数字技术教学大纲

数字技术教学大纲 一、课程基本信息 课程学时：48学时（理论40学时，实验8学时） 课程简介：数字电路是电子应用技术专业的一门专业基础课程，阐述数字系统的基本原理和设计方法。通过本课程的学习，使使学生熟练掌握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，具有运用数字逻辑电路初步解决数字逻辑问题的能力。同时也为以后专业课程的学习以及从事数字电子技术领域的工作打下扎实的理论基础。 二、课程教育目标： 本课程的目的是使学生获得数字电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能，培养本科生在数字电子技术方面的分析、设计、综合与创新的能力。通过这门课程的学习和训练，达到掌握先进电子技术的目的。 三、理论教学内容 第一章 数字逻辑基础（4学时） 教学目的及要求：了解数字逻辑的基本知识，包括数字信号、数字电路及其特点，数制与数码、基本逻辑运算等内容。掌握各种数制之间的关系及相互转换规律；初步建立逻辑变量与逻辑函数的概念。 教学内容及学时分配： 1.1 数字电路与数字信号 1.2 数制 1.3 二进制数的算术运算 1.4 二进制代码 1.5 二值逻辑变量与基本逻辑运算 1.6 逻辑函数及其标识方法 教学难点：各种数制之间的关系及相互转换规律；逻辑变量与逻辑函数的概念。 教学重点：二、十六进制及与十进制的相互转换和8421码；常用编码。 第二章 逻辑代数（5学时） 教学目的及要求：了解逻辑代数的基本概念。掌握逻辑代数的公式、定理及逻辑函数的化简方法。熟练掌握逻辑函数的公式化简法、卡诺图化简法，逻辑函数的五种表示方法及相互之间的转换。 教学内容及学时分配： 2.1 逻辑代数 2.2 逻辑函数的卡诺图化简法 教学难点：最小项的表示和定义、逻辑函数的的公式、图形化简法。 教学重点：公式、定理、规则的正确应用，逻辑函数化简的准确性。 第三章 逻辑门电路(4学时) 教学目的及要求：理解二极管、BJT的开关特性；了解TTL和CMOS两类集成门电路的逻辑功能和外部特性，了解它们的内部结构和工作原理。了解基本逻门、三态门、OC门的逻辑功能，逻辑门的主要参数及其在应用中的接口问题；掌握OC门、三态门及CMOS传输门的功能及工作特点。 教学内容及学时分配： 3.1 MOS逻辑门电路 3.2 TTL辑门电路 3.3 射极耦合逻辑门电路 3.4 砷化镓逻辑门电路 3.5 逻辑描述中的几个问题 教学难点：集成门电路内部结构和工作原理。 教学重点：TTL门和CMOS门的逻辑功能、特性参数和使用方法；OC门、三态门及CMOS传输门的功能及特点。 第四章 组合逻辑电路(10学时) 教学目的及要求：熟练掌握组合逻辑电路的分析与设计方法。了解组合逻辑电路的竞争-冒险现象产生原因和基本消除措施。熟悉常用组合逻辑器件的逻辑功能，熟练掌握逻辑电路的分析与设计的方法，能够根据给定集成器件的功能表设计相应的功能电路。了解PLD的结构、表示方法及分类。 教学内容及学时分配： 4.1 组合逻辑电路的分析 4.2 组合逻辑电路的设计 教学难点：逻辑电路的分析和设计方法。逻辑功能定义，列写真值表。 教学重点：组合逻辑电路的设计。常用中规模集成器件(编码器、译码器、数字显示译码器、数据选择器、数值比较器、加法器等)的逻辑功能和使用方法；运用集成器件功能表设计相应的功能电路。 第五章 锁存器和触发器(6学时) 教学目的及要求：掌握RS、JK、D、T触发器的逻辑功能及描述方法；理解基本RS、同步RS、主从、边沿触发器的动作特征，CMOS触发器的逻辑功能及动作特征，RS、JK、D、T触发器之间功能的相互转换；了解基本RS触发器，同步RS触发器，主从触发器，边沿触发器的电路结构，了解触发器的脉冲工作特性和集成触发器的主要参数。 教学内容及学时分配： 5.1 双稳态存储单元电路 5.2 锁存器 5.3 触发器的电路结构和工作原理 5.4 触发器的逻辑功能 教学难点：各类触发器及锁存器电路结构形式、触发方式与逻辑功能。 教学重点：SR触发器、JK触发器、T触发器和D触发器的特性方程、逻辑功能和触发方式；各触发器的电路结构、工作原理和触发方式。 第六章 时序逻辑电路(10学时) 教学目的及要求：掌握同步、异步时序逻辑电路的分析方法，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设计方法、步骤。了解二进制计数器、BCD码十进制计数器、移位寄存器、的逻辑功能及其应用。掌握用MSI器件设计N进制计数器的方法；理解常用时序逻辑功能器件的电路组成及工作原理；了解时序逻辑电路的结构及特点。 教学内容及学时分配： 6.1 时序逻辑电路的基本概念 6.2 同步时序逻辑电路的分析 6.3 同步时序逻辑电路的设计 6.4 异步时序逻辑电路的分析 教学难点：同步时序逻辑电路的设计。异步时序电路的分析。计数器电路设计。 教学重点：同步时序逻辑电路的分析与设计，异步时序逻辑电路的分析。典型时序逻辑集成电路（移位寄存器、计数器）的分析和设计。 第七章 脉冲波形的变换与产生（6学时） 教学要求：了解多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器的工作原理，了解波形分析法和参数计算以及基本应用等；熟悉555定时器工作原理，掌握由它组成的典型电路的工作原理、电路元件参数的计算等。 教学内容及学时分配： 7.1 多谐振荡器 7.2 单稳态触发器 7.3 施密特触发器 7.4 555定时器及其应用 教学难点：多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器的工作原理，555定时器工作原理。教学重点：555定时器的电路结构和工作原理, 组成单稳、多谐、施密特触发器的方法, 外接元件参数的计算方法；集成单稳电路的原理、功能和应用以及用门电路和石英晶体组成的多谐振荡器。 第八章 数模与模数转换器（3学时） 教学要求：了解倒T电阻网络D/A转换器工作原理，了解其他类型的D/A转换器的工作原理。了解典型A/D转换的一般工作过程，了解其他类型的A/D转换器。 教学内容及学时安排： 8.1 D/A转换器 8.2 A/D转换器 教学难点：D/A转换器的工作原理。 教学重点：典型集成D/A转换器和A/D转换器的主要性能指标和使用方法。 四、实践教学内容 1、实验的目的与任务：数字电路课程实验是电气信息类专业的教学计划一门必修专业基础课程。主要是使学生掌握数字电路实验基本技能，巩固和加深理论知识。通过实验提高学生解决问题和分析问题的能力，并提高学生创新意识。 2、实验的基本要求：实验要求学生掌握《数字电路》的基本理论知识,了解实验所需的基本仪器设备的使用方法，理解实验相关的基本理论知识，训练学生实验应具备的能力标准。 3、学生要求达到的能力标准: （1） 常用电子仪器的使用方法，并了解这些仪器仪表的基本原理； （2） 能识别和正确使用各种电子元器件、集成芯片、并掌握这些元件的测试方法； （3） 了解设计、安装、调试的全过程； （4） 能简明扼要地用实验测试所得的结果分析说明实验所证明的问题； （5） 培养学生独立设计实验和综合实验的能力。 五、教学手段 ....采用多媒体课件与板书相结合的教学方法。 六、考核方式及成绩评定 考核方式：考试 成绩评定：百分制，平时成绩40%、实验成绩20%，期末考试成绩40%。