其主要研究对象是数字集成器件的构成、工作原理、特性、以及由这些器件组成的数字逻辑电路(装置)的分析、设计、调试方法。鉴于电子技术的突飞猛进的发展,本课程将不断更新和引入新器件和新理论。本课程的任务是使学生获得: 1. 数字逻辑基础, 2. 逻辑门电路, 3. 组合逻辑电路的分析与设计, 4. 常用组合逻辑部件, 5. 触发器, 6. 时序逻辑电路分析与设计, 7. 常用时序逻辑功能器件, 8. 半导体存贮器, 9. 脉冲波形的产生与变换, 10 数模与模数转换器等方面的基本理论、基本知识和基本技能,培养学生分析问题和解决问题的能力,为以后进一步深入学习电子技术,以及为电子技术在专业中的应用打好基础。
1. 知识方面
熟练掌握二、十六进制及其与十进制的相互转换以及8421码;熟练掌握逻辑代数基本定理与定律,逻辑问题的几种描述方法,逻辑函数的化简与转换。
熟练掌握TTL和CMOS门的逻辑功能、特性、参数和使用方法。正确理解TTL和CMOS门电路结构及工作原理(三态门、OC门)。了解NMOS逻辑门和PMOS逻辑门。
熟练掌握组合逻辑电路分析与设计的基本方法。熟练掌握常用集成组合逻辑器件的逻辑功能及使用方法。正确理解常用集成组合逻辑器件的工作原理。了解竞争冒险。
熟练掌握触发器的逻辑功能、触发方式、特性方程;正确理解其工作原理;了解触发器的电路结构。
熟练掌握时序逻辑电路的基本分析方法;正确理解同步时序逻辑电路的基本设计方法。
熟练掌握常用时序逻辑部件的逻辑功能及使用方法;正确理解时序逻辑部件的工作原理;了解动态MOS移位寄存器。
了解半导体存储器的功能和使用方法;了解半导体存储器的工作原理。
熟练掌握555定时器的工作原理及应用。
正确理解常用的倒置R-2R梯型网络D/A转换原理,并通过习题了解其它类型的D/A转换器的原理。掌握单极性和双极性的输出方法,能够构成输出电路。
掌握并行A/D转换器,了解逐次逼近A/D转换器和双积分A/D转换器的工作原理和分析比较它们的特点。
正确理解采样——保持的基本概念。
2. 能力方面
具有分析逻辑电路的能力,如从逻辑电路写出逻辑表达式,列出真值表及画出波形图等。
具有设计组合逻辑电路的能力,具有设计简单时序电路的能力。
能根据逻辑电路的指标,确定某些集成组件(如555定时器和OC门等)的外接元件参数。
能看懂简单数字装置的逻辑图。
先修课程:电路、计算机基础等
推荐教材:
1. 《数字电子技术基础》. 伍时和,吴友宇,凌玲(武汉理工大学电子技术基础课程组). 北京:清华大学出版社,2010年. 高等院校电子信息与电气学科特色教材
2. 《数字电子电路与逻辑设计》. 刘可文,吴友宇. 北京:科学出版社,2013年. 高等院校电子信息类卓越工程师培养系列教材
参考书:
1. 《Verilog HDL数字设计与综合(第二版)(本科教学版)》. S.帕尔尼卡. 北京:电子工业出版社,2015年
2. 《数字电路与系统设计》. 任爱峰,周端. 北京:高等教育出版社,2015
3. 《Fundamentals of Digital Logic with VHDL Design》(3rd edition), Stephen Brown, Publisher: McGraw-Hill Education, 2013
4. 《Digital Fundamentals》(tenth edition), Thomas L. Floyd, 出版社:科学出版社,2011
5. 《数字设计原理与实践》(第4版),作者:John F. Wakerly,出版社:机械工业出版社,2010