數(shù)字電路課程自學(xué)考試大綱

湖北省高等教育自學(xué)考試課程考試大綱

課程名稱：數(shù)字電路課程代碼：02344

一、課程性質(zhì)與設(shè)置目的

(-)課程性質(zhì)、特點及其在專業(yè)中的地位

本課程是機電一體化技術(shù)專業(yè)(?？?的一門專業(yè)核心課程。本課程的任務(wù)是使自

學(xué)者能對數(shù)字電子技術(shù)的基本原理、基本知識和基本技能有較深入的認識，熟悉數(shù)字電

路的工作原理、工作特性，掌握數(shù)字電路的邏輯分析和設(shè)計方法，具備正確運用數(shù)字集

成電路的能力，為后續(xù)課程準備必要的基礎(chǔ)知識。

通過本課程的學(xué)習(xí)，自學(xué)者應(yīng)達到：能分析由中、小規(guī)模集成電路組成的數(shù)字電路

及脈沖單元電路，說明它們的工作原理或邏輯特性。能設(shè)計常用的數(shù)字電路和脈沖單元

電路：通過對典型電路和功能器件的學(xué)習(xí)，能夠順利地查閱有關(guān)器件及集成電路手冊，

并做到正確使用。

根據(jù)高等教育自學(xué)考試工科培養(yǎng)目標的要求，以培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才為主，考試力

求做到保證必要的基本理論、基本知識、基本分析方法和技能，貫徹理論與實踐相結(jié)合

的原則，強化應(yīng)用?？荚噧?nèi)容包括數(shù)制和編碼、半導(dǎo)體開關(guān)、MOS開關(guān)，邏輯門電路，

邏輯代數(shù)，組合邏輯電路，觸發(fā)器，時序邏輯電路，脈沖單元電路等基礎(chǔ)知識。

為更好地學(xué)習(xí)本課程，建議自學(xué)者能做到：遵循學(xué)習(xí)規(guī)律，力求由淺入深，由易到

難，循序漸進，從各種典型的單元電路中理解基本概念、基本理論和應(yīng)用方法，同時必

須重視電路或器件的分析和設(shè)計方法，抓住各種數(shù)字電路的共性，掌握應(yīng)用規(guī)律和方法,

舉一反三。平時多看例題，多做習(xí)題，盡可能地理論聯(lián)系實際，把抽象的概念具體化、

工程化，并善于總結(jié)、概括和提高。

本課程指定的考試教材為韋建英、陳振云主編，華中科技大學(xué)出版社出版的《數(shù)字

電子技術(shù)》。其它相關(guān)書籍只要與其內(nèi)容、程度相符均可參閱，請?zhí)貏e注意要以指定的

考試參考用書的敘述和要求為準。

(-)本課程的基本要求

1.數(shù)制和碼制

I)掌握二進制、十六進制數(shù)及其與十進制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換.

2)掌握二進制數(shù)的運算。

3)掌握8421編碼，了解其他常用編碼。

4)了解半導(dǎo)體二極管、三極管和MOS管的開關(guān)特性。

2.門電路

1）了解TTL、CMOS門電路的組成、工作原理與分類。

2）掌握典型TTL、CMOS門電路的邏輯功能、特性、主要參數(shù)和使用方法。

3.邏輯代數(shù)基礎(chǔ)

1）掌握邏輯代數(shù)中的基本定律和定理。

2）掌握邏輯關(guān)系的描述方法及其相互轉(zhuǎn)換。

3）掌握邏輯函數(shù)的化簡方法。

4.組合邏輯電路

1）掌握組合邏輯電路的特點、分析方法和設(shè)計方法。

2）掌握編碼器、譯碼器、加法器、數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)值比較器等常用組合電路的邏

