hi,小慕
数字电子技术
第1次开课
开课时间: 2023年05月11日 ~ 2023年07月31日
学时安排: 3-5小时每周
当前开课已结束 已有 344 人参加
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课程详情
课程评价
spContent=数字电路设计是机电、电气、电子、智能制造工程等各专业的一门重要技术基础课。研究数字信号的产生、变换、传输和存储。具有自身的体系和很强的实践性。课程内容包含分析数字逻辑电路的基本理论——逻辑代数;数字集成电路的物理实现——MOS门;组合逻辑电路和时序逻辑电路的分析与设计;中、大规模数字集成电路和可编程逻辑器件的电路结构及使用;模数与数模转换电路等。 通过课程学习,使学生掌握常用数字电路的分析和设计方法,具备应用数字电子技术的基本能力,为学习后续课程和数字电子技术在专业中的应用打好基础。
数字电路设计是机电、电气、电子、智能制造工程等各专业的一门重要技术基础课。研究数字信号的产生、变换、传输和存储。具有自身的体系和很强的实践性。课程内容包含分析数字逻辑电路的基本理论——逻辑代数;数字集成电路的物理实现——MOS门;组合逻辑电路和时序逻辑电路的分析与设计;中、大规模数字集成电路和可编程逻辑器件的电路结构及使用;模数与数模转换电路等。 通过课程学习,使学生掌握常用数字电路的分析和设计方法,具备应用数字电子技术的基本能力,为学习后续课程和数字电子技术在专业中的应用打好基础。
—— 课程团队
课程概述

数字电路设计机电系统设计的入门课程,也是机电、电气、电子信息、智能制造等相关学科各专业的一门主要技术基础课程,是一门实践与应用背景很强的专业应用性课程。课程的任务是使学生获得电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能,引导学生把马克思主义立场、观点、方法与科学精神的培养结合起来,提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力。强化学生工程伦理教育,培养学生精益求精的大国工匠精神,激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。课程内容包含分析数字逻辑电路的基本理论——逻辑代数;数字集成电路的物理实现——MOS门;组合逻辑电路和时序逻辑电路的分析与设计;中、大规模数字集成电路和可编程逻辑器件的电路结构及使用;模数与数模转换电路等。 通过课程学习,使学生掌握常用数字电路的分析和设计方法,具备应用数字电子技术的基本能力,为学习后续课程和数字电子技术在专业中的应用打好基础。要求学生达到以下目标:

课程目标1:提高学生正确认识问题的能力,使学生掌握数字电子技术的基础知识、基本概念和基本方法,基本数字电子器件的特性、结构、功能作用及使用方法,能够运用马克思主义立场、观点、方法,辩证地看待问题,分析问题的主要矛盾。

课程目标2:掌握逻辑代数、逻辑门、组合逻辑电路、时序逻辑电路的分析和设计方法。掌握电路的结构、各元件的作用及性能指标计算方法,能对给出电路进行模型化处理,分析计算电路的技术指标和参数,提高学生分析问题和解决问题的能力。

课程目标3:掌握逻辑门、组合逻辑电路、时序逻辑电路的分析和设计方法、能够通过计算、仿真和实验等方法验证模型的正确性。

课程目标4:掌握逻辑思维的方法和具备逻辑分析和设计的能力,并能利用其解决实际问题。掌握常用的数字电路的结构、功能及电路元件的选用方法,并能根据系统要求合理选择电路方案,确定电路元件参数,分析电路技术指标。


课程目标5:能根据系统要求,设计一般数字电子系统,确定电路结构,选用电路元件,通过实验和模拟仿真等方法验证技术指标参数,能够正确使用常用电子仪器,如示波器、信号发生器、万用表、稳压电源等。掌握数字电子电路的基本测试技术,如脉冲信号主要参数的测试;数字电路逻辑功能的测试等。

课程里面安排了大量的例题和解决办法,可以作为学生期末复习和考研复习的参考。




授课目标

课程目标1:提高学生正确认识问题的能力,使学生掌握数字电子技术的基础知识、基本概念和基本方法,基本数字电子器件的特性、结构、功能作用及使用方法,能够运用马克思主义立场、观点、方法,辩证地看待问题,分析问题的主要矛盾。

课程目标2:掌握逻辑代数、逻辑门、组合逻辑电路、时序逻辑电路的分析和设计方法。掌握电路的结构、各元件的作用及性能指标计算方法,能对给出电路进行模型化处理,分析计算电路的技术指标和参数,提高学生分析问题和解决问题的能力。

课程目标3:掌握逻辑门、组合逻辑电路、时序逻辑电路的分析和设计方法、能够通过计算、仿真和实验等方法验证模型的正确性。

课程目标4:掌握逻辑思维的方法和具备逻辑分析和设计的能力,并能利用其解决实际问题。掌握常用的数字电路的结构、功能及电路元件的选用方法,并能根据系统要求合理选择电路方案,确定电路元件参数,分析电路技术指标。

