《數(shù)字電子技術B》課程教學大綱（本科）

1、數(shù)字電子技術B（Digital Electronics B ）課程編號：05410041學 分：2.5學 時：40 （其中：講課學時：34實驗學時：6上機學時：0課程實踐學時：0） 先修課程：大學物理、電路、模擬電子技術適用專業(yè)：機械電子工程教 材：數(shù)字電子技術，成立主編，機械工業(yè)出版社，2016年第3版一、課程性質與課程目標（一）課程性質數(shù)字電子技術是機械電子工程專業(yè)的技術基礎課。該課程具有自身的體系，實踐性 和實用性都很強。它的任務是使該專業(yè)本科生獲得電子技術方面的基本理論、基本知識 和基本技能，為今后深入學習應用機械電子工程專業(yè)夯實基礎。本課程既培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，又使得學

2、生能夠具備實踐能力，能 夠對各類機械電子工程中的儀器、裝置設計電子線路，進行分析，參數(shù)安排、計算與設 計。本課程重視理論與實際的結合，通過單開實驗課程、后續(xù)綜合課程設計結合培養(yǎng)學 生的綜合能力，特別是可以讓學生建立系統(tǒng)的觀念、聯(lián)系發(fā)展的觀念，工程和創(chuàng)新的觀 念，繼而培養(yǎng)起科學的思維方式和不斷進取的精神。本課程主要介紹數(shù)字電子技術的基本原理、基本數(shù)字單元電路構成，各種數(shù)字邏輯 電路和系統(tǒng)計算、分析和設計，著重介紹數(shù)字電路基礎，邏輯門電路，組合邏輯電路， 集成觸發(fā)器，時序邏輯電路等內容。（二）課程目標1知識方面課程目標1.1 了解數(shù)字電路中的半導體器件原理知識；課程目標1.2掌握數(shù)字邏輯的基礎知識

3、（重點掌握計數(shù)制與碼制、邏輯代數(shù)基礎和 邏輯函數(shù)的化簡、邏輯函數(shù)的建立及其表示；課程目標1.3集成邏輯門種類、原理、內部結構認識及其參數(shù)的含義；課程目標1.4組合邏輯電路的編碼器、譯碼器、數(shù)據選擇器、運算器、比較器的認 識和運用;課程目標1.5各類觸發(fā)器原理、動作特點及邏輯方程式。課程目標1.6時序邏輯電路分析步驟，各類寄存器和計數(shù)器的結構原理和設計方 法；2能力與素質方面課程目標2.1具有能夠針對工程設計具體，把實際應用問題轉換為邏輯表達的各種 形式進行分析的初步建模能力；課程目標2.2能夠熟練對SSI、MSI電路的進行分析、電路安裝、維護、調試，增 加擴展功能；課程目標2.3對機械電子工程

4、領域的數(shù)字儀器、儀表認知與運用，信號檢測、變 換，數(shù)字信號分析處理；課程目標2.4對機械電子工程領域的計算機運用提供基礎知識；課程目標2.5逐步培養(yǎng)學生的邏輯思維能力、判斷和歸納能力。注：工程類專業(yè)通識課程的課程目標應覆蓋相應的工程教育認證畢業(yè)要求通用標準；二、課程內容與教學要求第一章數(shù)字電路基礎本章支持課程目標1.1： 了解數(shù)字電路中的半導體器件；1.2掌握數(shù)字邏輯的基礎 知識（重點掌握計數(shù)制與碼制、邏輯代數(shù)基礎和邏輯函數(shù)的化簡、邏輯函數(shù)的建立及其 表示。（一）課程內容.數(shù)字電路概述和計數(shù)制與碼制。.邏輯代數(shù)基礎和邏輯函數(shù)的化簡。（板書結合多媒體講授，實例鞏固）。.邏輯函數(shù)的建立及其表示方法

5、。（板書結合多媒體講授，實例鞏固）。.數(shù)字電路中的半導體器件（板書結合多媒體講授，輔助動畫及軟件模擬演示）。（二）教學要求.知會數(shù)字信號和模擬信號的區(qū)別，了解數(shù)字電子技術和模擬電子技術研究對象與 基本任務。.熟練掌握二、十六進制數(shù)及其與十進制數(shù)之間的相互轉換。.掌握數(shù)制和碼制、常用的BCD碼。.理解8421碼、余3碼、5421碼和格雷碼；8421碼、余3碼、5421碼與十進制 數(shù)之間的轉換關系。.熟練掌握邏輯代數(shù)的基本定律及定理，會用公式法化簡或變換邏輯函數(shù)。.正確理解邏輯問題的描述方法（有4種）：邏輯函數(shù)表達式、真值表、卡諾圖及 邏輯電路圖；.理解2、3及4變量邏據函數(shù)的最小項及其性質；.會