輯功能及使用方法。

3）了解組合電路的競爭冒險現(xiàn)象及其消除方法。

5.觸發(fā)器

1）理解基本RS觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)、工作原理。

2）掌握RS、JK、D、T觸發(fā)器的特性表、功能表、特性方程、狀態(tài)圖和觸發(fā)方式。

6.時序邏輯電路

1）掌握時序邏輯電路的特點、描述方法和分析方法。

2）掌握加法器、計數(shù)器、寄存器等常用時序邏輯電路的工作原理、邏輯功能及使

用方法。

7.脈沖的產(chǎn)生和變換

1）了解脈沖信號參數(shù)的定義。

2）理解施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器的工作原理、主要參數(shù)的分析

方法及應(yīng)用。

3）了解555定時器的工作原理及應(yīng)用（由它構(gòu)成的單穩(wěn)、施密特和多諧振蕩器的

典型電路）

8.數(shù)-模轉(zhuǎn)換器和模-數(shù)轉(zhuǎn)換器

了解D/A、A/D轉(zhuǎn)換器的功能及主要參數(shù)以及常見的D/A、A/D轉(zhuǎn)換電路

9.存儲器和可編程邏輯器件

1）了解ROM、RAM的電路結(jié)構(gòu)、工作原理和擴展存儲容量的方法。

2）了解用ROM實現(xiàn)組合邏輯函數(shù)的方法。

3）了解可編程邏輯器件的基本特征及編程原理。

教材包含九章。重點章為第二至第七章，第一章為一般章。第八章、第九章僅供學(xué)

有余力的考生自學(xué)，不作考試要求。

（三）本課程與相關(guān)課程的聯(lián)系

學(xué)習(xí)數(shù)字電路無須特定的先行課程，一般來講，對于晶體管和MOS管的開關(guān)特性，

RC電路的充放電知識，運算放大器的基本知識有所了解或?qū)W過“電路基礎(chǔ)”、“模擬電

路”課程即可學(xué)習(xí)本課程的各章各節(jié)。

二、課程內(nèi)容和考核目標

第一章數(shù)字電路基礎(chǔ)

（-）學(xué)習(xí)目的和要求

通過本章的學(xué)習(xí)應(yīng)了解模擬信號和數(shù)字信號的概念，掌握幾種數(shù)制和碼制、掌握二

進制數(shù)及其算術(shù)運算、掌握二進制、十進制、八進制和十六進制數(shù)制之間的相互轉(zhuǎn)換，

編碼部分，重點掌握8421BCD碼，并了解其它BCD碼和循環(huán)碼。

（-）課程內(nèi)容

第一節(jié)數(shù)字電路及其特點

第二節(jié)計數(shù)制式

第三節(jié)二進制數(shù)的運算

第四節(jié)編碼

第五節(jié)數(shù)字電路基礎(chǔ)器件

（三）考核知識點

本章要求學(xué)習(xí)和掌握的知識考核點是：

1、數(shù)字信號和模擬信號各自的特點和區(qū)別

2、任意數(shù)制的數(shù)都可以寫成其按位權(quán)展開的式子

3、用二進制表示任意一個數(shù)

4、進行不同數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換

5、二進制數(shù)的運算

6、掌握BCD碼中的8421BCD碼，了解余3碼和2421碼

7、掌握二極管、三極管和MOS管的開關(guān)作用與開關(guān)特性

（四）考核要求

I、識記8421BCD碼、2421碼、余3碼

2、領(lǐng)會數(shù)字信號和模擬信號各自的特點和差別

3、簡單應(yīng)用：不同碼制的數(shù)的相互轉(zhuǎn)換，二進制數(shù)的運算

4、了解二極管、三極管和MOS管的開關(guān)條件與特性

第二章邏輯門電路

（-）學(xué)習(xí)目的和要求

掌握由二極管構(gòu)成的與門電路、或門電路和由三極管構(gòu)成的非門電路，進而掌握復(fù)

