spContent=本课程以讲解数字电子技术基础为主线，辅以典型的数字系统（智能小车、4轴无人器和电子玩具）教学。通过兴趣教学使学生领略到数字电路01奥秘，还能提高学生创新实践能力；因此不但能作为高等学校本科生的数字电路教学课程，还能作为工程技术人员的学习课程，以及参加相关的竞赛的学生入门课程。
本课程以讲解数字电子技术基础为主线，辅以典型的数字系统（智能小车、4轴无人器和电子玩具）教学。通过兴趣教学使学生领略到数字电路01奥秘，还能提高学生创新实践能力；因此不但能作为高等学校本科生的数字电路教学课程，还能作为工程技术人员的学习课程，以及参加相关的竞赛的学生入门课程。
—— 课程团队
课程概述
数字电子技术基础是电类专业的重要技术基础课。课程主要内容有：逻辑代数基础、门电路、触发器；组合逻辑电路、时序逻辑电路；数字信号的产生与处理电路；模数转换器ADC和数模转换器DAC。
慕课“数字电路01密码的奥秘”由长期从事一线教学的资深老师倾力打造，深入浅出的介绍数字电子技术的基础知识，展示数字电路01密码的无限魅力；课程教学中将数字电子技术基础与趣味数字系统设计（智能寻迹小车、飞行小黄人、四轴无人机等）相结合，寓教于乐的同时着重提高学习者的创新实践能力。
兴趣是最好的老师，相信各种实例能激发你的学习兴趣，欢迎加入我们的课程之旅。
授课目标
掌握数字逻辑的基本理论，掌握逻辑门（及触发器）电路的分析、设计方法；掌握组合（及时序）逻辑功能器件的工作原理及电路分析、设计方法。
具备数字电子系统设计、仿真、制作、测试和分析数字电路系统的能力；会查阅相关的电子器件手册和相关资料。
课程大纲
数值与数码
课时目标：（1）了解数字电路的定义和研究内容。（2）掌握数字信号的特点。（3）掌握十进制、二进制和十六进制的特点。（4）掌握十进制、二进制和十六进制的转换方法。（5）掌握数字有权编码8421BCD、2421BCD、5421BCD的特点和编码方法。（6）掌握数字无权编码余三码和“格雷码”的特点和编码方法。
逻辑函数及其化简
课时目标：（1）掌握与、或、非基本运算规则。（2）掌握逻辑函数的真值表、逻辑表达式、逻辑图与波形图表达方法。（3）掌握逻辑代数的复合运算：与非、或非、异或和同或等；（4）掌握数字集成电路数据手册阅读方法；（5）掌握数字集成电路电源去耦电路设计；（6）熟练掌握逻辑代数基本定律，熟练运用逻辑定律的公式对逻辑函数进行代数变换。（7）掌握逻辑代数基本规则代入规则、反演规则和对偶规则的应用。（8）熟练掌握逻辑定律对逻辑函数进行代数化简。（9）理解最小项的概念和性质，熟练掌握最小项的表示方法和简记符。（10）熟练掌握逻辑函数的最小项表达式的求解方法。（11）熟练掌握三变量和四变量逻辑函数的卡诺图结构。（12）熟练掌握卡诺图的填图、化简的方法。（13）熟练掌握卡诺图求反函数的方法。（14）熟练掌握无关项的表示方法，以及含有无关项的逻辑函数化简方法。
2.1逻辑代数基本运算
2.2逻辑代数复合运算
2.3逻辑代数基本定律和基本规则
2.4逻辑函数的代数变换
2.5逻辑函数的代数化简法
2.6逻辑函数的最小项
2.7卡诺图的结构及填图方法
2.8卡诺图化简法
2.9无关项
逻辑门电路
课时目标：（1）掌握分立元件门电路的分析方法；（2）掌握增加分立元件与、或门电路输入端个数的方法；（3）了解分立元件门电路的缺陷。（4）掌握CMOS门电路的结构特征与工作特点；（5）掌握CMOS门电路的分析方法；（6）掌握增加CMOS与非、或非门电路输入端个数的方法；（7）正确理解拉电流、灌电流的概念；（8）掌握门电路扇出系数的计算方法。（9）掌握OD门电路的逻辑符号，了解结构特征与工作特点；（10）掌握OD门上拉电阻阻值的计算方法；（11）了解影响OD门输出电平的主要因素；（12）正确理解线与的原理；（13）掌握CMOS和TTL传输门的逻辑符号，了解结构特征与工作特点；（14）掌握CMOS和TTL传输门的电路的分析方法；（15）掌握三态门的逻辑符号与工作特点；（16）掌握三态门的使能端特征；（17）掌握包含三态门的电路的分析方法。（18）掌握TTL非门的结构特征与工作原理；（19）掌握TTL的输入/输出的高/低电平的特点；（20）掌握门电路噪声容限的计算方法；（21）掌握OC门的工作特点与分析方法；（22）理解门电路相互连接时所要求的电压、电流条件；（23）门电路相互连接时电平转换的方法；（24）门电路相互连接时提升驱动电流的方法；（25）掌握门电路驱动发光二极管的连接方法、限流电阻阻值的计算方法；（26）掌握门电路驱动继电器的连接方法、增加续流二极管的作用；（27）掌握门电路驱动光电耦合器的连接方法。
