数字电子技术
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spContent=在信息社会中,“数字化”浪潮已经席卷了电子技术几乎所有的应用领域,上至前沿科技,下至日常生活,我们已经进入“数字化生存”模式。数字电子技术作为电子时代的支撑技术,在全球电子信息化的进程中起着巨大的推动作用。 本课程将从最简单、最核心的数字0和1开始,带你走进数字电子世界的大门。
—— 课程团队
课程概述

数字电子技术课程是高校工科电类和偏电类各专业学生不可缺少的一门技术基础课,是各高校相关专业研究生考试的必考课程,也是从事电子技术相关的工程技术人员和广大电子爱好者的参考课程。

通过该课程的学习,可培养学生掌握电子器件原理及其正确的使用;培养学生掌握基础数字电路的分析和设计方法;培养学生掌握电子电路在工程实践中的应用以及培养学生具有一定的分析和解决电子工程中实际问题的能力。此外,通过该课程的学习,还可极大提高学生的逻辑思维能力。

本课程共58讲,分为逻辑代数基础、门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、半导体存储器、数字系统的分析和设计、可编程逻辑器件、脉冲波形的产生与整形以及模-数和数-模转换电路等,每一章还包含实验在内的拓展资源。课程内容涵盖了数字电子技术的几乎所有基础理论,可为学习者着手进行中大规模数字电路或数字系统的设计提供丰富的专业基础知识。


授课目标

       通过课程的学习,为学生提供在数字电路或数字系统中需要的专业基础知识,培养学生掌握电子器件的原理及其正确的使用,培养学生掌握基础电子电路的分析设计方法,培养学生掌握数字电路在工程实践中的应用,从而极大地提高学生的逻辑思维能力以及分析和解决电子工程中实际问题的能力。

课程大纲

第1章  逻辑代数基础

第1讲 逻辑变量与逻辑运算

第2讲 逻辑代数的公式和定理

第3讲 逻辑函数及其表示方法

第4讲 逻辑函数的标准形式和卡诺图表示法

第5讲 逻辑函数的公式化简法

第6讲 逻辑函数的卡诺图化简法

拓展资源

第1章 单元测验

第1章 单元作业

第2章 门电路

第7讲 半导体器件的开关特性和分立元件门电路

第8讲 TTL集成门电路工作原理和电压传输特性

第9讲 TTL反相器的外部特性

第10讲 TTL特殊门电路

第11讲 CMOS 集成门电路

拓展资源

第2章  单元测验

第3章 组合逻辑电路

第3章 单元测验

第12讲 组合逻辑电路的概述及分析方法

第13讲 组合逻辑电路的设计

第14讲 编码器

第15讲 译码器

第16讲 加法器

第17讲 数值比较器

拓展资源

第3章 单元作业

第4章 触发器

第4章 单元测验

第18讲  基本触发器和同步触发器

第19讲  主从触发器

第20讲  边沿触发器

第21讲 触发器逻辑功能的描述方法及其转换

拓展资源

第5章  时序逻辑电路

第22讲  时序逻辑电路概述

第23讲 时序逻辑电路的分析

第24讲 时序逻辑电路的设计

第25讲 寄存器

第26讲 异步二进制计数器

第27讲 异步十进制计数器

第28讲 同步计数器的构成

第29讲 中规模集成同步计数器

第30讲 任意进制计数器

拓展资源

第5章 单元测验

第6章 半导体存储器

第31讲 半导体存储器概述

第32讲 只读存储器的结构和掩膜ROM、PROM

第33讲 可擦除的可编程只读存储器(EPROM)

第34讲 随机存取存储器(RAM)

第35讲 存储器的应用

拓展资源

第6章 单元测验

第7章  数字系统的分析与设计

第36讲 数字系统组成、分析与设计方法概述

第37讲 数字系统的扩展—中规模组合逻辑电路的扩展

第38讲 数字系统的扩展—中规模集成计数器的扩展

第39讲 数字系统的扩展—移位寄存器的扩展和存储器的容量扩展

第40讲 数字系统的分析—组合复合型

第41讲 数字系统的分析—组合时序型

第42讲 数字系统的分析—时序复合型

第43讲 数字系统的分析—时序组合型

第44讲 数字系统的设计

拓展资源

第7章 单元测验

第8章 可编程逻辑器件

第45讲 可编程逻辑器件概述

第46讲 现场可编程逻辑阵列

第47讲 可编程阵列逻辑

第48讲  通用阵列逻辑

拓展资源

第8章 单元测验

第9章 脉冲波形的产生与整形

第49讲 脉冲波形的产生与整形概述

第50讲 555定时器的结构和原理

第51讲 555定时器构成的施密特触发器

第52讲 555定时器构成的单稳态触发器

第53讲 555定时器构成的多谐振荡器

拓展资源

第9章 单元测验

第10章 数模和模数转换

第54讲 数模和模数转换概述

第55讲 数模转换器(DAC)

第56讲 模数转换(A/D)的一般过程

第57讲 直接型的ADC--并联比较型和逐次逼近型

第58讲 间接型的ADC-双积分型

拓展资源

第10章 单元测验

预备知识

电工或电路基础,半导体器件基础知识

证书要求

1.每章单元测验占总评成绩25%;

2.积极参与课堂交流区讨论活跃度占总评成绩10%;

3.完成主观作业和作业互评占总评成绩15%

4.期末在线考试占总评成绩50%;

总评成绩按百分制计分,60~84分为合格,85~100分为优秀。


参考资料

[1] 阎石主编,数字电子技术基础(第五版),北京,高等教育出版社,2005

[2] 覃爱娜主编,数字电子技术实用教程,武汉,华中科技大学出版社,2009

[3] 陈明义主编,数字电子技术,北京,中国水利水电出版社,2015

[4] 覃爱娜,李飞主编,电子技术,北京,中国水利水电出版社,2016

[5] Modern Digital Electronics(Third Edition)R.P.Jain,清华大学出版社,2008





常见问题

1)学习“数字电子技术基础”课程需要哪些数学基础?

答:学习数字电子技术的数学基础主要是布尔代数,也即逻辑代数,该理论主要建立在两个逻辑值01和三个基本运算“与”、“或”、“非”的基础上,与普通代数有很大的区别,所以没有很强数学功底的学生也可以很好地学习本门课程

 

2)数字电子技术和模拟电子技术的区别?

答:数字电子技术研究数字电路,模拟电子技术研究模拟电路,模拟信号是指在时间和数值上都连续变化的信号,传输、处理模拟信号的电路称为模拟电路;数字信号是指在时间或数值上离散的信号,而传输、处理数字信号的电路称为数字电路。在电子技术领域中这两大类电路对应数字电子技术和模拟电子技术,它们的工程性和实践性都很强,两者既有区别有相互联系,统称为“电子技术”。

 

3)数字电子技术主要研究哪些内容?

         答:数字电子技术研究各种数字器件、数字电路、数字系统以及模数混合系统的工作原理和分析与设计方法。