《数字电路》教学大纲
一、课程基本信息
课程编号：124006 英文名称：Digital Circuit
授课对象：本课程为通信工程、电子信息工程、计算机科学与技术、自动化专业本科学生必修课。
开课学期：第4学期
学分/学时：3学分 / 周学时为3学时，总学时为51学时 与相关课程的衔接：本课程的前续课程为“电路分析基础”、“线性电子线路”，后续课程为“微机原理及接口电路”、“通信原理”。 教学方式： (1)课堂讲授、课后自学等形式。（2）小型，实用的综合数字电路设计（书面形式）。
考核方式： 本课程为考试课程，作业与平时测验占总成绩的30％，期末闭卷考试，占总成绩的70％
课程简介：本课程是通信、电子、计算机科学与技术、自动化专业的一门重要的技术基础课程。它涉及数字技术中的基本原理、基本分析和设计方法，具有很强的工程实践性。其任务是：使学生掌握数字逻辑电路的一般分析和设计方法，同时了解数字电路在实际应用中的典型参数与特点。
二、课程教学目的和要求：
本课程的教学目的是：通过本课程的学习，使学生能掌握数字电子技术的基础理论、基本分析方法和基本测量技能和基本电路设计方法，培养学生的逻辑思维能力和综合运用数字电路理论分析和解决实际问题的能力，组织和从事数字电子电路实验的初步技能。了解数字电子技术的发展与应用，拓宽知识面，为以后的学习、创新和科学研究工作打下扎实的理论和实践基础。
通过本课程的学习，应达到以下基本要求：
(1) 掌握逻辑代数运算的基本规则，逻辑函数的化简 (代数,卡诺图)； (2) 掌握常用的组合逻辑部件及组合逻辑电路的设计方法； (3) 掌握常用的时序逻辑部件及时序逻辑电路的设计方法；
(4) 了解数字电路在实际应用中的特点,如TTL,CMOS,单稳态,多谐振荡器,施密特触发器,AD/DA转换器的典型参数与特点； (5) 可编程逻辑器件PLD的基本结构。
三、教学内容与学时分配：
1、第一章：逻辑代数基础（8学时） 第一节 概述
第二节 逻辑代数中的三种基本运算 第三节 逻辑代数的基本公式和常用公式 第四节 逻辑代数的基本定理 第五节 逻辑函数及其表示方法 第六节 逻辑函数的公式化简法 第七节 逻辑函数的卡诺图化简法
第八节 具有无关项的逻辑函数及其化简 重点内容：
一、数制与编码、逻辑代数的基本公式、常用公式和定理
二、逻辑函数的表示方法（真值表、逻辑式、逻辑图、波形图、卡诺图）及相互转换的方法
三、最小项和最大项的定义及其性质，逻辑函数的最小项之和和最大项之积的表示方法
四、逻辑函数的化简方法（公式化简法和卡诺图化简法）
五、无关项在化简逻辑函数中的应用
2、第二章：门电路（4学时） 第一节 概述
第二节 半导体和三极管的开关特性 第三节 最简单的与、或、非门电路 第四节 TTL门电路
第五节 其他类型的双极型数字集成电路 第六节 CMOS门电路
重点内容：晶体管TTL电路和MOS集成逻辑门电路
3、第三章：组合逻辑电路（10学时） 第一节 概述
第二节 组合逻辑电路的分析方法和设计方法 第三节 若干常用的组合逻辑电路 第四节 组合逻辑中的竞争与冒险现象
重点内容：组合电路的分析与设计和通用逻辑模块及其应用
4、第四章：触发器（4学时） 第一节 概述
第二节 触发器的电路结构与动作特点 第三节 触发器的逻辑功能及其描述方法 重点内容：
一、触发器的工作原理
二、触发器的不同电路结构及各自的动作特点
三、触发器的电路结构类型和逻辑功能类型之间的关系
5、第五章：时序逻辑电路（14学时） 第一节 概述
第二节 时序逻辑电路的分析方法 第三节 若干常用的时序逻辑电路 第四节 时序逻辑电路的设计方法 重点内容：
一、同步时序电路分析与设计、异步时序电路的分析
二、几种常见的中规模集成时序逻辑电路的逻辑功能和使用方法
6、第六章：脉冲波形的产生与整形（4学时） 第一节 概述
第二节 施密特触发器 第三节 单稳态触发器 第四节 多谐振荡器
第五节 555定时器及其应用 重点内容：
一、施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器电路的工作原理
二、555定时器的应用（组成施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器电路的接法，电路的定量计算）
7、第七章：半导体存储器（2学时） 第一节 概述
第二节 只读存储器(ROM) 第三节 随机存储器(RAM) 第四节 存储器容量的扩展
第五节 用存储器实现组合逻辑函数 重点内容：
一、存储器的分类、工作原理
二、存储器的扩展接法
三、用存储器设计组合逻辑电路的方法
8、第八章：可编程逻辑器件（2学时） 第一节 概述
第二节 可编程阵列逻辑(PLA) 第三节 通用阵列逻辑（GAL）
重点内容：PLD的分类及其各自的特点
9、第九章：数模和模数转换（3学时） 第一节 概述
第二节 D/A转换器 第三节 A/D转换器 重点内容：
一、权电阻型和倒T型D/A转换器的工作原理，输出电压的定量计算
二、A/D转换器的主要类型，基本工作原理，性能的比较
三、D/A和A/D转换器的转换精度和转换速度
四、作业、实践环节：
第一章的作业为数制与编码、逻辑代数基础及逻辑函数的简化；
第二章的作业为双极型三极管工作状态的计算、集成门电路的逻辑功能分析； 第三章的作业为组合电路的分析与设计和通用逻辑模块及其应用； 第四章的作业为触发器的应用及触发器之间的转换；
第五章的作业为同步时序电路分析与设计、异步时序电路的分析；
第六章的作业为施密特触发器的计算，单稳态电路的分析，多谐振荡器的分析计算，555定时器的应用；
第七章的作业为存储器的扩展接法、用存储器设计组合逻辑电路； 第八章的作业为分析PAL电路功能；
第九章的作业为A/D、D/A转换电路的基本原理和简单计算。
通过译码器、数据选择器、计数器等的验证性试验巩固所学过的理论知识，再通过小型综合设计试验培养学生对组合逻辑电路，时序逻辑电路的综合设计能力。实验由《电路与电子技术实验》和《EDA实验》课程单独开设。
五、教材：
阎石主编：《数字电子技术基础》（第四版），高等教育出版社，1998年
六、参考资料：
王毓银主编：《数字电路逻辑设计》，高等教育出版社，1999年 程震先，刘继华编：《数字设计电路与系统》 北京理工大学出版社出版1992年
