《數(shù)字電路與系統(tǒng)》教學(xué)大綱

PAGEPAGE3數(shù)字電路與系統(tǒng)（學(xué)分4，學(xué)時(shí)53+7）一、課程的性質(zhì)和任務(wù)《數(shù)字電路與系統(tǒng)》是電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)基礎(chǔ)課，是該專業(yè)類(lèi)學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握數(shù)字系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)原理、數(shù)字通訊、數(shù)字控制等方面知識(shí)的入門(mén)課程。本課程從應(yīng)用角度出發(fā)，學(xué)習(xí)數(shù)字電路的常用集成器件原理、符號(hào)、功能，以及由常用器件組成的組合電路、時(shí)序電路的分析和設(shè)計(jì)方法，進(jìn)而分析和設(shè)計(jì)由中規(guī)模乃至大規(guī)模集成電路組成的數(shù)字系統(tǒng)。同時(shí)也涉及了各種數(shù)字電路和系統(tǒng)，建立數(shù)字系統(tǒng)的整體概念，為使學(xué)生以后具有用硬件和軟件設(shè)計(jì)中、大規(guī)模數(shù)字系統(tǒng)的能力打下基礎(chǔ)。二、課程內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配（一）數(shù)字邏輯基礎(chǔ)2學(xué)時(shí)1.數(shù)字電路2.數(shù)制3.數(shù)制間的轉(zhuǎn)換4.代碼5.帶符號(hào)的二進(jìn)制數(shù)教學(xué)要求：掌握二進(jìn)制、八進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)的計(jì)數(shù)規(guī)律及相互轉(zhuǎn)換；掌握原碼、反碼、補(bǔ)碼以及帶符號(hào)的二進(jìn)制數(shù)的表示方法；了解數(shù)字系統(tǒng)的有關(guān)概念；了解BCD碼與十進(jìn)制數(shù)的關(guān)系及各自特點(diǎn)，以及格雷碼的作用、特點(diǎn)和編碼的原理。（二）邏輯門(mén)電路3學(xué)時(shí)1.邏輯門(mén)電路介紹2.半導(dǎo)體二極管和三極管的開(kāi)關(guān)特性3.分立器件門(mén)電路4.集成邏輯門(mén)電路5.MOSFETs教學(xué)要求：掌握高、低電平與正、負(fù)邏輯的概念；掌握二極管、三極管、MOS管的開(kāi)關(guān)特性；掌握CMOS和TTL反相器電氣特性和功能；掌握與門(mén)、或門(mén)、非門(mén)、與非門(mén)、或非門(mén)、與或門(mén)、與或非門(mén)、異或門(mén)、同或門(mén)、三態(tài)門(mén)、OC門(mén)、CMOS傳輸門(mén)的邏輯符號(hào)、邏輯功能；了解二極管與門(mén)和或門(mén)，三極管非門(mén)的電路結(jié)構(gòu)及工作原理；了解CMOS和TTL反相器的電路結(jié)構(gòu)工作原理。（三）邏輯代數(shù)基礎(chǔ)9學(xué)時(shí)1．邏輯代數(shù)的運(yùn)算法則2．邏輯函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)形式3．邏輯函數(shù)的公式化簡(jiǎn)法4.邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡(jiǎn)法教學(xué)要求：掌握邏輯代數(shù)的公理、定理及重要規(guī)則；掌握邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡(jiǎn)法和卡諾圖化簡(jiǎn)法；了解邏輯函數(shù)表達(dá)式的不同形式與變換；了解邏輯代數(shù)中有關(guān)邏輯變量，邏輯運(yùn)算、邏輯函數(shù)、最小項(xiàng)和最大項(xiàng)等基本概念。（四）組合邏輯電路7學(xué)時(shí)1．組合邏輯電路的分析2.組合邏輯電路的設(shè)計(jì)3．編碼器4.譯碼器5.數(shù)據(jù)選擇器6.數(shù)值比較器7.加法電路教學(xué)要求：掌握組合邏輯電路分析和設(shè)計(jì)的基本方法；掌握運(yùn)用邏輯代數(shù)這一數(shù)學(xué)工具，借助真值表，卡諾圖等對(duì)各種設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行邏輯描述和簡(jiǎn)化，并挑選合適的邏輯門(mén)電路完成滿足設(shè)計(jì)要求的電路設(shè)計(jì)；了解組合邏輯電路的定義、結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)；掌握幾種特定電路（編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、比較器和加法器）的性質(zhì)和應(yīng)用。