《數(shù)字電路A》課程教學(xué)大綱

數(shù)字電路ADigitalcircuitA【課程編號(hào)】ZB261111【課程類別】專業(yè)基礎(chǔ)課【學(xué)分?jǐn)?shù)】4.5【先修課程】電路分析、模擬電路【學(xué)時(shí)數(shù)】85=70(理論)+15（實(shí)驗(yàn)）【適用專業(yè)】電子信息工程、通信工程、自動(dòng)化一、教學(xué)目的、任務(wù)數(shù)字電路是是電氣信息類專業(yè)的主要專業(yè)基礎(chǔ)課之一。目的是為學(xué)生今后學(xué)習(xí)有關(guān)專業(yè)的后續(xù)課程如微機(jī)原理，自動(dòng)控制原理、通信原理、數(shù)字信號(hào)處理、智能儀器儀表等以及為解決工程實(shí)踐中所遇到的數(shù)字系統(tǒng)問(wèn)題打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。主要任務(wù)是，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握數(shù)字邏輯電路的分析方法和設(shè)計(jì)方法，掌握典型的數(shù)字電路的結(jié)構(gòu)，工作原理及主要用途。培養(yǎng)學(xué)生的基本電路實(shí)驗(yàn)技能、分析解決實(shí)際問(wèn)題以及進(jìn)行綜合邏輯電路設(shè)計(jì)的能力。二、課程教學(xué)的基本要求學(xué)習(xí)本課程要求學(xué)生在對(duì)基本邏輯部件的了解和掌握的基礎(chǔ)上增強(qiáng)對(duì)各種邏輯功能電路進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)的能力?；疽笾饕牵?、掌握常用數(shù)制與編碼，主要是二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制、BCD碼以及各種數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換。2、熟悉邏輯代數(shù)及其基本原理、定律和運(yùn)算方法，掌握公式及圖形簡(jiǎn)化邏輯函數(shù)的方法，了解邏輯函數(shù)的各種表示方法。3、了解各類邏輯門(mén)電路的基本原理和功能特點(diǎn)。4、了解組合邏輯電路的特點(diǎn)，掌握組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)方法。5、掌握各種觸發(fā)器的特征方程、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。6、掌握常用時(shí)序邏輯電路的分析和同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法。7、熟悉可編程邏輯陣列和通用陣列邏輯的使用方法。8、熟悉脈沖產(chǎn)生、整形電路和數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。9、熟悉各類典型的數(shù)字邏輯器件的功能和使用方法。10、掌握數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)的基本技能和數(shù)字電路測(cè)試儀表的使用方法。三、理論教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)分配（6+6+11+13+11+16+8＋8＋6=85）第一章數(shù)字邏輯基礎(chǔ)6學(xué)時(shí)（課堂講授6學(xué)時(shí)）主要內(nèi)容：１、緒論，模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)。２、數(shù)字電路概述。３、數(shù)制與二進(jìn)制碼。４、基本邏輯運(yùn)算、邏輯函數(shù)與邏輯問(wèn)題描述。教學(xué)要求：1、掌握數(shù)字量與模擬量的特點(diǎn)，數(shù)字電路的特點(diǎn)、應(yīng)用。2、掌握數(shù)制的構(gòu)成方式及進(jìn)位規(guī)則，各數(shù)制之間的相互轉(zhuǎn)換。3、掌握二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算與8421BCD碼，了解其它二進(jìn)制代碼。4、掌握邏輯函數(shù)的表示方法及基本的邏輯運(yùn)算。其它教學(xué)環(huán)節(jié)：習(xí)題課第二章邏輯代數(shù)與硬件描述語(yǔ)音基礎(chǔ)6學(xué)時(shí)（課堂講授6學(xué)時(shí)）1、邏輯代數(shù)。2、邏輯代數(shù)的卡諾圖化簡(jiǎn)法。教學(xué)要求：1、熟悉邏輯代數(shù)的基本定律和常用的恒等式。2、理解邏輯代數(shù)的幾個(gè)基本規(guī)則。3、掌握邏輯函數(shù)的公式化簡(jiǎn)法和卡諾圖化簡(jiǎn)法。4、掌握邏輯函數(shù)的四種表示方法（真值表法、邏輯式法、卡諾圖法及邏輯圖法）及其相互之間的轉(zhuǎn)換。5、了解最小項(xiàng)、約束項(xiàng)的概念及其在邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)中的應(yīng)用。其它教學(xué)環(huán)節(jié)：習(xí)題課第三章邏輯門(mén)電路11學(xué)時(shí)（課堂講授8學(xué)時(shí)＋課程實(shí)驗(yàn)3學(xué)時(shí)）主要內(nèi)容：1、MOS邏輯門(mén)電路。2、TTL邏輯門(mén)電路。（其中※3.3射極耦合邏輯門(mén)電路作一般了解）3、邏輯描述中的幾個(gè)問(wèn)題。4、邏輯門(mén)電路使用中的幾個(gè)實(shí)際問(wèn)題。教學(xué)要求：1、了解半導(dǎo)體器件的開(kāi)關(guān)特性。2、掌握基本邏輯門(mén)（與、或、與非、或非、異或門(mén)）、三態(tài)門(mén)、OC門(mén)的邏輯功能。3、了解邏輯電路邏輯功能分析的基本方法。4、掌握邏輯門(mén)的主要參數(shù)的意義及在應(yīng)用中的接口兼容問(wèn)題。其它教學(xué)環(huán)節(jié)：習(xí)題課第四章組合邏輯電路13學(xué)時(shí)（課堂講授10學(xué)時(shí)＋課程實(shí)驗(yàn)3學(xué)時(shí)）主要內(nèi)容：１、組合邏輯電路的分析。２、組合邏輯電路的設(shè)計(jì)。