3.1 分立元件门电路
3.2 CMOS门电路
3.3 其他形式的CMOS门电路
3.4 TTL门电路
3.5 门电路的电平转换和驱动
组合逻辑电路的分析与设计
课时目标：（1）正确理解组合逻辑电路工作特点和电路特点。（2）熟练掌握组合逻辑电路的分析方法。（3）熟练掌握组合逻辑电路的设计方法。（4）掌握逻辑命题转换为真值表。（5）掌握逻辑表达式变换。（6）掌握电磁寻迹小车轨迹偏离程度和方向计算。（7）理解组合逻辑电路的竞争冒险的概念；（8）了解产生竞争冒险的原因；（9）掌握组合电路竞争冒险现象判别方法；（10）掌握组合电路消除竞争冒险的方法。
4.1 组合逻辑电路的分析
4.2 组合逻辑电路的设计
4.3 组合逻辑电路设计只能小车循迹检测
4.4 组合逻辑电路的竞争冒险
常用组合逻辑器件
课时目标：（1）掌握二进制编码器、优先编码器、键盘输入8421BCD编码器的逻辑功能、分析和设计方法；（2）理解光电编码器的定义、种类和应用；理解增量式光电旋转编码器、绝对式光电旋转编码器的结构、工作原理及参数测量；（3）掌握增量式光电编码器在智能寻迹小车车速测量中的应用。（4）掌握二进制译码器的逻辑功能、分析方法和设计方法；（5）掌握二进制译码器的二维地址译码器设计方法，掌握二进制译码器设计逻辑函数产生器的方法，掌握二进制译码器的数据分配器应用。（6）掌握二——十进制译码器74LS42的逻辑功能、分析和设计方法；（7）了解数码管表示0~9数码的字形；掌握共阴共阳数码管驱动信号的差异；掌握共阴数码管七段译码器74LS48、共阳数码管七段译码器74LS46设计和分析方法；（7）掌握七段译码器特殊功能端在多位数码管驱动中的使用方法。（8）掌握四选一、八选一数据选择器的逻辑功能、分析和设计方法；（9）掌握数据选择器实现等变量以及多变量逻辑函数的方法；（10）掌握一位数值比较器、四位数值比较器以及的逻辑功能、分析和设计方法；（11）掌握多位比较器功能扩展和设计方法，理解串行扩展和并行扩展模式对工作速度的影响。（12）掌握一位半加器、一位全加器的逻辑功能、分析和设计方法；（13）掌握多位加法器的功能扩展、分析和设计方法；理解超前进位加法器的工作原理；（14）掌握加法器74LS283应用电路的设计。
5.1编码器
5.2智能小车光电编码器
5.3二进制译码器
5.4二进制译码器的应用
5.5非二进制译码器
5.6数据选择器
5.7数值比较器
5.8加法器
触发器
课时目标：（1）理解时序逻辑电路的特性、组成，掌握时序逻辑电路功能的一般表达方式；（2）掌握基本RS锁存器的工作原理、特性、波形分析，了解使用基本RS锁存器的约束条件；（3）掌握同步RS和D锁存器电平敏感的特性、同步锁存的原理以及波形分析，了解同步锁存器的空翻现象；（4）掌握RS、D、JK、T、T’触发器工作原理、特性方程、触发翻转边沿以及波形分析；（5）了解不同触发器之间相互转换。
6.1基本RS锁存器；
6.2同步RS和D锁存器；
6.3主从和边沿D触发器；
6.4其他功能触发器及应用。
时序逻辑电路的分析与设计
课时目标：（1）熟练掌握同步时序逻辑电路的分析步骤；（2）熟练掌握利用卡诺图简化状态表计算工作量的方法；（3）熟练掌握同步时序逻辑电路的逻辑功能描述方法；（4）熟练掌握异步时序逻辑电路分析的一般步骤；（5）熟练掌握异步时序逻辑电路状态表的简单求取方法；（6）熟练掌握同步时序逻辑电路的设计步骤；（7）熟练掌握JK触发器的驱动表及其获取方法；（8）了解状态化简的方法——隐含表法，能够将原始状态表进行简化；（9）了解状态编码的原则，并能够分析得出状态编码的最优方案。
7.1同步时序逻辑电路的分析方法；
7.2异步时序逻辑电路的分析方法；
7.3同步时序逻辑电路的设计方法；
7.4同步时序逻辑电路设计的关键步骤。
常用时序逻辑器件
课时目标：（1）了解数字电路的定义和研究内容。（2）掌握寄存器的工作原理。（3）掌握移位寄存器的工作原理。（4）掌握计数器的一般分类方法。（5）掌握常用的集成计数器功能。（6）掌握反馈清零法的设计原理。（7）掌握反馈置零法的设计原理。（8）反馈置n法。
