数字电子技术基础
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spContent=21世纪,没有任何一项技术像电子技术一样“割裂”着我们的生活,让我们在现实和虚拟世界中游走。当我们享用着手机、电脑、iPad给我们的生活带来乐趣的同时,你们是否想探索它们背后的秘密?跟我们一起来学数字电子技术,从简单的数字电路分析到设计案例的成功实践,实现从新手到数字化高手的蜕变!
—— 课程团队
课程概述

  数字电子技术基础课程是为电气信息类及相关专业的本科生开设的一门专业基础课,是电类专业本科生的必修课程,对实现专业人才培养目标具有承上启下的关键作用。通过本门课程的学习,不仅可以提高逻辑思维能力,使思维清晰化、严谨化,并且通过理论联系实践的能力培养,还可以提高分析和解决问题的综合能力。在职电气科技人员和社会人员通过本门课程的学习,也会提高解决实际工程问题的能力。

  本课程主要教学内容包括三个部分:

(1) 数字电子技术基础知识——模仿课堂板书的形式,展示教学内容,设置启发式问答环节,激发学习兴趣。

(2) 基于Multisim仿真软件的仿真实践——电子技术基础课程必须配合实验教学环节,即理论与实践相结合,才能更好地理解基础知识。

(3) 基于可编程逻辑器件的Verilog HDL语言实例——真正做到“学以致用”。



授课目标

本课程的教学目的如下:

        (1) 掌握电子技术的基本理论、基本知识和基本分析方法,能够分析由多个单元电路组成的电子电路系统的工作原理; 

        (2) 了解电子技术的发展趋势,掌握最新的电子技术知识;

        (3) 具有采用计算机仿真软件进行分析和设计简单电子电路的能力;

        (4) 具有独立查阅电子技术资料的能力。

课程大纲

知识点

发布日期

第一讲

逻辑代数基础

01-01  模拟信号与数字信号

2018-09-07

 08:00

01-02  数制与码制

01-03  基本逻辑运算

01-04  组合逻辑运算

01-05  逻辑运算规律

第二讲

逻辑函数的代数化简

02-01  逻辑代数规则

2018-09-07

 08:00

02-02  逻辑函数的表示方法

02-03  最小项与最大项

02-04  逻辑表达式的化简

第三讲

逻辑函数的卡诺图化简

03-01  变量卡诺图

2018-09-07

 08:00

03-02  函数卡诺图

03-03  函数卡诺图化简方法

03-04  具有约束的卡诺图化简

第四讲

简单门电路与TTL门电路

04-01  集成电路

2018-09-14

 08:00

04-02  简单门电路I

04-03  简单门电路II

04-04  TTL门电路I

04-05  TTL门电路输出特性

04-06  TTL门电路电压传输特性与噪声容限

04-07  TTL门电路输入特性与扇出系数

第五讲

TTL门电路与其它门电路

05-01  TTL门电路输入端负载特性

2018-09-14

 08:00

05-02  TTL门电路静态功耗与延迟时间

05-03  集电极开路门

05-04  三态门

05-05  CMOS

05-06  CMOS传输门

第六讲

组合电路的分析与设计

06-01  组合数字电路分析

2018-09-21

 08:00

06-02  组合数字电路设计

06-03  加法器

第七讲

代码转换电路

07-01  编码器

2018-09-21

 08:00

07-02  二进制译码器

07-03  代码转换译码器

07-04  显示译码器

第八讲

中规模集成组合电路

08-01  数据选择器

2018-09-21

 08:00

08-02  数码比较器

08-03  竞争与冒险

第九讲

触发器

09-01  基本R-S触发器

2018-09-28 08:00

09-02  同步R-S触发器

09-03  D型触发器

09-04  J-K型触发器

09-05  边沿触发器

09-06  锁存器

第十讲

时序电路的分析与设计

10-01  时序电路的特点与分类

2018-09-28 08:00

10-02  同步时序电路的分析

10-03  异步时序电路的分析

10-04  同步时序电路的设计()