３、組合邏輯電路中的競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)。4、若干典型的組合邏輯集成電路。5、組合可編程邏輯器件。教學(xué)要求：１、掌握組合邏輯電路的分析、設(shè)計(jì)的方法和步驟。２、了解組合邏輯電路中的競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象和消除方法。3、了解常用組合邏輯功能器件的電路構(gòu)成。4、掌握常用組合邏輯功能器件的功能。5、掌握應(yīng)用常用中規(guī)模組合邏輯功能器件及門(mén)電路進(jìn)行邏輯電路的設(shè)計(jì)方法。其它教學(xué)環(huán)節(jié)：習(xí)題課第五章鎖存器和觸發(fā)器11學(xué)時(shí)（課堂講授8學(xué)時(shí)＋課程實(shí)驗(yàn)3學(xué)時(shí)）主要內(nèi)容：1、雙穩(wěn)態(tài)存儲(chǔ)單元電路。2、鎖存器。3、觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理。4、觸發(fā)器的邏輯功能。教學(xué)要求：1、理解雙穩(wěn)態(tài)的概念，了解SR、D鎖存器和各類觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)并能分析其工作原理。2、掌握SR、D鎖存器和各類觸發(fā)器的邏輯功能和電路簡(jiǎn)化表示。3、掌握各類觸發(fā)器的特性方程并了解D觸發(fā)器的功能轉(zhuǎn)換。其它教學(xué)環(huán)節(jié)：習(xí)題課第六章時(shí)序邏輯電路16學(xué)時(shí)（課堂講授10學(xué)時(shí)＋課程實(shí)驗(yàn)6學(xué)時(shí)）主要內(nèi)容：１、時(shí)序邏輯電路的基本概念。２、同步時(shí)序邏輯電路的分析。３、同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)。４、異步時(shí)序邏輯電路的分析。５、若干典型的時(shí)序邏輯集成電路。6、時(shí)序可編程邏輯器件。教學(xué)要求：1、掌握時(shí)序邏輯電路的基本概念。2、掌握時(shí)序邏輯電路的分析方法，深刻理解時(shí)序電路各方程組（輸出方程組、驅(qū)動(dòng)方程組、狀態(tài)方程組），狀態(tài)轉(zhuǎn)換表、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖及時(shí)序圖在分析和設(shè)計(jì)時(shí)序電路中的重要作用。3、熟悉同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法，了解異步時(shí)序邏輯電路的分析方法。4、熟悉計(jì)數(shù)器、寄存器和移位寄存器的基本功能并了解它們的電路結(jié)構(gòu)和工作原理。5、掌握計(jì)數(shù)器可用于分頻、定時(shí)、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖的特點(diǎn)。熟悉74LVC161計(jì)數(shù)器的功能和應(yīng)用其構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的方法。6、了解時(shí)序可編程邏輯器件的基本類型、電路構(gòu)成特點(diǎn)和主要應(yīng)用。其它教學(xué)環(huán)節(jié)：習(xí)題課第七章存儲(chǔ)器、復(fù)雜可編程器件和現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列8學(xué)時(shí)（課堂講授8學(xué)時(shí)）主要內(nèi)容：１、只讀存儲(chǔ)器(ROM)。２、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM）。３、復(fù)雜的可編程邏輯器件(CPLD)。４、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)。教學(xué)要求：1、了解只讀存儲(chǔ)器(ROM)和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM）的一般結(jié)構(gòu)和工作原理。2、重點(diǎn)掌握存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元、字、位、地址和地址單元、讀/寫(xiě)控制的基本概念，存儲(chǔ)器容量擴(kuò)展的一般方法。3、了解復(fù)雜的可編程邏輯器件(CPLD)和現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)的基本原理、應(yīng)用方法和發(fā)展前景。4、理解現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)中的LUT的SRAM本質(zhì)，能用4輸入LUT和數(shù)據(jù)選擇器構(gòu)成邏輯函數(shù)。其它教學(xué)環(huán)節(jié)：習(xí)題課第八章脈沖波形的變換與產(chǎn)生8學(xué)時(shí)（課堂講授8學(xué)時(shí)）主要內(nèi)容：１、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。２、施密特觸發(fā)器。

３、多諧振蕩器。４、555定時(shí)器及其應(yīng)用。教學(xué)要求：1、熟悉多諧振蕩器,施密特觸發(fā)器,單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的電路構(gòu)成和原理，重點(diǎn)掌握其功能及基本應(yīng)用。2、掌握555定時(shí)器的功能和具體應(yīng)用，特別是由555定時(shí)器組成的多諧振蕩器、施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的電路的工作原理、指標(biāo)參數(shù)及元件參數(shù)的計(jì)算。其它教學(xué)環(huán)節(jié)：習(xí)題課第九章數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換器6學(xué)時(shí)（課堂講授6學(xué)時(shí)）主要內(nèi)容：１、D/A轉(zhuǎn)換器。２、A/D轉(zhuǎn)換器。

