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数字电子技术基础
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spContent=数字系统广泛应用于通信、计算机、自动控制、互联网、物联网等领域,数字系统与我们的日常生活也密切相关,例如,智能手机、数字电视、数码相机、医用心电图仪、CT仪器设备等都是数字技术的应用实例。本课程将从数字信号的表示开始,讲述数字设计需要的基础知识和各种设计方法,带你进入数字设计世界。
—— 课程团队
课程概述

数字电子技术基础是数字系统设计的入门课程,也是电气、电子信息类相关学科各专业的一门主要技术基础课程,有很强的实践性和工程应用背景。

课程以康华光主编的《电子技术基础(数字部分 第六版)》教材为蓝本,同时参考了其他教材的内容。康华光教学团队编写的《电子技术基础》教材,曾先后获得国家优秀教材奖、特等奖、一等奖和国家科技进步二等奖等四次国家级大奖,也是九五十五十二五国家级规划教材,被国内众多高校采用。

课程内容以逻辑分析与设计为主线,讲解逻辑分析和设计所必须的基础理论。为降低学习难度,内容安排采用先“逻辑”后“电路”次序。首先讲解数制、码制和逻辑代数等基础知识,接着重点讲解组合逻辑电路和时序逻辑电路的分析与设计方法,再介绍当今数字设计的新方法——采用硬件描述语言(Verilog HDL)来描述和仿真数字电路,然后讨论各种数字集成电路(含门电路、可编程逻辑器件和半导体存储器)的原理及使用方法,最后一部分讲解数/模与模/数转换器和脉冲波形的产生与变换电路。采用“视频讲授+在线练习”的教学模式,生动形象、直观明了,易于理解。


授课目标

掌握数字逻辑电路的基本原理、基本分析和基本设计方法,掌握数字集成电路的基本使用方法,了解可编程逻辑器件原理,能够使用硬件描述语言设计、验证并实现数字电路。

掌握半导体存储器、数/模和模/数转换电路的工作原理,为后续课程(如微机原理与接口技术、嵌入式系统、数字集成电路设计等)学习打下基础。

成绩 要求

成绩构成:作业占30%课堂讨论占10%期末考试占60%



课程大纲
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] 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.

[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] 罗杰主编.Verilog HDL与FPGA数字系统设计.北京:机械工业出版社,2015.

[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


教学日历

     节      知识点视频时长单元测验


第 一 章
  数 字 逻 辑 概 论

3学时)
   
1.1 数字信号描述方法01-01 数字信号描述方法14'49"第1周
    周6
    23:00
    前完成
1.2 数制01-02 数制14'44"
01-03 二-十进制数转换15'36"
01-04 其它不同数制间的转换9'57"
 01-05 二进制数的算术运算10'54"
1.3  二进制数的算术运算01-06 有符号数表示(一)6'27"
 01-07 有符号数表示(二)14'55"
 01-08 补码的加减运算15'34"
1.4  二进制代码01-09 二—十进制码13'38"
01-10 格雷码 14'2"
01-11 ASCII码和奇偶校验码10'14"

2,3,

4

第 二 章
  逻 辑 代 数 (
6 学时)
2.1 逻辑代数简介02-01 逻辑代数简介9'10"第4周
    周6
    23:00
    前完成
2.2 逻辑运算和集成逻辑门简介02-02 逻辑代数基本运算15'54"
02-03 复合逻辑运算7'34"
02-04 三态输出逻辑门简介3'55"
02-05 集成逻辑门简介13'47"
2.3 逻辑代数的基本定理和规则02-06 逻辑代数的基本定律11'55"
02-07 逻辑代数的基本规则8'25"
2.4  逻辑函数及其表示方法02-08 逻辑函数及其表示方法13'51"
2.5  逻辑函数的代数化简法02-09 逻辑函数表达式的形式10'35"
02-10 逻辑函数的代数化简法7'52"
02-11 逻辑函数表达式的变换11'46"
2.6 逻辑函数的卡诺图化简法02-12 逻辑函数最小项表达式13'27"
02-13 逻辑函数最大项表达式10'22"
02-14 卡诺图的引出15'10"
02-15 逻辑函数的卡诺图表示法6'55"
02-16 逻辑函数的卡诺图化简法
   
13'1"
02-17 含无关项的逻辑函数化简10'2"
2.7 逻辑门的等效符号及其应用02-18 逻辑门的替代符号14'59"

5,6
第 三 章
  组 合 逻 辑 电 路

12 学时)
3.1 组合逻辑电路的分析03-01 组合逻辑电路的分析11'15"第8周
    周6
    23:00
    前完成
3.2 组合逻辑电路的设计03-02 组合逻辑电路的设计过程11'36"
03-03 组合逻辑电路的优化实现6'19"
3.3 组合逻辑电路中的竞争冒险03-04 组合逻辑电路中的竞争冒险9'23"
3.4 编码器03-05 编码器14'45"
03-06 编码器的应用14'51"

7,8
3.5 译码器03-07 二进制译码器11'25"
03-08 二进制译码器的应用10'43"
03-09 二-十进制译码器5'49"
03-10 七段显示译码器12'55"
03-11 数字显示电路12'32"
3.6 数据分配器与数据选择器03-12 数据分配器9'8"
03-13 数据选择器11'10"
03-14 数据选择器的应用10'19"
3.7 数值比较器与加法运算电路03-15 数值比较器 9'34"
03-16 数值比较器的应用8'41"

9

03-17 半加器和全加器7'9"
03-18 多位数加法器12'27"
第 四 章
  锁 存 器 和 触 发器 

6

学时)
   

   
4.1 概述04-01 概述13'31"第10周
    周6
    23:00前完成
4.2 SR锁存器04-02 用或非门组成的   SR 锁存器(一)13'24"
04-03 用或非门组成的 SR 锁存器(二)12'16"
04-04 用与非门组成的 SR 锁存器18'33"
04-05 门控SR锁存器10'6"

10
4.3 D锁存器04-06 D锁存器的电路结构14'38"
04-07 D锁存器的动态特性13'26"
4.4 主从D触发器04-08 主从D触发器16'55"
04-09 有其他控制端的 D 触发器(一)12'45"
04-10 有其他控制端的 D 触发器(二)15'42"
04-11 主从D触发器的动态特性12'55"
4.5 维持阻塞D触发器04-12 维持阻塞D触发器18'5"
4.6 触发器的逻辑功能04-13 D触发器10'41"
04-14 JK触发器12'39"
04-15 T触发器和SR触发器13'2"






常见问题

1)学习数字电子技术基础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。


2)数字电子技术和模拟电子技术之间有何区别?

答:在电子技术中,被传输、加工和处理的电信号通常分为两类:一类是模拟电信号,简称模拟信号或模拟量,其特点是它的电压或电流的幅值随时间连续变化。用于传输、加工和处理模拟信号的电子电路称为模拟电子技术,或简称模拟电路。

另一类是数字电信号,简称数字信号或数字量,其特点是它的电压或电流在幅值上和时间上都是离散的、不是连续的信号。表示数字量的信号称为数字信号。用于传输、加工和处理数字信号的电子电路称为数字电子技术,或简称数字电路。由于数字电路的各种功能是通过逻辑运算和逻辑判断来实现的,所以,又将数字电路称为数字逻辑电路。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)数字信号如何表示呢?

  可以用两个离散值(01来表示。

  可以用高、低电平来表示。

  还可以用波形图来表示。