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”和“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。
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。
成绩构成:作业占30%,课堂讨论占10%,期末考试占60%。
二极管、三极管(BJT、MOS)等电子器件的基础知识
[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
周 | 章 | 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" | ||||
第 2,3, 4 周 | 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" | |||
第 5,6 周 | 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" | ||||
第 7,8 周 | 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" | ||||
第 9 周 | 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" | ||||
第 10 周 | 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" | ||||
(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(0和1)来表示。
可以用高、低电平来表示。
还可以用波形图来表示。