教學(xué)要求：1、掌握倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器(DAC)、集成D/A轉(zhuǎn)換器7533的工作原理及相關(guān)計(jì)算。2、正確理解D/A轉(zhuǎn)換器的兩種輸出方式。3、掌握并行比較、逐次比較、雙積分A/D轉(zhuǎn)換器(ADC)的工作原理及其特點(diǎn)。4、了解D/A轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)及典型應(yīng)用。其它教學(xué)環(huán)節(jié)：習(xí)題課四、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及教學(xué)方法教學(xué)重點(diǎn)/難點(diǎn)：1、第1章重點(diǎn)：數(shù)制的概念和通用表達(dá)式，數(shù)、代碼之間的相互轉(zhuǎn)換。難點(diǎn)：帶符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的減法運(yùn)算。2、第2章重點(diǎn)：邏輯代數(shù)的基本定律和常用的恒等式。邏輯函數(shù)的公式化簡(jiǎn)法和卡諾圖化簡(jiǎn)法。難點(diǎn)：最小項(xiàng)、約束項(xiàng)的概念及其在邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)中的應(yīng)用。3、第3章重點(diǎn)：二極管、三極管的開(kāi)關(guān)特性，TTL和CMOS電路的外特性及其應(yīng)用（它們的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)非重點(diǎn)）；難點(diǎn)：TTL和CMOS電路的外特性，邏輯門(mén)的等效符號(hào)應(yīng)用，門(mén)電路的接口問(wèn)題。4、第4章重點(diǎn)：組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)方法。常用組合邏輯電路的功能及基本的應(yīng)用方法。難點(diǎn)：用中規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)組合邏輯電路，組合邏輯電路中的競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象和消除方法。5、第5、6章重點(diǎn)：基本RS觸發(fā)器、同步RS觸發(fā)器、主從觸發(fā)器、邊沿觸發(fā)器的邏輯功能描述。同步時(shí)序邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)；難點(diǎn)：觸發(fā)器的電路原理。狀態(tài)圖和狀態(tài)表的形成。6、第7章重點(diǎn)：存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)原理、容量、容量擴(kuò)展和使用；難點(diǎn)：存儲(chǔ)器的電路原理。7、第8章重點(diǎn)：555定時(shí)器及其應(yīng)用；難點(diǎn)：脈沖電路的分析方法、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和555定時(shí)器的電路構(gòu)成和原理。8、第9章重點(diǎn)：倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器(DAC)、集成D/A轉(zhuǎn)換器7533的工作原理及相關(guān)計(jì)算；難點(diǎn)：A/D轉(zhuǎn)換器(ADC)的工作原理及其特點(diǎn)。教學(xué)方法：明確重點(diǎn)難點(diǎn)，理論聯(lián)系實(shí)際，重點(diǎn)內(nèi)容多舉例說(shuō)明分析和解決問(wèn)題的方法，適當(dāng)采用討論式教學(xué)方法。五、考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定方式考試考試成績(jī)=平時(shí)*10%+實(shí)驗(yàn)*25%+段考*10%+期考*%55六、教材及參考書(shū)目推薦教材：《電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分》，康華光主編，高等教育出版社，第五版（2006）主要參考書(shū)：1、《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》，閻石主編，高等教育出版社，.第五版（2006）2、《電子技術(shù)及其應(yīng)用基礎(chǔ)（數(shù)字部分）》，李哲英主編，高等教育出版社，（2003）《數(shù)字電路A》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱Digitalcircuit experiment一、課程基本信息課程代碼：ZB26111周數(shù)/學(xué)時(shí)數(shù)：5/15適用專業(yè)：電子信息工程、通信工程、自動(dòng)化控制課程類別：專業(yè)必修課先修課程：電路分析、模擬電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)的總體目的和要求1.對(duì)學(xué)生的要求使學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步理解數(shù)字電路的基本知識(shí)和分析方法，掌握數(shù)字電路在實(shí)際應(yīng)用中的基本操作技能，提高發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，為形成綜合職業(yè)能力打下基礎(chǔ)。2.對(duì)教師的要求（1）訓(xùn)練學(xué)生的正確實(shí)驗(yàn)操作規(guī)程，培養(yǎng)良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣；（2）使學(xué)生掌握基本元器件和基本電路的性能指標(biāo)及分析、測(cè)試方法及相關(guān)的應(yīng)用技術(shù)；（3）掌握實(shí)驗(yàn)箱及常用儀器的使用；（4）鍛煉學(xué)生分析、判斷、解決實(shí)際問(wèn)題能力。3.對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的要求要求配備模擬電路實(shí)驗(yàn)箱以及相關(guān)測(cè)試設(shè)備。