6、用卡諾圖法化簡2、3及4變量的邏輯函數(shù)（包括含無關項邏輯函數(shù)的化簡）。.掌握半導體器件：二極管（VD）、穩(wěn)壓管（VDz）,雙極型晶體管（BJT）的結構 組成、工作原理、伏安特性及其主要參數(shù)。.理解單極型晶體管（FET）的結構組成、工作原理、伏安特性及其主要參數(shù)（三）重點與難點.重點邏輯和邏輯代數(shù)的定義，基本運算，化簡，邏輯函數(shù)的建立。.難點邏輯代數(shù)公式法和卡諾圖化簡。第二章邏輯門電路本章支持課程目標：1.3集成門種類、觸發(fā)器種類硬件認識及其電氣參數(shù)的含義。（-）課程內容.基本邏輯和基本邏輯門電路、特點。. TTL邏輯門電路。. CMOS邏輯門電路。.幾種集成門電路的性能比較.邏輯門電路使用中的

7、幾個問題。（二）教學要求.正確理解CMOS門電路的邏輯功能和使用方法（包括CMOS反相器、CMOS或 非門、CMOS與非門和TG門）。應知：各種CMOS門電路的性能特點以及它們的輸出高電平約為Vdd,輸出低電平 約為0V。.熟練掌握TTL與非門、或非門、與或非門、OC門、異或門、同或門和三態(tài)門的 邏輯功能和使用方法。.掌握給出輸入波形圖，會畫與門、或門、非門、與非門、或非門、異或門、同或 門電路的輸出波形圖。應知：TTL門輸入端懸空相當于接高電平；TTL與非門的閾值電壓為1.4V； TTL 與非門的高電平為3.6V,低電平為0.3V； TTL與非門的開門電阻和關門電阻的大小。. 了解常用的兒種

8、集成門電路的性能比較。（三）重點與難點.重點與門、或門、非門、與非門、或非門、異或門、同或門輸入輸出邏輯關系。.難點TTL電氣參數(shù)的理解（電壓傳輸特性、扇出數(shù)、開門電阻Ron和關門電阻Roff）。第三章組合邏輯電路本章支持課程目標14組合邏輯電路的編碼器、譯碼器、數(shù)據選擇器、運算器、 比較器的認識和運用；（一）課程內容組合邏輯電路概述。SSI組合邏輯電路的分析。SSI組合邏輯電路的設計。MSI組合邏輯電路的分析。MSI組合邏輯電路的設計。組合邏輯電路的綜合應用例。（二）教學要求.掌握列寫組合邏輯電路的輸出邏輯表達式。方法:從輸入級到輸出級逐級列寫。 會填寫組合邏輯電路的真值表；能準確說出所分析

9、的組合邏輯電路的邏輯功能。.掌握使用SSI進行設計，完成功能性邏輯電路的小系統(tǒng)設計。.熟練掌握MSI組合邏輯電路芯片的邏輯功能及其使用方法。.掌握使用常用的集成組合邏輯器件MSI進行設計，完成功能性邏輯電路的小系 統(tǒng)設計。（三）重點與難點.重點SSI電路分析和設計，MSI電路分析和設計。.難點集成芯片的功能與真值表理解,。第四章集成觸發(fā)器章支持課程目標1.3：觸發(fā)器種類功能及其硬件認識。（一）課程內容.觸發(fā)器概述。.基本RS觸發(fā)器。.時鐘觸發(fā)器。. T觸發(fā)器和T觸發(fā)器。.主從型觸發(fā)器的結構，阻塞維持型觸發(fā)器的結構。（二）教學要求.熟練掌握基本RS觸發(fā)器、主從JK觸發(fā)器（包括邊沿JK觸發(fā)器）和維

10、持.阻塞 D觸發(fā)器的邏輯功能、觸發(fā)方式、特性方程及其動作特點。要求：給出一、二個 觸發(fā)器組成的電路及其輸入波形，能畫出其輸出波形圖。.正確理解邊沿JK觸發(fā)器、T觸發(fā)器、T觸發(fā)器和維持-阻塞D觸發(fā)器的邏輯功 能、觸發(fā)方式、特性方程及其在時序邏輯電路中的應用。. 了解同步RS觸發(fā)器的空翻現(xiàn)象和主從JK觸發(fā)器的一次變化問題。（三）重點與難點L重點各種觸發(fā)器的輸入輸出邏輯關系。2 ,難點主從型觸發(fā)器的結構，阻塞維持型觸發(fā)器的結構。RS觸發(fā)器的空翻現(xiàn)象和主從 JK觸發(fā)器的一次變化問題。第五章時序邏輯電路本章支持課程目標1.5：時序邏輯電路分析步驟，寄存器和計數(shù)器的認識和運用； （一）課程內容.時序邏輯電

