《數(shù)字電路與數(shù)字邏輯》課程教學(xué)大綱

《數(shù)字電路與數(shù)字邏輯》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程編號：B021111課程名稱：數(shù)字電路與數(shù)字邏輯英文名稱：DigitalCircuitsandLogics先修課程：電路分析適用專業(yè)：通信工程課程類別：專業(yè)教育主干課程課程總學(xué)時(shí)/學(xué)分：48/3（其中理論38學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)10學(xué)時(shí)）二、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備下列能力：1．深刻理解數(shù)字電路的基本理論、基本概念和基本方法，數(shù)制轉(zhuǎn)換，邏輯運(yùn)算，邏輯函數(shù)化簡，半導(dǎo)體開關(guān)特性，邏輯門電路，組合邏輯電路，觸發(fā)器，時(shí)序邏輯電路，理解脈沖信號的產(chǎn)生與整形，了解A/D、D/A轉(zhuǎn)換的工作原理。2．熟練掌握數(shù)字邏輯電路的分析方法，利用對典型數(shù)字電路的邏輯功能分析，深刻理解其工作原理，實(shí)現(xiàn)靈活應(yīng)用，并對分析相關(guān)后續(xù)課程電路打下基礎(chǔ)。3．能夠掌握數(shù)字邏輯電路的一般設(shè)計(jì)方法，通過對典型數(shù)字電路的設(shè)計(jì)，明確輸入輸出間的邏輯關(guān)系，利用邏輯思維明晰設(shè)計(jì)思路，達(dá)到熟練應(yīng)用中規(guī)模集成電路進(jìn)行邏輯電路設(shè)計(jì)的能力。4．依據(jù)數(shù)字電路設(shè)計(jì)的理論和方法，能將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為邏輯問題，獨(dú)立完成電路連接、測試及優(yōu)化，提高學(xué)生的自主意識，為今后深入學(xué)習(xí)數(shù)字電子技術(shù)領(lǐng)域的內(nèi)容，以及為數(shù)字技術(shù)在專業(yè)中的應(yīng)用打好基礎(chǔ)。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)1.工程知識：掌握數(shù)學(xué)和物理等自然科學(xué)基礎(chǔ)知識，電路、電子線路、電磁場與電磁波、信號與系統(tǒng)分析和計(jì)算機(jī)技術(shù)等工程基礎(chǔ)知識，用于分析和解決通信工程領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題。1-3掌握通信專業(yè)知識，能夠?qū)π畔⑼ㄐ畔到y(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和模型進(jìn)行推理和驗(yàn)證；課程目標(biāo)1課程目標(biāo)23.設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案：能夠針對信息通信領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題提出有效的解決方案，設(shè)計(jì)滿足功能需求、性能指標(biāo)的軟硬件系統(tǒng)或功能單元，并能夠在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。3-3能夠應(yīng)用信息通信領(lǐng)域的相關(guān)知識，設(shè)計(jì)/開發(fā)滿足系統(tǒng)需求的解決方案，并體現(xiàn)創(chuàng)新意識；課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)45.使用現(xiàn)代工具：能夠針對信息通信領(lǐng)域復(fù)雜工程問題，開發(fā)、選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，包括對復(fù)雜工程問題的預(yù)測與模擬，并能夠理解其局限性。5-2能夠選擇使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)，開發(fā)或利用軟硬件工具，分析并解決通信系統(tǒng)的復(fù)雜工程問題；課程目標(biāo)3教學(xué)內(nèi)容、要求及重難點(diǎn)第一章邏輯代數(shù)基礎(chǔ)（6學(xué)時(shí)）教學(xué)要求：1．掌握常用數(shù)制間的相互轉(zhuǎn)換及正負(fù)數(shù)的原、反、補(bǔ)碼。2．了解數(shù)字電路中的常用碼制。3．掌握邏輯代數(shù)常用的邏輯運(yùn)算。掌握邏輯代數(shù)常用公式、定理及應(yīng)用掌握邏輯函數(shù)的五種表示方法及其相互轉(zhuǎn)換。掌握邏輯函數(shù)的公式化簡法和卡諾圖化簡法教學(xué)重點(diǎn)：常用數(shù)制間的相互轉(zhuǎn)換；邏輯代數(shù)的基本邏輯運(yùn)算、公式、定理及應(yīng)用；邏輯函數(shù)的公式化簡法和卡諾圖化簡法。教學(xué)難點(diǎn)：邏輯代數(shù)的應(yīng)用；邏輯函數(shù)的公式化簡法和卡諾圖化簡法。第二章邏輯門電路（6學(xué)時(shí)）教學(xué)要求：掌握；；掌握的結(jié)構(gòu)、工作原理及使用規(guī)則；掌握；掌握1．掌握半導(dǎo)體二極管、三極管和場效應(yīng)管的開關(guān)特性。2．熟悉分立元件門電路的內(nèi)部組成、工作原理。3．掌握CMOS集成門電路、TTL集成門電路的結(jié)構(gòu)、工作原理及使用規(guī)則。4．了解CMOS門電路與TTL門電路的接口技術(shù)。教學(xué)重點(diǎn)：TTL與非門及其它功能的TTL門，CMOS反相器及邏輯門。教學(xué)難點(diǎn)：TTL門和OC門的使用區(qū)別，三態(tài)門的特點(diǎn)。