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一實(shí)驗(yàn)名稱：邏輯門(mén)電路實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：驗(yàn)證基本門(mén)電路的邏輯功能并進(jìn)行門(mén)電路之間的相互轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：3實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：1.熟悉數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用2.驗(yàn)證基本門(mén)電路功能3.了解集成電路的外引線排列及其使用方法4.掌握基本門(mén)電路之間相互轉(zhuǎn)換方法實(shí)驗(yàn)條件：數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱、直流穩(wěn)壓電源、萬(wàn)用表、集成芯片：74LS08,74LS32,74LS00,74LS04,74LS86實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目二實(shí)驗(yàn)名稱：組合邏輯電路實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1．搭建半加器電路并驗(yàn)證其邏輯功能2．驗(yàn)證3線-8線譯碼器的邏輯功能3．驗(yàn)證數(shù)據(jù)選擇器的邏輯功能實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：3實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：1.掌握組合邏輯電路的分析、設(shè)計(jì)方法；2.掌握幾個(gè)常用的中規(guī)模集成電路的工作原理及邏輯功能；3.通過(guò)設(shè)計(jì)電路學(xué)習(xí)集成電路的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)條件：數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱、直流穩(wěn)壓電源、萬(wàn)用表、集成芯片：74LS00,74LS138,74LS153實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目三實(shí)驗(yàn)名稱：觸發(fā)器實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1.用邏輯門(mén)實(shí)現(xiàn)基本觸發(fā)器并驗(yàn)證其邏輯功能2.測(cè)試并驗(yàn)證D觸發(fā)器的邏輯功能3.測(cè)試并驗(yàn)證JK觸發(fā)器的邏輯功能4.驗(yàn)證D觸發(fā)器和JK觸發(fā)器的相互轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：3實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：1.掌握基本觸發(fā)器的組成及邏輯功能；2.掌握D觸發(fā)器和JK觸發(fā)器的邏輯功能及觸發(fā)方式；3.掌握觸發(fā)器之間的轉(zhuǎn)換方法實(shí)驗(yàn)條件：數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱、直流穩(wěn)壓電源、萬(wàn)用表、集成芯片：74LS00,74LS74,74LS112實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目四實(shí)驗(yàn)名稱：計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1.用集成觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)4位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器2.用D觸發(fā)器構(gòu)成計(jì)數(shù)器3.驗(yàn)證集成計(jì)數(shù)器74LS161的功能4.用一片74LS161設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)十六進(jìn)制以內(nèi)的計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：3實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：（1）熟悉由集成觸發(fā)器構(gòu)成的計(jì)數(shù)器電路及其工作原理；（2）熟練掌握常用中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器的工作原理及其應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)條件：數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱、直流穩(wěn)壓電源、萬(wàn)用表、集成芯片：74LS74,74LS112,74LS161實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目五實(shí)驗(yàn)名稱：計(jì)數(shù)、譯碼與顯示實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1.用譯碼驅(qū)動(dòng)器和數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)譯碼顯示2.用多塊集成計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)十六進(jìn)制以上的計(jì)數(shù)器3.將計(jì)數(shù)器輸出連接到譯碼器和數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)、譯碼與顯示實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：驗(yàn)證性實(shí)