合邏輯門電路（與非門、或非門、與或非門、異或門和同或門）的基本概念。了解TTL

集成電路的基本概念，了解TTL與非門、0C門和三態(tài)門電路、性能參數(shù)及其應(yīng)用。理

解CMOS反相器的工作原理，了解CMOS與非門、或非門、傳輸門、OD門和三態(tài)門的

電路結(jié)構(gòu)，掌握CMOS邏輯門電路的技術(shù)參數(shù)與使用。

（-）課程內(nèi)容

第一節(jié)二極管和BJT的開關(guān)特性

第二節(jié)基本邏輯門電路

第三節(jié)TTL邏輯門

第四節(jié)CMOS邏輯門

第五節(jié)其它邏輯門電路

第六節(jié)邏輯門電路的實際使用問題

（三）考核知識點

本章要求學(xué)習(xí)和掌握的考核知識點是：

1、與門、或門、非門、與非門、或非門、與或非門、異或門的邏輯功能和邏輯符

號

2、正邏輯和負邏輯的概念

3、TTL反相器（非門）的電路結(jié)構(gòu)和工作原理，了解TTL的其它邏輯門的電路

結(jié)構(gòu)

4、TTL邏輯門電路的各技術(shù)參數(shù)的意義，會使用它們

5、OCH（集電極開路邏輯）所構(gòu)成的線與邏輯以及上拉電阻RP的值的計算

6、CMOS反相器的電路結(jié)構(gòu)以及它的傳輸特性

7、CMOS與非門、CMOS或非門的電路結(jié)構(gòu)

8、CMOS的技術(shù)參數(shù)

9、CMOS傳輸門的電路結(jié)構(gòu)和工作原理

（四）考核要求

1、能識記二極管與門電路、二極管或門電路、三極管非門電路的典型結(jié)構(gòu)

2、能識記TTL非門的電路結(jié)構(gòu)，理解其工作原理能領(lǐng)會TTL邏輯門電路的技術(shù)

參數(shù)，并領(lǐng)會這些參數(shù)的正確使用方法。

3、領(lǐng)會OC門構(gòu)成線與邏輯，并且正確計算上拉電阻的RP的數(shù)值

4、能識記CMOS反相器電路，并能解釋其工作原理

5、CMOS門電路的簡單應(yīng)用

6、CMOS門電路的技術(shù)參數(shù)

第三章邏輯代數(shù)基礎(chǔ)

(-)學(xué)習(xí)目的與要求

通過本章學(xué)習(xí)，應(yīng)能熟練掌握邏輯代數(shù)的基本概念、基本運算、基本定律和常用公

式，掌握邏輯函數(shù)、真值表、邏輯圖和卡諾圖之間的關(guān)系，掌握邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡法

和卡洛圖化簡法。

(-)課程內(nèi)容

第一節(jié)基本概念

第二節(jié)邏輯函數(shù)

第三節(jié)邏輯函數(shù)的化簡

(三)考核知識點

I、邏輯代數(shù)、邏輯函數(shù)的概念

2、邏輯代數(shù)的三種基本運算

3、邏輯代數(shù)的基本定律、常用公式和重要規(guī)則

4、邏輯函數(shù)表達式、真值表、邏輯圖、波形圖與卡諾圖及其關(guān)系

5、利用邏輯代數(shù)的常用公式、基本定律化簡邏輯函數(shù)

6、最小項和最小項表達式

7、三變量的卡諾圖和四變量的卡諾圖，求出相應(yīng)的最簡與或表達式，若有任意項

要能正確利用任意項進行化簡

8、卡諾圖求出反函數(shù)的最簡與或表達式

(四)考核要求

I、能簡單應(yīng)用邏輯代數(shù)的基本定律和恒等式，以及邏輯代數(shù)的三個基本規(guī)則

2、能綜合應(yīng)用三變量和四變量的邏輯函數(shù)填寫其相應(yīng)的卡諾圖，并應(yīng)用卡諾圖將

其化簡，求出最簡邏輯表達式

第四章組合邏輯電路

(-)學(xué)習(xí)目的與要求

要求考生在掌握組合邏輯代數(shù)的基礎(chǔ)上，能夠應(yīng)用這些基本知識去分析一個給定的

組合邏輯的功能，以及按照所需要實現(xiàn)的邏輯功能去按步驟設(shè)計出相應(yīng)的電路圖。在對

組合邏輯電路的理解基礎(chǔ)上，達到對編碼器、譯碼器、數(shù)字比較器、數(shù)值比較器和算術(shù)