课程目标5:能根据系统要求,设计一般数字电子系统,确定电路结构,选用电路元件等。


课程大纲
数字逻辑概论
课时目标:(1) 掌握二进制、十六进制数及其与十进制数的相互转换。(2) 掌握8421 编码,了解其他常用编码。
1.1 数字信号与数字电路
1.2 数制
1.3 二进制的算术运算
1.4 二进制代码
1.5 二值逻辑变量与基本逻辑运算
1.6 逻辑函数及其表示方法
逻辑代数基础
课时目标:(1) 掌握逻辑代数中的基本定律和定理。(2) 掌握逻辑关系的描述方法及其相互转换。(3) 掌握逻辑函数的化简方法。
2.1 逻辑代数的基本定律和规则
2.2 逻辑函数表达式的形式
2.3 逻辑函数的代数化简法
2.4 逻辑函数的卡诺图化简法
逻辑门电路
课时目标:(1)了解半导体二极管、晶体管和MOS 管的开关特性。(2) 了解TTL 、CMOS 门电路的组成和工作原理。(3) 掌握典型TTL 、CMOS 门电路的逻辑功能、特性、主要参数和使用方法。
3.1 逻辑门电路简介
3.2 基本CMOS 逻辑门电路
3.3 CMOS 逻辑门电路的不同输出结构及参数
3.4 类NMOS 和BiCMOS 逻辑门电路
3.5 TTL 逻辑门电路
3.6 逻辑描述中的几个问题
3.7 逻辑门电路使用中的几个实际问题
组合逻辑电路
课时目标:(1) 掌握组合电路的特点、分析方法和设计方法。(2) 掌握编码器、译码器、加法器、数据选择器和数值比较器等常用组合电路的逻辑功能及使用方法。(3) 了解组合电路的竞争-冒险现象及其消除方法。
4.1 组合逻辑电路的分析
4.2 组合逻辑电路的设计
4.3 组合逻辑电路中的竞争与冒险
4.4 若干典型的组合路基电路
4.5 组合可编程逻辑器件
锁存器和触发器
课时目标:(1) 掌握触发器逻辑功能的描述方法。(2) 理解基本RS 触发器的电路结构、工作原理及动态特性。(3) 了解典型时钟触发器的电路结构及触发方式。
5.1 基本双稳态电路
5.2 SR锁存器
5.3 D触发器
5.4 触发器的电路结构和工作原理
5.5 触发器的逻辑功能
时序逻辑电路
课时目标:(1) 掌握时序电路的特点、描述方法和分析方法。(2) 掌握计数器、寄存器等常用时序电路的工作原理、逻辑功能及使用方法。(3) 掌握同步时序电路的设计方法。
6.1 时序逻辑电路的基本概念
6.2 同步时序逻辑电路的分析
6.3 同步时序逻辑电路的设计
6.4 异步时序逻辑电路的分析
6.5 若干典型的时序逻辑电路
6.6 简单的时序可编程逻辑器件GAL
半导体存储器
课时目标:(1) 理解ROM 、RAM 的电路结构、工作原理和扩展存储容量的方法。(2) 理解用ROM 实现组合逻辑函数的方法。
7.1 只读存储器
7.2 随机存取存储器
脉冲的产生和整形电路
课时目标:(1) 了解脉冲信号参数的定义。(2) 理解施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器的工作原理、主要参数的分析方法及应用电路设计。(3) 了解555 定时器的工作原理及应用电路的设计。
8.1 单稳态触发器
8.2 施密特触发器
8.3 多谐振荡器
8.4 555 定时器及其应用
数模转换器和模数转换器
课时目标:(1) 了解D/A 、A/D 转换器的功能及主要参数。(2) 理解常见的D/A 和A/D 转换器的电路组成、工作原理、特点及应用。
9.1 D/ A 转换器
9.2 A / D 转换器
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预备知识

二极管、三极管(BJT、MOS)等电子器件的基础知识

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] []Thomas  Floyd,娄淑琴等译.数字电子技术基础系统方法.北京:机械工业出版社,2018

[3] 阎石主编,数字电子技术基础(第五版),北京:高等教育出版社,2006

[4]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.

[5] 国家精品资源共享课程华中科技大学《电子技术基础》网址: https://www.icourses.cn/coursestatic/course_2550.html

[6]王素青,鲍宁宁主编.电子线路实验与课程设计.北京:国防工业出版社,2016


常见问题

1)何为数字电路?

      答:数字电路是由许多的逻辑门组成的复杂电路,与模拟电路相比,它主要进行数字信号的处理(即信号以0与1两个状态表示),因此抗干扰能力较强。由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能,所以又称数字逻辑电路。一个数字系统一般由控制部件和运算部件组成,在时脉的驱动下,控制部件控制运算部件完成所要执行的动作。通过模拟数字转换器数字模拟转换器,数字电路可以和模拟电路互相连接。现代的数字电路由半导体工艺制成的若干数字集成器件构造而成。逻辑门是数字逻辑电路的基本单元。存储器是用来存储二进制数据数字电路。从整体上看,数字电路可以分为组合逻辑电路时序逻辑电路两大类。

(2)学习数字电路设计课程需要哪些预备知识?

答:主要是模拟电子技术课程中半导体器件的基础知识,如二极管、三极管(MOS、BJT)的结构、工作原理及特性。


常州大学
1 位授课老师
佘世刚

佘世刚

研究员

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