数字电子技术课程是为电气类、电子信息类、自动化类、计算机类等相关专业的本科生开设的一门专业基础课,是工科电类专业本科生的必修课程。
通过数电课程的学习,培养工程思维方法,提高逻辑思维能力;通过理论联系实践的能力培养,提高分析和解决问题的综合能力。在职电气工程人员和社会人员通过本门课程的学习,也可以提高解决实际工程问题的能力。
数电课程也是工程教育专业认证的一块基石,工程认证将帮助同学们走向国际化。
课程内容体系由六部分组成,基础部分、组合逻辑电路部分、触发器部分、时序逻辑电路部分,相关知识部分,以及实践部分。
基础部分,介绍基本逻辑门(与门、或门、非门)逻辑功能,及表达方法(逻辑电路图、逻辑函数表达式、真值表等);介绍逻辑代数(布尔代数)的运算规则;介绍逻辑函数表达式的代数法化简、卡诺图法化简。这部分是课程的基础,是基本模块、基本工具。
组合逻辑电路部分,介绍几种常用的组合逻辑电路,讲解他们是如何由基本逻辑门组合构成的。逻辑电路的分析、设计都是依据逻辑函数表达式进行的。组合逻辑电路的输出直接取决于输入,电路不存在反馈,也不具有记忆功能。组合逻辑电路是一个重点,不是难点,需要认真细心学习,熟练掌握逻辑电路的分析、设计方法。
触发器部分,同样由基本逻辑门组合构成,但是引入了反馈,具有记忆功能,可以存储信息。触发器是一个重点,也是一个难点;电路输出不仅与输入有关,还与系统过去的状态有关。通过基本RS触发器结构,了解触发器的核心结构的工作原理;通过加装控制与门实现触发器受时钟脉冲同步控制的机理;通过结构变化实现不同功能的触发器、实现不同的触发方式。
时序逻辑电路部分,典型的时序逻辑电路有寄存器、移位寄存器、计数器。结构上由触发器+组合逻辑电路构成;分析方法上,增加状态转换表、状态转换方程、状态转换图、时序图等。
相关知识部分,介绍与数字电路相关的几种电路,有存储器、定时器、模数转换等。
实践部分,相关实验跟随课程进度开展实验即可。理论引导实验,实验促进教学。课程设计在课程结束后进行。
如果授课对象是一年级学生,因相关知识部分涉及二极管、三极管知识、运算放大电路比较器模式等内容;因此相关知识部分对一年级学生的要求是以会使用为目的,重点在其他几部分。这部分知识中二极管工作在导通和截止二种状态,三极管(场效应管)工作在饱和导通和截止二种状态;或者说,二极管(三极管)在数字电路中可以理想化(等效)为一个开关的闭合和断开二种状态。至于运算放大电路比较器模式,规则是同相端输入电压大于反向端输入电压时,比较器输出为高电平“1”,反向端大于同相端时,输出低电平“0”。等到电路分析课程、模拟电子技术课程相关知识学习后,自然融会贯通。
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;
了解电子技术的发展趋势,掌握最新的电子技术知识;
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;
具有独立查阅电子技术资料的能力。
在线学习及章节单元测验成绩占比30%,单元作业及互评占比10%,课堂交流活跃度占比10%,期末考试成绩占比50%。
按百分制计分,60分至84分为合格,85分至100分为优秀。
课程内容体系六部分,基础部分、组合逻辑电路部分、触发器部分、时序逻辑电路部分,相关知识部分,以及实践部分。
基础部分、组合逻辑电路部分、触发器部分、时序逻辑电路部分具有高中知识即可。
相关知识部分需要《电路分析》课程的相关知识、《模拟电子技术》课程的相关知识。
[1] 阎石.数字电子技术基础(第六版).北京:高等教育出版社,2016
[2] 康华光.电子技术基础(第五版).北京:高等教育出版社,2006
[3] 王永强,王凡.数字电子技术.西安:西安电子科技大学出版社,2016
学习数字电子技术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真(1)、假(0)和三个基本逻辑运算“与”、“或”、“非”的基础上。具备高中的知识即可。
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。传输、处理模拟信号的电路称为模拟电路,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,统称为“电子技术”。