運算電路邏輯功能的掌握和正確使用。

（-）課程內(nèi)容

第一節(jié)組合邏輯電路的設(shè)計與分析

第二節(jié)常用中規(guī)模集成組合邏輯器件

2.1加法器及其應(yīng)用

2.2編碼器及其應(yīng)用

2.3譯碼器及其應(yīng)用

2.4數(shù)據(jù)選擇器及其應(yīng)用

2.5數(shù)值比較器及其應(yīng)用

第三節(jié)組合電路的競爭冒險現(xiàn)象

（三）考核知識點

1、組合邏輯電路的設(shè)計方法和步驟

2、組合邏輯電路的分析方法和步驟

3、1位加法器、多位加法器、串行進位和超前進位的概念及其應(yīng)用

4、編碼器和優(yōu)先編碼器的設(shè)計步驟，中規(guī)模集成編碼器及其擴展方法

5、n線一2。線譯碼，二一十進制譯碼器和7段字形譯碼器的工作原理，n—2n線數(shù)

據(jù)分配器，譯碼器的擴展方法

6、數(shù)據(jù)選擇器的工作原理以及其作為邏輯函數(shù)發(fā)生器的方法

7、數(shù)值比較器及其應(yīng)用

（四）考核要求

1、能簡單應(yīng)用分析組合邏輯功能的基本步驟

2、能簡單應(yīng)用組合邏輯電路設(shè)計的方法和基本步驟

3、能領(lǐng)會簡單的編碼器原理圖

4、能簡單應(yīng)用74148優(yōu)先編碼器集成電路芯片

5、能畫出簡單的2線-4線和3線-8線譯碼原理圖

6、能簡單應(yīng)用74138譯碼器集成電路芯片，如擴展和作為組合邏輯函數(shù)發(fā)生器使

用

7、能簡單應(yīng)用74LS151集成電路芯片作為組合邏輯函數(shù)發(fā)生器使用

8、能識記一位數(shù)值比較器的真值表和邏輯圖

9、能識記全加器的真值表及相應(yīng)的邏輯圖

第五章觸發(fā)器

（-）學(xué)習(xí)目的與要求

本章重點是學(xué)習(xí)四種不同類型的觸發(fā)器（RS觸發(fā)器、D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、T觸

發(fā)器觸發(fā)器）；了解它們的主要結(jié)構(gòu)形式、掌握其邏輯功能、觸發(fā)方式、功能表、特性

方程和狀態(tài)圖。

（-）課程內(nèi)容

第一節(jié)概述

第二節(jié)基本RS觸發(fā)器

第三節(jié)主從觸發(fā)器

第四節(jié)邊沿觸發(fā)器

第五節(jié)T觸發(fā)器

第六節(jié)觸發(fā)器功能的互相轉(zhuǎn)換

第七節(jié)觸發(fā)器脈沖工作特性和主要參數(shù)

（三）考核知識點

1、基本RS觸發(fā)器，同步RS觸發(fā)器、主從RS觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)，功能表和相應(yīng)

的特性方程

2、主從JK觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)、相應(yīng)的功能表和特性方程

3、維持一阻塞D觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作特點

4、JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成D觸發(fā)器、T觸發(fā)器的方法和原理

5、各類觸發(fā)器的邏輯符號圖

6、給定CP脈沖波形圖和各類觸發(fā)器的輸入信號波形圖的情況下，畫出各觸發(fā)器

相應(yīng)的輸出波形

7、觸發(fā)器的主要參數(shù)

（四）考核要求

1、識記基本RS觸發(fā)器、同步RS觸發(fā)器、主從RS觸發(fā)器、主從JK觸發(fā)器的電

路結(jié)構(gòu)

