非門電路24TTL門電路25其他類型的雙極型數(shù)字集成電路26CMOS門電路27其他類型的MOS集成電路28TTL電路與CMOS電路的接口組合邏輯電路 （10學(xué)時(shí)） 31概述32組合邏輯電路的分析方法和設(shè)計(jì)方法33若干常用的組合邏輯電路34組合邏輯電路中的競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象觸發(fā)器 （6學(xué)時(shí)） 41概述42觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)與動(dòng)作特點(diǎn)43觸

10、發(fā)器的邏輯功能及其描述方法時(shí)序邏輯電路 （12學(xué)時(shí)） 51概述52時(shí)序邏輯電路的分析方法53若干常用的時(shí)序邏輯電路54時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法脈沖波形的產(chǎn)生和整形 （6學(xué)時(shí)） 61概述62施密特觸發(fā)器63單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器64多諧振蕩器65555定時(shí)器及其應(yīng)用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 （4學(xué)時(shí)） 71概述72只讀存儲(chǔ)器（ROM)73隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM)74存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展75用存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換 （4學(xué)時(shí)) 81.概述82.D/A轉(zhuǎn)換器83.A/D轉(zhuǎn)換器教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn)主要有：1、邏輯函數(shù)的表示方法及其化簡(jiǎn)；2、TTL門電路和CMOS門電路的基本工作原理和外特性;3、組合邏輯電路的分析、設(shè)計(jì)方法及其應(yīng)用；4、觸發(fā)器的動(dòng)作特點(diǎn)和邏輯功能的描述方法；5、同步時(shí)序邏輯電路的分析、設(shè)計(jì)方法及其應(yīng)用；6、脈沖電路的分析方法和555定時(shí)器原理、特點(diǎn)及其應(yīng)用；7、存儲(chǔ)器的基本工作原理、特點(diǎn)及應(yīng)用；8、D/A和A/D轉(zhuǎn)換器的基本工作原理。 教學(xué)難點(diǎn)主要有：1、TTL門電路的外特性；2、邏輯設(shè)計(jì)中的邏輯抽象；3、MSI器件的附加控制端的功能；4、各類電路結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器所具有的動(dòng)作特點(diǎn)；5、脈沖電路的波形分析方法；6、時(shí)序邏輯電路的時(shí)序關(guān)系；7、存儲(chǔ)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)8、D/A和A/D轉(zhuǎn)換器內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)和詳細(xì)工作過(guò)程。主要教學(xué)形式（方法） 1充分發(fā)揮課堂教學(xué)主渠道作用，由淺入深，循序漸進(jìn)，突出重點(diǎn)。