8.1寄存器与移位寄存器；
8.2计数器；
8.3集成计数器的应用一；
8.4集成计数器的应用二。
脉冲波形的产生与变换
课时目标：（1）掌握555集成电路的内部结构工作原理、引脚定义，熟练掌握555集成电路正常工作时的三种状态。（2）掌握施密特触发器的工作特点、原理分析、工作波形及参数计算；（3）掌握用555集成电路构成施密特触发器的方法，通过555电路的5脚改变施密特触发器参数的方法。（4）掌握单稳态电路的工作特点、原理分析、工作波形及参数计算；理解不可重复触发和可重复触发的概念；（5）掌握用555集成电路构成单稳态电路的方法。（6）掌握多谐振荡器的工作特点、原理分析、工作波形及参数计算；（7）掌握用555集成电路构成多谐振荡器的方法。（8）掌握555电路的其他应用、分析方法及参数计算。
9.1 555电路的内部结构与工作原理；
9.2施密特触发器；
9.3单稳态电路；
9.4多谐振荡器；
9.5 555电路的其他应用。
半导体存储器
课时目标：（1）了解ROM与RAM定义、特点和异同（2）理解存储器容量的计算，理解存储器芯片地址线与字数、数据线与字长概念；（3）掌握ROM和RAM存储器的基本结构（4）理解存储器寻址方式和输入、输出控制的工作原理（5）掌握存储器容量扩展的基本思路与方法；（6）通过乐高机器人控制器部分系统框图了解不同类型存储器在系统的功能与地位。
10.1存储器概述
10.2 ROM和RAM的存储单元
10.3存储器容量、扩展与应用
数模与模数转换器
课时目标：（1）掌握DAC转换器的组成、工作原理；（2）通过AD7533了解DAC转换器的单级性和双极性输出特点和典型电路；（3）了解DAC的主要性能指标，理解分辨率的定义和表达式。（4）掌握ADC的功能和一般转换过程；（5）理解并行比较型、逐次逼近型、双积分式A/D转换器的组成、工作原理；（6）了解ADC的主要性能指标，理解分辨率和转换误差的概念；（7）了解集成A/D转换器的选用、使用注意事项。
11.1 DAC原理
11.2 ADC原理上
11.3 ADC原理下
11.4 ADC与DAC应用
创新实践一：电磁智能小车设计与制作
课时目标：通过创新实践，完成电磁智能小车的设计与制作
1 电磁智能小车工作原理及组成
2 电磁组车模底盘安装
3 电磁组最小系统调试
4 电磁组驱动电机调试
5 电磁组舵机调试
6 电磁组传感器调试
7 电磁小车联调
8 电磁蓝牙调试
创新实践二：飞行小黄人设计与制作
课时目标：通过创新实践，完成飞行小黄人的设计与制作
1 飞行小黄人点亮驱动和红外传感器
2 飞行小黄人驱动电机PWM控制和防碰撞反馈
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预备知识
证书要求
本课程是MOOC课程，通过课程相关环节，可以获得结课证书。
(1)章节测验，占课程总成绩的50%；
(2)课堂讨论，占课程总成绩的10%，请至少参与5次课堂讨论；
(3)期中考试，占课程总成绩的20%；
(4)期末考试，占课程总成绩的20%。
注意：讨论区有三个子版块，分别是老师答疑区、课堂交流区与综合讨论区。课堂讨论成绩评价的是大家在课堂交流区的表现，在课堂交流区有效回复5次以上就能得到总分中的10分。
参考资料
推荐教材：
电子技术基础（数字部分 第六版）康华光 高等教育出版社 2014年
参考教材：
1 数字电子技术基础. 吴友宇,伍时和. 清华大学出版社 2009年
2 数字电子技术基础（第六版）阎石 高等教育出版社 2016年
3 Digital Fundamentals(ten edition). Thomas L.Floyd.电子工业出版社，2011
4 FPGA数字逻辑设计教程——Verilog 郑利浩译 高等教育出版社 2010年
常见问题
Q : 如何开展学习？
A : 本课程采用从观看教学视频内容，完成各单元测试；以及资料查阅结合课程内容讨论；完成慕课内容和知识点的学习。课程内容的巩固和进一步消化通过期中考试和期末考试完成。
Q: 学习中有疑问怎么办？
A : 如果大家学习中有疑问，可以在讨论区提问；届时课程组教师将进行答疑解惑，同时也欢迎各位同学参加答疑解惑。
浙公网安备 33010802012594号
