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现代数字电子技术基础
第14次开课
开课时间: 2025年02月21日 ~ 2025年07月10日
学时安排: 3
当前开课已结束 已有 1319 人参加
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课程图谱
课程评价(655)
spContent=数字电子技术神奇而美妙、无所不能且无处不在,大到北斗导航系统、FAST射电望远镜、蛟龙号,小到各类移动终端等。课程使学习者在现代数字电子技术的基础理论、实践能力和创新精神三方面同步收获,亦可作为电子类相关工程技术人员的学习课程。让我们共同携手,开启学习之旅, 共创未来!
数字电子技术神奇而美妙、无所不能且无处不在,大到北斗导航系统、FAST射电望远镜、蛟龙号,小到各类移动终端等。课程使学习者在现代数字电子技术的基础理论、实践能力和创新精神三方面同步收获,亦可作为电子类相关工程技术人员的学习课程。让我们共同携手,开启学习之旅, 共创未来!
—— 课程团队
课程概述

目前,数字电路技术已经广泛地应用于通信、计算机、电视、雷达、自控、电子测量仪表等各个科学领域。所以,《现代数字电子技术基础》课程已经成为电子工程、通信工程、自动化、机械、计算机等专业的重要技术基础课程。

本课程总授课48学时,采用由科学出版社2019年12月出版,陈龙、盛庆华、黄继业、潘松主编的《数字电子技术基础》(第三版)作为主讲教材。

课堂主要讲述课程大纲重点内容。包括逻辑代数和逻辑函数、门电路、组合电路、时序电路、半导体存储器以及数/模和模/数转换电路,并适当介绍新发展,如EDA、数字系统、可测性设计、高速脉冲等内容。本课程内容采用多媒体教学、讨论式教学、翻转课堂方式教学,以提高效率,增加信息量,开阔视野。

本课程又是一门实践性、工程性很强的技术基础课,要掌握课程内容,并能分析、设计数字系统,不仅要重视理论知识,而且还要注意实验技能,这样才能为学习后续课程奠定扎实基础,同时可以全面地提高解决实际问题的能力。因此配合实验,学时数为32学时,实验内容与理论课相联系。通过实验使学生把课堂上学到的理论知识应用到实际之中,也可进一步巩固理论知识,从而提高学生的工程能力。

授课目标

1、通过学习,学生能运用逻辑代数的基本定理和公式、组合电路及时序电路的分析方法、门电路的相关知识,解决数字系统领域中所涉及的复杂工程问题的分析和计算。

2、通过学习,学生能运用编码器、译码器、数据选择器、加法和减法等运算电路、数值比较器和奇偶发生/检测器、D触发器、JK触发器、T触发器及FPGA等常用器件,设计实现复杂数字系统的指定功能。

3、通过学习,学生能利用组合及时序模块电路、现场可编程逻辑器件在程序设计、计数器/定时器、A/D和D/A转换等器件进行分析、仿真模拟控制技术与仪器领域中所涉及的复杂工程问题,能够针对复杂工程问题进行设计方案讨论制定、实施并能够对仿真结果进行分析。

4、通过存储模块、A/D和D/A转换模块、显示模块、电机模块等的设计作业,分组组织学生开展自主学习、小组设计,并在此基础上开展独立设计,并将设计结果在课堂上讨论、辩论、批判,引导学生针对复杂工程问题开展控制系统设计的需求分析,在设计中树立综合考虑系统性能以及经济性、安全性、人机交互性等多种制约因素的设计意识。

课程大纲

第1讲 数制和码制

1.0 课程导论

1.1 模拟信号与数字信号

1.2 数字系统中的数制

1.3 不同数制间的转换

1.4 数字系统中数的表示方法和格式

第1讲单元测验

第2讲 逻辑代数基础

2.1 逻辑代数的运算规则

2.2逻辑函数表述方法

2.3 逻辑函数的标准形式

2.4 逻辑代数化简法

2.5 卡诺图化简法

第2讲单元测验

第3讲 逻辑门功能及其电路特性

3.1 基本逻辑门

3.2 复合逻辑门

3.3 其它辅助门电路

3.4 集成电路逻辑门

第3讲单元测验

第4讲 组合逻辑电路

4.1 组合逻辑电路手工分析

4.2 组合逻辑电路手工设计方法

4.3 编码器

4.4 译码器

4.5 数据选择器与数据分配器

4.6加法器

4.7 比较器

4.8广义译码器

4.9 可编程逻辑器件的机构与原理

4.10组合电路的竞争与冒险

第4讲单元测验

第5讲 组合电路自动化设计

5.1 Quartus Ⅱ软件入门操作

5.2 电路的引脚锁定及下载

5.3 一位全加器的实现

5.4 八位二进制串行进位全加器的实现

第5讲单元测验

第6讲 触发器

6.1 触发器概述

6.2 RS触发器

6.3 D触发器

6.4 JK触发器

6.5 触发器间的转换

6.6 PLD的结构简介

第6讲单元测验

第7讲 时序逻辑电路

7.1 时序逻辑电路的特点与功能

7.2 时序电路的手工分析方法

7.3时序电路的手工设计方法

7.4 寄存器

7.5计数器及其手工设计技术

7.6专用集成计数器应用

第7讲单元测验

第8讲 时序电路自动化设计

8.1计数器的通用模型

8.2有限状态机及基于LPM的宏模块

8.3 verilog语言使用介绍

8.4基于LPM的计数器设计

8.5基于LPM的锁相环设计

8.6 mif文件配置

8.7基于LPM_ROM的4位乘法器设计

8.8 嵌入式逻辑分析仪使用介绍

第8讲单元测验

第12讲 学生课程学习成果展示(大作业)