11、路概述。.時序邏輯電路的分析方法。.時序邏輯電路的設計。.寄存器和計數(shù)器的分析和應用。. MSI時序邏輯器件的應用（板書結合多媒體講授，設計題講解）（二）教學要求.熟練掌握時序邏輯電路的分析方法（包括移位寄存器、計數(shù)器和順序脈沖發(fā)生器 等）。要求：會列寫時鐘方程、驅動方程、次態(tài)方程（即狀態(tài)方程）；會列出狀態(tài)轉換表 （或簡易狀態(tài)轉換表）；會畫狀態(tài)轉換圖；能全面、準確地說出所分析時序電路的邏輯 功能。另外，還應知道同步和異步時序邏輯電路的區(qū)別，以及學會計數(shù)器自啟動能力的 分析方法。.會應用常用集成時序邏輯器件。熟練掌握集成計數(shù)器的邏輯功能及其使用方法, 例如:MSI異步二五-十進制計數(shù)器CT74L

12、S290.同步8421碼十進制計數(shù)器CT74LS16（）O 要求：會分析給定的電路；會根據要求連線應用。.正確理解和運用分頻的概念。.掌握使用常用的時序MSI進行設計，完成功能性邏輯電路的小系統(tǒng)設計。（三）重點與難點L重點運用MSI進行設計，完成功能性邏輯電路的小系統(tǒng)。2灘點運用MSI進行設計，完成功能性邏輯電路的小系統(tǒng)。三、學時分配及教學方法章（按序填寫）教學形式及學時分配主要教學方法支撐的課程目標課堂 教學實 驗上 機課程 實踐小計第1章數(shù)字電路基礎66講授法1. 1、1.2第2章邏輯門電路628講授法、討論法1.3第3章組合邏輯729講授法、討論法1.4電路第4章集成觸發(fā)器66講授法、討

13、論法1.5第5章時序邏輯電路9211講授法、討論法1.6合計3440注：1.課程實踐學時按相關專業(yè)培養(yǎng)計劃列入表格；2.主要教學方法包括講授法、討論法、演示法、研究型教學方法（基于問題、項目、案例 等教學方法）等。四、課程考核（一）考核方式1.課程考核方式包括期末考試、平時及作業(yè)情況考核。期末考試采用閉卷筆試?？己朔绞?或途徑考核要求考核權重備注平時作業(yè)和隨堂測試課后完成4060道習題，主要考核學生 對每節(jié)課知識點的復習、理解和掌握 度，以隨堂測試的形式，在重點章內容 進行中或結束后，測試13題，主要考 核學生課堂的聽課效果和課后及地復 習消化本章知識的能力，作業(yè)成績與隨 堂測試按15%計入總

14、成績；15%每次作業(yè)進行評價課堂表現(xiàn)課堂到課出勤及課堂互動情況，課 外參加輔導、答疑情況5%期末考試閉卷考試，與其他專業(yè)聯(lián)考，課程組集 體命題，試卷題型包括填空題、選擇題、 判斷改錯題、分析題、電路分析電路設計和綜合應用題7大類，以卷面 成績的80%計入課程總成績。80%注：新疆籍等少數(shù)民族生成績評定方法執(zhí)行學校文件規(guī)定。（二）本課程畢業(yè)要求達成度計算課程成績=平時x20%+期末考試x80%課程對某條畢業(yè)要求指標點達成度的評價值計算方法:評價值=口標值（權重值）x課程支撐指標點平均分課程支撐畢業(yè)要求指標點對應的總分 七、參考書目及學習資料1數(shù)字電子技術基礎（第5版），閻石主編，北京：高等教育出版社，20132電子技術基礎數(shù)字部分（第5版），康華光主編.北京：高等教育出版社，20143數(shù)字電子技術基礎學習指導與習題解答，王振宇主編.北京：機械工業(yè)出版社，2016 八、大綱說明.采用多媒體教學手段，建議采用講授、討論相結合，多種教學手段綜合運用。.每次課后布置35題作業(yè)，共需完成大約40-60道習題，以加深學生對所學內 容