10-05  同步时序电路的设计()

第十一讲

中规模集成时序电路I

11-01  中规模同步加法计数器

2018-10-05 08:00

11-02  同步加法计数器的应用

11-03  中规模同步可逆计数器

11-04  中规模异步加法计数器

11-05  异步加法计数器的应用

第十二讲

中规模集成时序电路II

12-01  寄存器

2018-10-05 08:00

12-02  环形计数器

12-03  扭环形计数器

12-04  顺序脉冲发生器

12-05  序列脉冲发生器

第十三讲

半导体存储器与可编程逻辑器件

13-01  只读存储器ROM

2018-10-12 08:00

13-02  ROM的应用

13-03  随机存储器RAM

13-04  可编程逻辑器件概述

13-05  通用阵列逻辑GAL

13-06  CPLDFPGA

第十四讲

脉冲产生及变换电路

14-01  施密特触发器

2018-10-12 08:00

14-02  单稳态触发器

14-03  多谐振荡器

14-04  555定时器

14-05  555定时器的应用I

14-06  555定时器的应用II

14-07  555定时器的应用III

第十五讲

-模转换器与模-数转换器

15-01  -模转换器DAC的工作原理

2018-10-19 08:00

15-02  DAC的技术指标

15-03  -数转换器ADC的基本原理

15-04  并行比较型ADC

15-05  逐次逼近型ADC

15-06  双积分型ADC

15-07  ADC的技术指标


预备知识

电路基础,模拟电子技术基础。


证书要求

课堂测试与章节单元测验占40%,积极参与课堂讨论的次数与质量(获赞10次以上)20%,期末考试占40%

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] 康华光主编,电子技术基础(数字部分)(第五版),北京,高等教育出版社,2006

[3] 秦曾煌主编,电工学(下册),电子技术(第五版),北京,高等教育出版社,1999

[4] 杨春玲 王淑娟主编,数字电子技术基础(第二版),北京,高等教育出版社,2017

[5] Victor P.NelsonH.Troy NagleBill D.CarrollJ.David IrwinDigital Logic Circuit Analysis & 

      DesignPrentice Hall1997

[6] John F.WakerlyDigital DesignHigher Education Press2001

[7] Thomas L.Floyd Digital Fundamentals A Systems ApproachChina Machine Press2014

[8] 夏宇闻 编著, Verilog数字系统设计教程(第三版),北京,北京航空航天大学出版社,2013

[9] 吕波 王敏等编著,MULtisim14 电路设计与仿真,北京,机械工业出版社,2016

 

常见问题

1数字电子技术基础课程需要哪些预备知识?

答:电路的基础知识,例如串联电路的分压原理、并联电路的分流原理以及戴维南等效原理等。模拟电子技术中半导体器件(二极管、晶体管和场效应管)的基本工作原理和外特性。如果具备一定的计算机和通讯技术常识会更好。

2)数字电路和模拟电路的区别?

答:处理模拟信号的电子电路称为模拟电路,模拟信号在时间和数值上都具有连续性,用测量仪器在任意时刻采样的瞬时值都具有明确的物理意义。数字信号在时间和数值上都是离散的,处理数字信号的电子电路称为数字电路。数字电路和模拟电路都含有半导体器件,在模拟电路中,三极管工作在线性放大区,电路对微弱信号的变化非常敏感。在数字电路中,三极管工作在非线性区,具有开关特性。

3)有数电基础的同学与计算机专业的同学相比,在应用Verilog HDL语言进行硬件设计时有哪些优势?

答:计算机专业的同学虽然没有学过“数字电子技术”,但他们掌握编程语言的能力很强。与他们相比,学过“数字电子技术基础”课程的同学,在电子系统的调试与设计过程中,更容易发现软件编程中的“Bug”以及硬件电路中存在的问题,工程实践能力更强。

4)本课程配套的教材是哪本

答:哈尔滨工业大学电类专业本科生选用教材是杨春玲和王淑娟老师主编的《数字电子技术基础(第二版),北京,高等教育出版社,2017。