12.1 智能植物管家

12.2 DDS信号发生器

12.3 悬崖勒马车

12.4 小蜜蜂游戏

12.5 远程机械臂控制

12.6 激光笔识别投影

12.7 人车交互系统

12.8 单人贪吃蛇

12.9 双人贪吃蛇

12.10 生态鱼缸

12.11 基于FPGA的图像处理实时调节系统

12.12 基于图像处理的悬浮车运行参数处理系统

12.13 贪吃蛇游戏辅助系统

12.14 基于FPGA的全自动智能显微镜

12.15 基于FPGA的视角校正

第11讲 实用数字系统综合设计实践

11.1 6位十进制数字频率计设计

11.2 简易电子琴模型设计

11.3 乐曲自动演奏电路设计

11.4 直流电机测控电路设计

11.5 DDS信号发生器设计

11.6 数字移相信号发生器设计

11.7 简易数字电压表设计

11.8 简易数字存储示波器设计

11.9 移相相加型8位硬件乘法器设计

11.10 基于状态机的实用数字系统设计

第9讲 存储器及应用

9.1存储器概述

9.2随机存储器

9.3只读存储器

第9讲单元测验

第10讲 数模与模数转换

10.1 DA转换器(一)

10.2 DA转换器(二)

10.3 AD转换器(一)

10.4 AD转换器(二)

第10讲单元测验

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预备知识

高等数学、大学物理、C++语言

参考资料

1.  康华光编著,电子技术基础——数字部分(第六版),高等教育出版社,2014。

2.  阎石编著,数字电子技术基础(第六版),高等教育出版社,2016。

3. 刘红玲、邵晓根编著,现代数字电子技术基础,清华大学出版社,2011。

4. 潘松、黄继业、潘明编著,EDA技术实用教程——Verilog HDL版(第5版),科学出版社,2013。

5.  陈龙等编著,现代数字电子技术基础实践(第一版),机械工业出版社,2017。

常见问题

问:我是否需要完成所有的作业?

答:不需要。如果你想要获得课程证书,你需要按照授课老师制定的课程大纲和评分标准完成相关作业;如果你不需要证书,仅是为了扩充知识,你可以根据自己的时间与需求自由安排学习进程。

问:如果我没有修完课程或者课程成绩不合格,会对后续学习造成影响吗?

答:本门课程的学习情况不会影响到其他课程的学习。在学习过程中,你可以随时退出课程,不需要担心有负面影响。

问:我可以在哪里看到我的最终成绩和证书?

答:你可以在“我的课程”的“已完成”列表中查看到已结束课程的信息。一般在课程结束后一段时间内,你将查询到自己的最终成绩及证书信息。

问:我的证书可以验证吗?

答:目前平台支持认证证书的验证,验证地址:https//www.icouse163.org/verify

问:忘记登录密码怎么办?

答:请提供昵称,发送邮件

问:感觉测验答案有错误,怎么办?

答:你可以选择在测试作业讨论区反映这一问题,如果问题较为普遍,相关的老师与助教会给予反馈处理。

问:如果错过了测验截止时间怎么办?

答:很抱歉,一旦错过测验截止时间,你将无法获得相关成绩。你可以作为自我学习进行测验,但提交的结果将无法获得分数。

问:测验可以反复提交吗?

答:课程测验允许多次提交,具体次数参见规定。你可以在测验界面查看到可提交次数。答案提交后系统将自动判分,取多次结果中的最高分作为该测验的最后得分。超出规定次数后,你将无法提交答案。

问:如果错过了作业截止时间怎么办?

答:很抱歉,一旦错过截止时间,你将无法获得相关成绩。你可以作为自我学习完成作业,但提交的结果将无法获得分数。

问:作业可以反复提交吗?

答:可以,在提交截止时间前,可反复提交作业,以最后一次提交的答案为评分对象。

问:如果错过了考试截止时间怎么办?

答:一旦错过考试截止时间,你将无法获得相关成绩。你可以继续参加客观题部分的考试作为自我检测,但提交的结果将无法获得分数。

问:考试可以反复提交么?

答:考试只能提交一次,请谨慎作答!

问:考试中途有事离场/断网,可以暂停考试么?

答:不可以暂停或保存,考试模拟线下真实考试的环境,对特殊情况不做特别处理。请尽量确保在网络环境稳定的情况下完整完成考试。

问:无法提交考试怎么办?

答:请反馈相关的错误报告以方便课程组解决,报告请包括以下要点:

1. 课程名称;

2. 哪一场考试(如期中,期末);

3. 页面显示的错误信息;

4. 你的登录用户名;

课程组可能不会回复,但是将及时阅读你的报告并尽快解决。

提交报告,请发送邮件(zhengxflp0928@hdu.edu.cn)。

问:如何关注主题?已关注的帖子在哪里查看?

答:直接点击主题帖中的“关注”按钮。

关注主题后,你可以:

1. 在课程讨论区右上角点击“我的讨论区主页”查看;

2. 直接在讨论区点击“我关注的主题”进行查看。

问:如何追踪我发表过或者回复过的主题?

答:你可以在以下两处查看与自己相关的主题:

1. 在课程讨论区右上角点击“我的讨论区主页”查看;

2. 直接在讨论区点击“我关注的主题”进行查看。

问:获得证书的条件?

答:课程组会在‘评分标准’中公布获得证书的条件。参与测验、作业及考试等,最终总成绩合格即可获得证书。成绩优良的可以获得优秀证书。


问:免费的电子证书也需要申请吗?

答:为了对学习者的在线学习过程更加负责,保证平台证书的严谨性和权威性,从2019年9月份开始,中国大学MOOC将不再发放免费证书,原有认证证书的申请方式和发放流程不变。

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杭州电子科技大学
5 位授课老师
陈龙

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副教授

郑雪峰

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