2、識記RS、D、JK、T觸發(fā)器的功能表和特性方程

3、在理解各類觸發(fā)器的功能表、特性方程以及觸發(fā)器的工作特點的基礎(chǔ)上能夠根

據(jù)觸發(fā)器輸入信號波形和CP脈沖畫出相應(yīng)的輸出波形圖

4、能夠簡單應(yīng)用JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成D觸發(fā)器、T觸發(fā)器

5、能夠簡單應(yīng)用D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成JK觸發(fā)器、T觸發(fā)器

6、能夠識記和領(lǐng)會各類觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

第六章時序邏輯電路

（-）學(xué)習(xí)目的與要求

建立時序邏輯電路的基本概念，了解分析時序邏輯電路的一般步驟，了解同步時序

邏輯電路設(shè)計的一般步驟。本章重點在于掌握二進制同步計數(shù)器和二進制異步計數(shù)器的

構(gòu)成方法和工作原理，掌握同步十進制計數(shù)器的工作原理和設(shè)計方法，掌握移位寄存器

的構(gòu)成方法和工作過程，掌握用集成計數(shù)器構(gòu)成任意進制計數(shù)器的方法。

(-)課程內(nèi)容

第一節(jié)時序邏輯電路的基本概念

第二節(jié)時序邏輯電路的分析

第三節(jié)同步時序邏輯電路的設(shè)計

第四節(jié)集成寄存器及其應(yīng)用

第五節(jié)集成計數(shù)器及其應(yīng)用

(三)考核知識點

1、從時序電路的結(jié)構(gòu)框圖出發(fā)領(lǐng)會輸出方程、驅(qū)動方程和狀態(tài)方程的概念，對給

定的時序邏輯電路寫出其輸出方程、驅(qū)動方程和狀態(tài)方程

2、進行狀態(tài)計算、列出狀態(tài)表、畫出狀態(tài)圖和時序圖

3、同步時序邏輯電路的設(shè)計步驟

4、異步二進制加法計數(shù)器和異步二進制減法計數(shù)的計數(shù)過程分析

5、同步十進制計數(shù)器的設(shè)計方法

6、掌握74161、74LS193和74LS290的功能表，特別是74161集成計數(shù)器的使用

7、74161集成計數(shù)器轉(zhuǎn)換成任意進制計數(shù)器和方法

8、移位寄存器的工作原理和74194芯片的使用方法

(四)考核要求

1、領(lǐng)會同步時序邏輯電路的分析步驟

2、應(yīng)用新學(xué)知識寫出已知同步時序邏輯電路的輸出方法、驅(qū)動方程和狀態(tài)方程。

3、領(lǐng)會同步時序邏輯電路的一般設(shè)計步驟

4、對給定的同步計數(shù)器電路能簡單應(yīng)用分析時序邏輯電路的一般步驟和方法對其

進行分析。

5、領(lǐng)會同步加法計數(shù)器和同步減法計數(shù)器設(shè)計步驟。

6、能識記74161、74LS191和74LS290這些集成計數(shù)器的邏輯符號圖，特別是要

熟悉74161,并利用它構(gòu)成任意進制的計數(shù)器。

7、能應(yīng)用四位D觸發(fā)器和JK觸發(fā)器構(gòu)成的移位寄存器電路，并能夠正確應(yīng)用

74194集成移位寄存器。

第七章脈沖波形的產(chǎn)生與變換

(-)學(xué)習(xí)目的與要求

本章學(xué)習(xí)的目的是明確和掌握由集成邏輯門構(gòu)成的脈沖單元電路的功能和工作原

理，這些脈沖單元電路是施密特觸發(fā)器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器，此外555定時器