[實(shí)驗(yàn)名稱]集成邏輯門的邏輯功能與參數(shù)測試[實(shí)驗(yàn)類型]驗(yàn)證性[實(shí)驗(yàn)要求]1．熟悉數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)，基本功能和使用方法。2．掌握集成邏輯門電路的邏輯功能和主要參數(shù)的測試方法。3．掌握集成邏輯器件的使用規(guī)則。[實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)]2學(xué)時(shí)第三章組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)（8學(xué)時(shí)）教學(xué)要求：1．熟悉組合電路的結(jié)構(gòu)和邏輯功能特點(diǎn)。2．掌握組合電路的分析方法。3．掌握常用集成組合電路的邏輯功能、特點(diǎn)和應(yīng)用。4．掌握組合電路的設(shè)計(jì)方法。5．掌握集成譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)的理論依據(jù)及實(shí)現(xiàn)方法。6．了解組合邏輯電路中競爭冒險(xiǎn)的概念、產(chǎn)生原因和消除方法。教學(xué)重點(diǎn)：組合電路的分析、設(shè)計(jì)方法；常用集成組合電路的邏輯功能、特點(diǎn)和應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)：常用集成組合電路的應(yīng)用；組合電路的設(shè)計(jì)。[實(shí)驗(yàn)名稱]組合邏輯電路設(shè)計(jì)與測試[實(shí)驗(yàn)類型]設(shè)計(jì)性[實(shí)驗(yàn)要求]1．掌握組合邏輯電路的特點(diǎn)及一般分析、設(shè)計(jì)方法；。2．熟悉七段譯碼顯示器的工作原理及使用方法。掌握中規(guī)模集成譯碼器、編碼器的邏輯功能及應(yīng)用。4．能夠利用門電路設(shè)計(jì)簡單組合邏輯電路。[實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)]2學(xué)時(shí)第四章觸發(fā)器（8學(xué)時(shí)）教學(xué)要求：1．了解觸發(fā)器的分類。2．掌握基本RS觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)、邏輯功能分析、邏輯功能表示方法。3．掌握時(shí)鐘觸發(fā)器結(jié)構(gòu)、邏輯功能分析、邏輯功能表示方法及特點(diǎn)。4．掌握邊沿觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)、邏輯功能分析、邏輯功能表示方法及特點(diǎn)。5．熟悉不同觸發(fā)器之間的相互轉(zhuǎn)換。6．掌握觸發(fā)器的應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)：RS、JK、D、T4種觸發(fā)器的邏輯功能特點(diǎn)；時(shí)鐘觸發(fā)器和邊沿觸發(fā)器的動作特點(diǎn)。教學(xué)難點(diǎn)：不同種類觸發(fā)器的動作特點(diǎn)。[實(shí)驗(yàn)名稱]觸發(fā)器及應(yīng)用[實(shí)驗(yàn)類型]驗(yàn)證性[實(shí)驗(yàn)要求]1．掌握利用與非門構(gòu)成基本RS觸發(fā)器。2．掌握基本RS觸發(fā)器、邊沿JK觸發(fā)器、同步D觸發(fā)器、T觸發(fā)器的邏輯功能。3．熟悉觸發(fā)器之間相互轉(zhuǎn)換的方法。4．熟悉異步信號R和S的控制作用。[實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)]2學(xué)時(shí)第五章時(shí)序邏輯電路（10學(xué)時(shí)）1．了解計(jì)數(shù)器的分類。2．掌握時(shí)序電路的一般分析方法和設(shè)計(jì)方法。3．熟悉同步計(jì)數(shù)器的電路結(jié)構(gòu)、邏輯功能分析方法和表示方法。4．熟練掌握用集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成N進(jìn)制計(jì)數(shù)器的方法。5．了解寄存器的分類，掌握其電路結(jié)構(gòu)、邏輯功能分析方法。6．掌握寄存器的應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)：時(shí)序邏輯電路的分析方法；用集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成N進(jìn)制計(jì)數(shù)器；寄存器的應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)：時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)；常用集成時(shí)序邏輯電路的應(yīng)用。[實(shí)驗(yàn)名稱]計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用[實(shí)驗(yàn)類型]設(shè)計(jì)性[實(shí)驗(yàn)要求]1．學(xué)習(xí)用集成觸發(fā)器組成計(jì)數(shù)器的方法。2．掌握中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器的功能及使用方法。3．學(xué)會用中規(guī)模計(jì)數(shù)器組成N進(jìn)制計(jì)數(shù)器及1/N分頻器。[實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)]2學(xué)時(shí)第六章（6學(xué)時(shí)）教學(xué)要求：1．深刻理解555定時(shí)器的電路組成和功能。2．