数字逻辑电路
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—— 课程团队
课程概述

《数字逻辑电路》是数字系统设计的入门课程,也是各高等院校电气、电子信息类相关学科各专业的一门主要技术基础课程。该课程既具有很强的理论性、系统性,又有很强的工程性、实践性。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,提高分析和解决复杂工程问题的能力。

本课程选用康华光主编的《电子技术基础(数字部分 第六版)》为教材,采用“视频讲授+讨论+测验+作业”的教学模式。

为符合在线开放课程的特点并方便广大学习者,我们将本课程分为9个单元,其中基础部分的内容包括6个单元:数字逻辑概论、逻辑代数、逻辑门电路、组合逻辑电路、锁存器和触发器、时序逻辑电路;拓展部分的内容包括3个单元:半导体存储器、脉冲波形的变换与产生、数模和模数转换器。每一个单元又划分为若干个小节,每一小节对应一个知识点。并且每小节均配有“本节主要内容”、“学习完本节,你能”和“小结”,方便学习者自主学习。课程内容几乎涵盖了数字逻辑电路的所有基础理论,可为学习者着手设计中大规模数字电路或数字系统提供丰富的专业知识。

授课目标

使学生掌握数字逻辑电路的基本工作原理、分析方法和应用技能;能够对各种基本逻辑单元进行分析和设计;学会使用标准的集成电路,初步具备根据实际要求应用这些单元和器件构成简单数字电子系统,为今后深入学习电类专业某些领域的内容,以及为解决工程实践中所遇到的数字系统问题打下坚实的基础。

课程大纲

第一单元 数字逻辑概论

第一节 数字信号的描述方法

第二节 数制

第三节 二进制的算术运算

第四节 二进制代码

第五节 二值逻辑变量与基本逻辑运算

第六节 逻辑函数及其表示方法

第二单元 逻辑代数

第一节 逻辑代数的基本定律和规则

第二节 逻辑函数表达式的形式

第三节 逻辑函数的代数化简法

第四节 逻辑函数的卡诺图化简法

第三单元 逻辑门电路

第一节 逻辑门电路简介及相关知识储备

第二节 MOS逻辑门电路

第三节 TTL逻辑门电路

第四节 逻辑描述的几个问题及逻辑门实际应用相关问题

第四单元 组合逻辑电路

第一节 组合逻辑电路的分析

第二节 组合逻辑电路的设计

第三节 组合逻辑电路中的竞争-冒险

第四节 若干典型的组合逻辑电路

第五单元 锁存器和触发器

第一节 基本双稳态电路

第二节 SR锁存器

第三节 D锁存器

第四节 触发器的电路结构和工作原理

第五节 触发器的逻辑功能

第六单元 时序逻辑电路

第一节 时序逻辑电路的基本概念

第二节 同步时序逻辑电路的分析

第三节 同步时序逻辑电路的设计

第四节 异步时序逻辑电路的分析

第五节 若干典型的时序逻辑电路

第七单元 半导体存储器

第一节 只读存储器

第二节 随机存取存储器

第八单元 脉冲波形变换与产生

第一节 单稳态触发器

第二节 施密特触发器

第三节 多谐振荡器

第四节 555定时器及其应用

第九单元 模数与数模转换器

第一节 D/A转换器

第二节 A/D转换器

预备知识

高等数学(有微积分基础知识即可),大学物理

证书要求


参考资料

[1] 康华光主编,电子技术基础(数字部分)(第六版).北京:高等教育出版社,2014

[2] 秦曾煌主编,电工学(下册),电子技术(第七版).北京:高等教育出版社,2009

[3] 罗杰,彭容修主编.数字电子技术基础(第三版).北京:高等教育出版社,2014.

[4] 王友仁,陈则王,洪春梅主编,数字电子技术基础(第五版),北京:机械工业出版社,2012

[5] 爱课程在线开放课程 网址:http://www.icourses.cn/oc/

常见问题

1)高等数学没学好,学习数字逻辑电路课程有困难吗?

答:《数字逻辑电路》只需要大家掌握《高等数学》中一些最基本的知识,如微积分的基本概念等。本课程的数学基础是逻辑代数,即布尔代数。该理论主要建立在两个逻辑值01和三个基本运算的基础上,与普通代数有很大的区别。也就是说,没有很强高等数学功底的学生,只要你的逻辑思能力够强,也可以很好地学习本门课程。

2)数字电路和模拟电路的区别?

答:工程上,通常将电信号分为模拟电信号和数字电信号两大类,简称模拟信号和数字信号。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。这两大类电路,都有着广泛的应用,其工程性和实践性很强。

3)学完本课程后,我能做什么?

答:《数字逻辑电路》是专业基础课,主要内容包括组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。通过本课程的学习,你可以自行设计一个与我们日常生活密切相关的实际电路,如:抢答器、数字钟、交通灯等。当你在设计电路的时候,你可能需要经历以下几个步骤:文献查阅、方案设计、仿真验证、器件选择、系统联调。如此,你各方面的技能都会有所提升,也为后续专业课的学习作好前期准备。