《数字电子技术基础》课程教学大纲
课程编号：242018
课程名称：数字电子技术基础
英文名称：Fundamentals of Digital Electronics 课程类型: 专业基础课
总 学 时：93 讲课学时：72 实验学时：21 学 时：93 学 分：5
适用对象: 电子信息工程，通信工程
先修课程：《电路基础》《模拟电子技术基础》
一、课程性质、目的和任务
数字电子技术基础是信息类学科的一门重要的基础课。通过本课程的学习，使学生熟悉数字电路的基础理论知识，理解基本数字逻辑电路的工作原理，掌握数字逻辑电路的基本分析和设计方法，具有应用数字逻辑电路，初步解决数字逻辑问题的能力，为以后学习有关专业课程及进行电子电路设计打下坚实的基础。
二、教学基本要求
本课程主要讲述数字电路基本理论、基本知识、基本技能，以中规模集成逻辑器件为学习重点。学完本课程应达到以下基本要求：
1．了解各种门电路的基本结构，工作原理及外部特性，对各类数字逻辑门电路，特别是集成逻辑门电路有较系统地完整认识。
2．熟练掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路、脉冲波形电路分析和设计的基本方法，能正确运用逻辑函数、卡诺图、状态转换图、真值表、波形图、时序图等方法对数字电路功能进行分析和计算。
3．掌握常用的编码器、译码器、数据选择器、加法器、比较器、计数器、寄存器、移位寄存器、顺序脉冲发生器、序列信号发生器、施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器等中规模集成逻辑器件功能、应用以及用中规模集成器件解决一定的实际问题。
4．了解存储器、可编程逻辑器件的一般结构和工作原理，熟悉用存储器、可编程逻辑器件设计逻辑电路的原理和方法。
5．掌握几种A/D、D/A转换器电路结构和工作原理，熟悉输入与输出关系的定量计算及主要技术指标及影响它们的主要因素。
6．掌握典型数字电路的设计、安装及测试技能，并能熟练运用示波器、信号发生器、万用表电压表、数字电路实验仪等各种实验仪器，培养学生能够在理论的指导下熟练地利用逻辑思维方式进行实验现象的分析和实验故障排除的能力。。
7．了解当前电子技术新的分析方法及设计方法及可编程逻辑器件性能和设计理念，通过对可编程器件的自行设计制作，拓展学生视野。
三、教学内容及要求
1．逻辑代数基础：要求掌握常用数制及其转换，熟练掌握逻辑代数的基本公式和基本规则，掌握逻辑函数的公式化简法和图形化简法。
2．门电路：要求掌握高、低电平与正、负逻辑的概念，了解二极管、三极管、MOS管的开关特性，熟悉二极管与门和或门，三极管非门的电路结构及工作原理；熟悉CMOS和TTL反相器的电路结构工作原理，掌握其外特性和功能。掌握与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门、三态门、OC门、OD门、CMOS传输门的逻辑符号、逻辑功能。熟悉各种门电路的特点及使用方法。
3．组合逻辑电路：熟悉组合逻辑电路在电路结构和逻辑功能上的特点，理解组合逻辑电路的描述方法。掌握组合电路的分析和设计方法，掌握编码器、译码器、数据选择器、加法器、比较器等常用组合电路的功能及应用。熟悉典型中规模集成组合逻辑器件的功能、应用以及用中规模集成器件实现组合逻辑函数的方法。了解组合电路中的竞争冒险成因及基本消除方法。
4．触发器：熟悉触发器的逻辑分类、功能和基本特点，理解各类触发器的工作原理和动作特点，掌握触发器逻辑功能的描述方法，掌握RS，JK，D，T触发器的逻辑符号，逻辑功能表示方法，触发方式及触发器间的相互转换。了解触发器的电气特性，熟悉常用集成触发器的特点和应用。
5．时序逻辑电路：熟悉时序逻辑电路在电路结构和逻辑功能上的特点、分类，理解时序逻辑电路逻辑功能的描述方法，掌握同步时序逻辑电路的分析方法和设计方法。熟悉计数器、寄存器、移位寄存器、顺序脉冲发生器、序列信号发生器的功能、应用。
6．脉冲信号的产生和整形：掌握脉冲电路的分析方法，掌握施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器典型电路的工作原理，熟悉555定时器的工作原理并掌握其典型应用。
7．存储器：熟悉存储器的一般结构和工作原理，了解各类ROM的存储原理、读写原理，了解RAM的特点、种类和SRAM的结构及原理，掌握存储单元、字、位、地址、地址单元等基本概念以及存储器容量扩展的一般方法，熟悉用存储器设计组合逻辑电路的原理和方法。
8．可编程逻辑器件：熟悉可编程逻辑器件的基本阵列结构和工作原理，了解各类CPLD工作模式和逻辑组态原理及输入输出单元，熟悉现代可编程逻辑电路与数字逻辑设计的发展趋势。
9．数-模和模-数转换：掌握 D/A转换器的基本工作原理、输入与输出关系的定量计算和A/D转换器的主要类型（并联比较型、逐次渐近型、双积分型）工作过程和综合性能比较，熟悉D/A转换器和A/D转换器的主要技术指标及影响它们的主要因素。
四、所含实践环节
（一）实验
电机实验安排在电机课程内，开设7个实验：
1．常用仪器的使用及逻辑门的功能测试 3学时 2．组合电路设计实验 3学时 3．译码显示电路功能测试 3学时 4．触发器逻辑功能测试及相互转换 3学时 5．集成计数器的功能测试 3学时 6．555定时器应用 3学时 7．电子钟（秒表）设计 3学时 （二）选做的实验
1．D/A转换器、A/D转换器 2．GAL实验
3．三位数字频率计的设计 4．简易计算器的设计 5．三人抢答器
五、课外习题及课程讨论
为达到本课程的教学基本要求，课外习题（包括自测题）不应少于90题。 作业按教材习题布置，巩固和加深理解课堂教学中的基本概念和基本理论。
六、教学方法与手段
多媒体技术和计算机辅助设计技术相结合，按照逻辑解题思路来设计课堂内容。充分展现数字电路课程实践性强的特点。