掌握施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及多諧振蕩器電路構(gòu)成及其應(yīng)用。3．熟悉555定時(shí)器的典型應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)：555定時(shí)器的基本功能；多諧振蕩器、施密特觸發(fā)器的特點(diǎn)、功能、參數(shù)及應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)：用555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)、多諧、施密特電路的波形和參數(shù)計(jì)算。[實(shí)驗(yàn)名稱]脈沖信號的產(chǎn)生與整形[實(shí)驗(yàn)類型]驗(yàn)證性[實(shí)驗(yàn)要求]1．掌握施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器的原理及構(gòu)成方法。2．掌握555定時(shí)器的原理及基本應(yīng)用。3．熟悉定時(shí)元件R、C與脈沖周期和寬度的關(guān)系。[實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)]2學(xué)時(shí)第七章A/D、D/A轉(zhuǎn)換電路（4學(xué)時(shí)）教學(xué)要求：1．理解數(shù)模轉(zhuǎn)換器的基本概念。2．掌握倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)和工作原理。3．掌握A/D轉(zhuǎn)換的一般步驟。4．掌握逐次漸近型、雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)和工作原理。5．掌握D/A、A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)。教學(xué)重點(diǎn)：D/A、A/D轉(zhuǎn)換器的典型電路原理；輸出量與輸入量間的定量關(guān)系以及特點(diǎn)、參數(shù)。教學(xué)難點(diǎn)：數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的工作原理。五、課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式對課程目標(biāo)的支撐序號課程內(nèi)容框架教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方式學(xué)時(shí)支撐課程目標(biāo)1邏輯代數(shù)基礎(chǔ)常用數(shù)制間的相互轉(zhuǎn)換；正負(fù)數(shù)的原、反、補(bǔ)碼；數(shù)字電路中的常用碼制；邏輯代數(shù)常用公式、定理及應(yīng)用；邏輯函數(shù)的五種表示方法及其相互轉(zhuǎn)換；邏輯函數(shù)的公式化簡法和卡諾圖化簡法。講授、課堂討論、課堂引導(dǎo)與啟發(fā)下的課堂訓(xùn)練和課外作業(yè)布置、學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)和課后撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告6課程目標(biāo)12邏輯門電路半導(dǎo)體二極管、三極管和場效應(yīng)管的開關(guān)特性;分立元件門電路的內(nèi)部組成、工作原理；CMOS集成門電路、TTL集成門電路的結(jié)構(gòu)、工作原理及使用規(guī)則；OC門、三態(tài)門的特點(diǎn)及應(yīng)用；CMOS門電路與TTL門電路的接口技術(shù)。講授、課堂討論、課堂引導(dǎo)與啟發(fā)下的課堂訓(xùn)練和課外作業(yè)布置、學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)和課后撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告6課程目標(biāo)13組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)組合電路的結(jié)構(gòu)和邏輯功能特點(diǎn)；組合電路的分析方法；常用集成組合電路的邏輯功能、特點(diǎn)和應(yīng)用；組合電路的設(shè)計(jì)方法；集成譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)的理論依據(jù)及實(shí)現(xiàn)方法；組合邏輯電路中競爭冒險(xiǎn)的概念、產(chǎn)生原因和消除方法。講授、課堂討論、課堂引導(dǎo)與啟發(fā)下的課堂訓(xùn)練和課外作業(yè)布置、學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)和課后撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告8課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)44觸發(fā)器觸發(fā)器的分類；基本RS觸發(fā)器、時(shí)鐘觸發(fā)器、邊沿觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)、邏輯功能分析、邏輯功能表示方法；RS、JK、D、T4種觸發(fā)器的邏輯功能特點(diǎn)；不同觸發(fā)器之間的相互轉(zhuǎn)換。