（五）觸發(fā)器11學(xué)時(shí)1．基本RS觸發(fā)器2．時(shí)鐘觸發(fā)器3．主從觸發(fā)器4．邊沿觸發(fā)方式5．觸發(fā)器的轉(zhuǎn)換教學(xué)要求：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RS，JK，D，T觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)，工作原理；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。（六）時(shí)序邏輯電路9學(xué)時(shí)1．時(shí)序邏輯電路的基本概念2．同步時(shí)序邏輯電路的一般分析方法3．同步時(shí)序電路的設(shè)計(jì)4．計(jì)數(shù)器5．寄存器教學(xué)要求：掌握時(shí)序電路的特點(diǎn)、分類(lèi)、功能描述方法，時(shí)序電路的基本分析和設(shè)計(jì)方法；掌握同步、異步計(jì)數(shù)器的工作原理，常用中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器的功能、應(yīng)用以及用中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成N進(jìn)制計(jì)數(shù)器的方法。（七）脈沖波形的產(chǎn)生與變換3學(xué)時(shí)1．555定時(shí)器2．555定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器3．單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器4．多諧振蕩器教學(xué)要求：掌握555定時(shí)器，施密特、單穩(wěn)態(tài)、多諧的電路結(jié)構(gòu)，工作原理，功能、特點(diǎn)和應(yīng)用。（八）數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換5學(xué)時(shí)1．概述2．?dāng)?shù)模轉(zhuǎn)換電路3．集成DAC4．AD數(shù)模轉(zhuǎn)換器教學(xué)要求：掌握D/A，A/D轉(zhuǎn)換器的基本原理及倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器，逐次漸近型、雙積分型和并聯(lián)比較型A/D轉(zhuǎn)換器輸出量和輸入量間的定量關(guān)系，主要特點(diǎn)及參數(shù)。（九）半導(dǎo)體存儲(chǔ)器及可編程邏輯器件4學(xué)時(shí)1．隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）2．只讀存儲(chǔ)器（ROM）教學(xué)要求：了解半導(dǎo)體存貯器的分類(lèi)、ROM和RAM的基本結(jié)構(gòu)、原理和工作性質(zhì)；掌握RAM的容量擴(kuò)展，了解RAM和ROM的應(yīng)用。三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與基本要求（7學(xué)時(shí)）1．基本邏輯門(mén)電路的邏輯功能測(cè)試1學(xué)時(shí)2．卡諾圖化簡(jiǎn)法練習(xí)1學(xué)時(shí)3．全加器的虛擬實(shí)驗(yàn)1學(xué)時(shí)4．觸發(fā)器的虛擬實(shí)驗(yàn)1學(xué)時(shí)5．時(shí)序邏輯電路的虛擬實(shí)驗(yàn)1學(xué)時(shí)6．定時(shí)器虛擬實(shí)驗(yàn)1學(xué)時(shí)7．DA轉(zhuǎn)換虛擬實(shí)驗(yàn)1學(xué)時(shí)教學(xué)要求：加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)生的工程素質(zhì)和動(dòng)手能力的培養(yǎng)。采用現(xiàn)場(chǎng)模擬教授實(shí)驗(yàn)的方式，使網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)生具備數(shù)字電路設(shè)計(jì)和安裝，并能使用電子儀器進(jìn)行調(diào)試的技能，培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)生獨(dú)立思考和實(shí)際動(dòng)手能力，具備自行設(shè)計(jì)、搭試、檢查與排除故障、分析與綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力。四、教學(xué)活動(dòng)及方法的基本要求本課件的教學(xué)采取教師講授、實(shí)踐教學(xué)和總