数字电子技术是计算机类、电子信息类、电气工程类等专业的一门核心专业基础课程。该课程与后续开设的微机原理、单片机原理等专业课程密切相关,是学生专业素质培养的关键性课程之一。
本课程以朱正伟教授主编的《数字电路逻辑设计(第3版)》为主要教材,该教材先后被评为“十一五”、“十二五”国家普通高等教育本科国家级规划教材,“十二五”江苏省高等学校重点教材,江苏省精品教材。
本课程主要讲授数字电子技术的基本概念和基本知识,组合逻辑电路和时序逻辑电路的基本单元、分析方法、设计方法、常用集成电路的应用、自动化设计方法,脉冲波形的与变换,D/A与A/D转换器及应用。其中每一个部分都以常见的中规模集成器件为例来讲授,培养学生解决实际问题的能力。
通过本课程的学习,使学习者能够应用常用的中、小规模数字集成电路进行逻辑电路设计,初步具备阅读和分析典型数字电子电路原理图的能力和数字电子电路调试与检测能力,同时为学习后续专业课程打下坚实的基础。具体目标为:
(1)使学习者对数字逻辑电路设计领域有较全面的了解,同时掌握数字电子技术的基本原理和基本方法。
(2)培养学习者掌握集成芯片的识别与功能测试技术、组合逻辑电路的设计与调试技术、时序逻辑电路的设计与调试技术等理论知识以及相应的实践应用能力。
(3)培养学习者综合运用数字电子技术相关理论和技术分析方法来解决复杂数字逻辑电路设计问题的能力。
(4)使学习者掌握基于FPGA的数字系统设计方法。
数字电子技术总成绩由每章单元测验、每章单元作业、积极参与课堂交流区讨论活跃度和期末测试四部分组成。各部分具体占比如下:
(1)每章单元测验占总评成绩5%;
(2)完成主观作业和作业互评占总评成绩5%;
(3)积极参与课堂交流区讨论活跃度占总评成绩5%;
(4)实验占15%
(4)期末在线考试占总评成绩70%;
每章单元测验和每章单元作业均有截止时间,参加学习的学生需要及时完成作业提交、作业互评和章节测试,以免影响 成绩。
01 逻辑代数基础
理解逻辑电路的概念,掌握逻辑代数的运算、逻辑函数及其表示方法、逻辑函数的公式法化简和卡诺图法化简。
课时
1.1 数字电路概述
1.2 码制
1.3 逻辑代数的运算
1.4 逻辑函数及其表示方法
1.5 逻辑函数的公式化简法
1.6 逻辑函数的卡诺图化简法
02 门电路
掌握TTL门 的逻辑功能、特性参数和使用方法,正确理解TTL门 电路结构及工作原理(推拉、三态、OC),了解逻辑门电路使用中的几个实际问题(接口、抗干扰措施等)。
课时
2.1 集成门电路
03 组合逻辑电路
掌握组合逻辑电路的分析与设计方法,熟练掌握常用中规模集成组合逻辑器件(编码器、译码器、数据选择器、数据分配器、加法器、数值比较器)的工作原理,正确利用集成电路进行电路设计。
课时
3.1 组合逻辑电路的分析
3.2 组合逻辑电路的设计
3.3 编码器与译码器
3.4 数据选择器与数据分配器
3.5加法器与数值比较器
04 触发器
熟练掌握同步RS触发器、主从JK触发器和维持-阻塞边沿D触发器的特性方程、逻辑功能和触发方式,正确理解上述各触发器的电路结构、工作原理和主要参数。
课时
4.1 基本触发器
4.2 同步触发器
4.3 主从触发器和边沿触发器
05 时序逻辑电路
掌握时序逻辑电路的基本分析方法和设计方法 。 正确理解常用中规模集成时序逻辑器件(计数器、移位寄存器)的工作原理、逻辑功能表及应用。
课时
5.1 时序逻辑电路的分析
5.2 时序逻辑电路的设计
5.3 计数器
5.4 集成计数器的应用
高等数学、大学物理、电路分析、模拟电子技术
朱正伟等. 数字电路逻辑设计(第三版)[M]. 北京:清华大学出版社,2017.