是一個應(yīng)用十分靈活，能構(gòu)成各種脈沖電路的重要器件，必須掌握其電路結(jié)構(gòu)，工作原

理和構(gòu)成施密特發(fā)器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器的方法。

（二）課程內(nèi)容

第一節(jié)555定時器

第二節(jié)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

第三節(jié)施密特觸發(fā)器

第四節(jié)多諧振蕩器

（三）考核知識點

1、CMOS門組成的多諧振蕩器的電路結(jié)構(gòu)，振蕩過程，振蕩周期與外接R、C元件

數(shù)值的關(guān)系。

2、CMOS門再外接電阻，電容和石英晶體的典型石英晶體振蕩器電路結(jié)構(gòu)。

3、CMOS微分型與單穩(wěn)態(tài)電路的結(jié)構(gòu)和工作原理，暫穩(wěn)時間的計算。

4、集成單穩(wěn)電路74121以及MC14528芯片。

5、CMOS門電路構(gòu)成的施密特觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和閾值電壓V+和V-的計算以及回

差電壓的計算。

6、555定時器的電路原理結(jié)構(gòu)圖和相應(yīng)的功能表，并能夠會用555定時器設(shè)計多諧

振蕩，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和施密特觸發(fā)器。

（四）考核要求

1、555定時器的電路原理結(jié)構(gòu)圖和相應(yīng)的功能表。

2、能識記由CMOS門構(gòu)成的多諧、單穩(wěn)和施密特觸發(fā)器的典型電路，會計算相應(yīng)的

參數(shù)。

3、會施密特電路的簡單應(yīng)用。

4、能識記由555定時器特構(gòu)成的多諧，單穩(wěn)和施密特觸發(fā)器的電路，并會計算相應(yīng)

的參數(shù)。

三、關(guān)于大綱的說明和考核實施要求

（-）本大綱的目的和作用

本大綱為機電一體化專業(yè)（專科）自學(xué)考試的學(xué)員提供個人自學(xué)指導(dǎo)，對社會助學(xué)

提供規(guī)范，對考試命題劃定范圍。

（-）本大綱與教材的關(guān)系

大綱規(guī)定的內(nèi)容和考核知識點應(yīng)包含在所選教材中，但所用教材的內(nèi)容包含可比大

綱要求更為廣泛。

（三）關(guān)于自學(xué)材料和主要參考書

根據(jù)湖北省自學(xué)考試委員會推薦：

教材：韋建英、陳振云主編，數(shù)字電子技術(shù)，華中科技大學(xué)出版社，2013

參考書：

①康華光，電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分）（第六版），高等教育出版社，2014

②閻石，數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第六版），高等教育出版社，2016

（四）關(guān)于自學(xué)要求和自學(xué)方法的指導(dǎo)

對課程基本內(nèi)容的掌握，對課程考核知識點的掌握是自學(xué)考試獲得成功的關(guān)鍵。

本課程規(guī)定為4學(xué)分（不包括實驗內(nèi)容的學(xué)分）

（五）對社會助學(xué)的要求

在授課過程中嚴格把握好大綱中的“考核知識點”和“考核要求”是關(guān)鍵。

（六）關(guān)于試卷結(jié)構(gòu)及考試的有關(guān)說明

1.本大綱各章所規(guī)定的考核要求中各知識點都是考試的內(nèi)容。試題覆蓋到章，適當(dāng)

突出重點章節(jié)，加大重點內(nèi)容的覆蓋密度。

2.命題不應(yīng)有超出大綱中考核知識點范圍的試題，考核目標不得高于大綱中所規(guī)定

的相應(yīng)最高能力層次要求。

3.“識記”、“領(lǐng)會”、“簡單應(yīng)用”、“綜合應(yīng)用”四個認知層次的試題在試卷

中所占的分數(shù)比例依次約為：20%、30%、30%、20%?

4.試題的難度可分為：容易、中等偏易、中等偏難、難；它們在試卷中所占分數(shù)比

例依次大致為：20%、30%、30%、20%。

5.試題的題型有：單項選擇題、填空題、作圖題、簡答題、綜合應(yīng)用及設(shè)計題。

6.考試方式為筆試、閉卷：考試時間為150分鐘；60分為及格線?？荚嚂r只允許帶

鋼筆或圓珠筆、2B鉛筆和橡皮。

附錄：題型舉例

1、單項選擇題（四選一）