《数字电路》教学大纲(04)
英文名称:Digital Electronic Technology 学 分:4学分 学 时:64学时 理论学时:50学时 实验学时:14学时 先修课程:电路分析、低频电子线路
适用专业:电子信息工程专业、电子信息科学与技术专业
教学目的:
使学生在学完普通物理、电路分析基础等课程的基础上,系统地学习数字电子技术的基础理论、基本概念和基本方法,掌握数字电路设计的理论和方法,为今后深入学习数字电子技术领域的内容,以及为数字的技术在专业中的应用打好基础。
教学要求:
深刻理解数字电路的基本理论、基本概念和基本方法,熟练掌握数字逻辑电路与系统的分析方法,加强实践环节,使学生接受严格和系统的实验操作训练,提高学生使用仪器、测试电路和排除电路故障的能力,具备正确运用数字集成电路的能力。
教学内容:
第一章 制数、码制与半导体器件开关运用特性 (2学时) 1. 数制
2. 带符号数的代码表示 3. 数的定点表示与浮点表示 4. 数码和字符的代码 5. 半导体器件的开关特性
基本要求:
熟知数制与码制的概念、表示方法、性质及相互转换,掌握二极管、三极管MOS管的开关运用特性。
重 点:
二极管、三极管、MOS管的开关运用特性。 难 点:
MOS管的开关运用特性。
第二章 逻辑代数基础 (4学时) 1. 逻辑代数的基本概念 2. 逻辑代数的基本定理及规则 3. 逻辑函数表达式的形式与变换 4. 逻辑函数的化简
基本要求:
深刻理解逻辑代数的基本概念,基本定理和规则,及逻辑函数的表示形式,熟练掌握化简逻辑函数的表示方法——公式法和图形法。 重 点:
逻辑代数的基本定理和规则,逻辑代数的化简。 难 点:
逻辑函数的代数化简法。
第三章 逻辑门电路 (4学时) 1. 基本逻辑门电路 2. 集成逻辑门电路 3. TTL与CMOS电路的连接
基本要求:
熟知基本逻辑门电路以及集成逻辑门电路工作原理和外特性,熟练掌握TTL与非门及其它功能的TTL、CMOS逻辑门。
重 点:
TTL与非门及其它功能的TTL门 ,MOS反相器及逻辑门、CMOS反相器及逻辑门。 难 点:
TTL门和OC门的使用区别,三态门的特点。
第四章
组合逻辑电路 (8学时) 1. 组合逻辑电路的分析 2. 组合逻辑电路的设计 3. 典型组合逻辑电路设计 4. 组合逻辑电路的险象
基本要求:
熟练掌握组合逻辑电路的分析方法,深刻理解全加器、代码转换、数值比较、译码、数据选择、数据分配、奇偶检测等典型电路的概念和功能,掌握它们的分析和设计方法。
重 点:
组合逻辑电路的分析,组合逻辑电路的设计,译码电路、数据选择电路。 难 点:
组合逻辑电路的分析和设计方法。
第五章
触发器 (6学时) 1. 基本触发器
2. 几种常用的钟控触发器 3. 不同类型钟控触发器的相互转换 4. 集成触发器的主要参数
基本要求:
深刻理解触发器的性质,熟练掌握其功能,理解触发器的结构,熟练其触发方式,了解触发器的参数。
重 点:
触发器的逻辑功能、时钟触发器的触发方式。 难 点: 触发器的触发方式。 第六章 时序逻辑电路 (8学时) 1. 同步时序逻辑电路
同步时序逻辑电路的分析;同步时序逻辑电路的设计;典型同步时序逻辑电路设计举例 基本要求:
熟练掌握时序逻辑电路的分析方法和设计方法,深刻理解计数器、寄存器、序列检测器等典型的时序逻辑电路的概念和功能。掌握它们分析和设计方法。
重 点:
同步时序逻辑电路的分析和设计方法,计数器,寄存器。 难 点:
时序逻辑电路的设计方法、分析和作时序波形图。
第七章 采用大、中规模集成电路的逻辑设计 (8学时) 1. 译码器 2. 多路选择器 3. 二进制并行加法器 4. 数值比较器 5. 计数器 6. 寄存器
7. 大规模逻辑器件及其应用
基本要求:
深刻理解几种常见的中规模集成电路(译码器、多路选择器、数值比较器、加法器、寄存器、计数器)的外部特性和逻辑功能,了解可编程逻辑器件的基本类别、电路结构和工作原理、熟练应用中、大规模集成电路进行逻辑电路设计。
重 点:
译码器、串路选择器、数值比较器、寄存器、计数器、只读存储器ROM、可编程逻辑阵列的应用。
难 点:
中规模逻辑芯片的应用。
第八章 脉冲的产生和整形 (6学时) 1. 555定时器 2. 施密特滋发器 3. 单稳态触发器 4. 多谐振荡器
基本要求:
深刻理解555定时器的电路组成和功能,熟练掌握施密特触发器、单稳态触发器及多谐振荡器电路构成及其应用。
重 点:
施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器。 难 点:
用555定时器构成的单稳、多谐、施密特电路的波形和参数计算。 第九章 数/模和模/数转换 (4学时) 1. 数/模转换器DAC 2. 模/数转换器ADC 基本要求:
理解数模转换器的基本概念,熟练掌握权电阻求和网络DAC和R-2R梯形电阻网络DAC的电路形式和工作原理,掌握R-2R倒梯形电路网络DAC的电路形式和工作原理,理解模数转换器的组成及一些基本概念,掌握并行比较器ADC,双积分裂ADC,逐次比较型ADC的电路形式和工作原理,了解电压频率转换器VFC的电路形式和工作原理。
重 点:
权电阻求和网络DAC和R-2R梯形电阻网络DAC以及并行比较ADC。 难 点:
权电阻求和网络DAC和R-2R梯形电阻网络DAC以及并行比较ADC。
实验教学:
1. 基本门电路的逻辑功能及验证 (2学时) 验证性实验
基本要求:
熟悉双踪示波器的使用,熟悉TTL与非门外形和管脚引线排列,加深对与非门逻辑功能的认识。熟悉数字电路实验箱。 重 点:
门逻辑功能的验证和分析。 难 点:
门逻辑功能的验证和分析。
2. 半加器和全加器 (2学时) 验证性实验
基本要求:
熟知半加器和全加器逻辑功能及其使用方法,掌握中规模组合逻辑电路的设计方法。 重 点:
电路逻辑功能的验证和电路的设计。 难 点:
电路设计和实验过程中电路故障的排除。
3. 集成触发器及其应用 (2学时) 验证性实验
基本要求:
掌握触发器的功能及使用方法,学习简单时序电路设计。 重 点:
触发器功能测试,简单时序电路设计。 难 点:
时序分析和波形测量分析。
4. 计数器及其应用 (2学时) 验证性实验
基本要求:
掌握同步和异步计数器的设计步骤。 重 点:
计数器的设计和逻辑分析。 难 点:
时序电路的设计和信号分析测量。
5.555定时器及其典型应用 (2学时) 验证性实验
基本要求:
熟知555定时器的基本功能。掌握555定时器的应用,进一步提高使用示波器观察示波形和测量时间参数的能力。
重 点:
用555定时器构成多谐振荡器和施密特触发器。 难 点:
振荡器和施密特触发器的构成,用示波器进行波形的测量和分析。
6. 抢答电路设计实验 (4学时) 设计性实验
基本要求:
熟悉数字组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计方法、调试方法,进一步的掌握集成芯片的应用。
重 点: 芯片的应用和调试。 难 点:
综合电路的设计和芯片应用。
参考教材:
1.康华光 电子技术基础(数字部分)(第四版) 高等教育出版社 2000 2.李士雄 数字集成电子技术教程 高等教育出版社 1998 3.阎石 数字电子技术基础(第四版) 高等教育出版社 2000 4.欧阳星明主编 数字系统逻辑设计 电子工业出版社 2003 5.Alan B.Marcovitz Introduction to logic design.Publishing House of Electronics industry 2003
执笔人:包亚萍