講授、課堂討論、課堂引導(dǎo)與啟發(fā)下的課堂訓(xùn)練和課外作業(yè)布置、學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)和課后撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告8課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)35時(shí)序邏輯電路計(jì)數(shù)器的分類；時(shí)序電路的一般分析方法；同步計(jì)數(shù)器的電路結(jié)構(gòu)、邏輯功能分析方法和表示方法；集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成N進(jìn)制計(jì)數(shù)器的方法；寄存器的分類；寄存器電路結(jié)構(gòu)、邏輯功能分析方法；寄存器應(yīng)用。講授、課堂討論、課堂引導(dǎo)與啟發(fā)下的課堂訓(xùn)練和課外作業(yè)布置、學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)和課后撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告10課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)46脈沖信號的產(chǎn)生與整形電路555定時(shí)器的電路組成和功能；施密特觸發(fā)器電路構(gòu)成及其應(yīng)用；單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路構(gòu)成及其應(yīng)用；555定時(shí)器的典型應(yīng)用。講授、課堂討論、課堂引導(dǎo)與啟發(fā)下的課堂訓(xùn)練和課外作業(yè)布置、學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)和課后撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告6課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)37A/D、D/A轉(zhuǎn)換電路數(shù)模轉(zhuǎn)換器的基本概念；倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)和工作原理；A/D轉(zhuǎn)換的一般步驟；次漸近型、雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)和工作原理；D/A、A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)。講授、課堂討論、課堂引導(dǎo)與啟發(fā)下的課堂訓(xùn)練和課外作業(yè)布置、學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)和課后撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告4課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3六、課程目標(biāo)與考核內(nèi)容課程目標(biāo)考核內(nèi)容課程目標(biāo)1：深刻理解數(shù)字電路的基本理論、基本概念和基本方法，數(shù)制轉(zhuǎn)換，邏輯代數(shù)運(yùn)算，邏輯函數(shù)化簡，半導(dǎo)體開關(guān)特性，邏輯門電路，組合邏輯電路，觸發(fā)器，時(shí)序邏輯電路，理解脈沖信號的產(chǎn)生與整形，了解A/D、D/A轉(zhuǎn)換的工作原理。1.數(shù)制轉(zhuǎn)換，邏輯代數(shù)運(yùn)算，邏輯函數(shù)化簡，半導(dǎo)體開關(guān)特性，邏輯門電路，組合邏輯電路，觸發(fā)器，時(shí)序邏輯電路，脈沖信號的產(chǎn)生與整形，A/D、D/A轉(zhuǎn)換。2.期末考試成績。課程目標(biāo)2：熟練掌握數(shù)字邏輯電路的分析方法，利用對典型數(shù)字電路的邏輯功能分析，深刻理解其工作原理，實(shí)現(xiàn)靈活應(yīng)用，并對分析相關(guān)后續(xù)課程電路打下基礎(chǔ)。1.使用組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路的一般分析方法，能夠分析出電路具有的邏輯功能。2.期末考試成績。課程目標(biāo)3：能夠掌握數(shù)字邏輯電路的一般設(shè)計(jì)方法，通過對典型數(shù)字電路的設(shè)計(jì)，明確輸入輸出間的邏輯關(guān)系，利用邏輯思維明晰設(shè)計(jì)思路，達(dá)到熟練應(yīng)用中規(guī)模集成電路進(jìn)行邏輯電路設(shè)計(jì)的能力。1.在已有典型集成邏輯電路的基礎(chǔ)上，利用一般設(shè)計(jì)方法，解決簡單實(shí)際問題。2.期末考試成績。課程目標(biāo)4：依據(jù)數(shù)字電路設(shè)計(jì)的理論和方法，能將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為邏輯問題，整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出設(shè)計(jì)電路，選擇的器件參數(shù)，獨(dú)立完成電路連接、測試及優(yōu)化，提高學(xué)生的自主意識，為今后深入學(xué)習(xí)數(shù)字電子技術(shù)領(lǐng)域的內(nèi)容，以及為數(shù)字技術(shù)在專業(yè)中的應(yīng)用打好基礎(chǔ)。綜合數(shù)字電路設(shè)計(jì)的理論和方法，構(gòu)建合理電路圖，利用集成模塊設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜電路的邏輯功能。2.期末考試成績。七、考核方式與評價(jià)細(xì)則考核方式比例考核/評價(jià)細(xì)則期末考試100%嚴(yán)格按照《數(shù)字電路與數(shù)字邏輯》課程期末統(tǒng)考成績。八、課程及課程目標(biāo)達(dá)成評價(jià)1．課程目標(biāo)達(dá)成評價(jià)本課程分目標(biāo)達(dá)成度=試題分目標(biāo)平均成績/