《数字电子技术》教学大纲
开课学期：第四学期学
时：48+16学分： 3.5
课程编号： 18142008
适用专业： 通信工程专业 第一部分说明
一、课程的性质和作用
数字电子技术是通信工程专业的一门专业基础课，是研究半导体逻辑器件性能、组合逻辑与时序逻辑电路及其应用的学科。通过逻辑代数基础知识的学习、基本逻辑单元电路原理及其性能分析以及两类逻辑电路性能的分析，掌握基于SSI 、MSI 数字逻辑电路的基本分析与设计方法。目的是培养学生面对数字信号，初步具备分析与解决问题的能力，掌握各种规模集成电路的使用及各种数字系统的构成和基本工作原理，为后续课程和电子技术在专业中的应用打下基础。 二、课程的任务与基本要求
了解数制及编码、二值数字逻辑、逻辑电平、脉冲波形等概念，能熟练运用数制转换。熟悉逻辑函数的五种表达方法与相互转换以及逻辑函数的简化。掌握基本逻辑门电路的结构、工作原理、输入/输出性能，能合理运用集成逻辑门电路。掌握组合逻辑电路的分析与设计方法，能正确运用典型组合逻辑功能器件。了解触发器的结构与逻辑功能，掌握触发器逻辑功能的表示方法。掌握时序逻辑电路的分析与设计方法，能正确运用典型时序逻辑功能器件。了解半导体存储器和可编程逻辑器件的基本结构与基本原理，能正确运用半导体存储器和可编程逻辑器件。了解常用脉冲波形产生与整形电路的结构及原理，掌握555时基电路的的功能与应用。了解D/A 、A/D 转换的基本结构、基本原理以及应用领域和使用方法。 三、教学方法与建议
本课程应注重培养学生分析、解决逻辑问题的能力，尤其注重工程实践中的应用。教学内容上主要应在逻辑门逻辑功能和电气特性的介绍，卡诺图化简逻辑函数，组合逻辑电路的分析与设计，触发器的逻辑功能，时序逻辑电路的分析与设计，“存储单元”、“字”、“位”、“地址”、“地址单元”等概念的理解，可编程逻辑器件的功能，555定时器的应用，ADC 与DAC 的工作原理及应用。难点在逻辑门电路的电气特性分析，触发器的结构与工作原理，时序逻辑电路的设计，可编程逻辑器件的结构及应用，单稳态触发器的工作原理，ADC 与DAC 的工作原理。课程内容多、课时少，讲述中有相当多而繁的电路原理图、波形分析图应呈现在学生眼前，板书已无法满足教学要求，建议采用多媒体教学方式。
四、本课程与其它课程关系
《电路理论》和《模拟电子技术》两门课程是本课程的先导课程。它是单片机原理与应用技术、通信原理、数字信号处理、信号与系统、现代交换技术、微机原理与应用和数字移动通信等专业基础课和专业课的基础。
第二部分本文
一、基本内容与学时分配
（一）数字逻辑概论
1、模拟信号与数字信号…………………………………………………………（学时数0.5）
教学内容要点：常用术语或定义，如二值数字逻辑、逻辑电平、脉冲波形、数字波形、数制、编码、有权码、无权码。
2、数制和二进制码………………………………………………………………（学时数0.5）
教学内容要点：（1）二进制、十六进制、十进制等不同进制之间的关系及相互转换规律；（2）数字系统中常用的几种BCD码及可靠性编码（格雷码）；
3、二值逻辑变量与基本逻辑运算………………………………………………（学时数0.5）
教学内容要点：（1）二值逻辑变量；（2）基本逻辑运算；
4、逻辑函数及其表示方法………………………………………………………（学时数0.5）
教学内容要点：（1）逻辑函数的概念；（2）逻辑函数的五种表示方法；
（二）逻辑代数
1、逻辑代数………………………………………………………………………（学时数2）
教学内容要点：（1）逻辑代数的基本定律和恒等式；（2）逻辑代数的基本规则；（3）逻辑函数的代数化简法；
2、逻辑函数的卡诺图化简方法…………………………………………………（学时数2）
教学内容要点：（1）最小项的定义及其性质；（2）逻辑函数的最小项表达式；（3）用卡诺图表示逻辑函数；（4）用卡诺图化简逻辑函数；
（三）逻辑门电路
1、逻辑门电路概述………………………………………………………………（学时数0.5）
教学内容要点：集成逻辑门电路的分类以及常规的技术参数。
2、半导体器件的开关特性………………………………………………………（学时数0.5）
教学内容要点：（1）二极管的开关特性；（2）BJT的开关特性；（3）MOS管的开关特性；
3、基本逻辑门电路………………………………………………………………（学时数0.5）
教学内容要点：（1）二极管与门电路；（2）二极管或门电路；（3）非门电路；
4、TTL逻辑门电路………………………………………………………………（学时数2.5）
教学内容要点：（1）TTL逻辑门电路基本单元（TTL反相器）；（2）TTL与非门电路；（3）TTL门电路的改进；（4）TTL门电路的主要参数；（5）TTL门电路的其它类型；
5、MOS逻辑门电路……………………………………………………………（学时数1.5）
教学内容要点：（1）CMOS反相器；（2）CMOS与非门；（3）CMOS或非门；（4）CMOS 异或门；（5）CMOS传输门；（6）NMOS门电路；（7）Bi_CMOS门电路；
6、TTL门电路与CMOS门电路接口…………………………………………（学时数0.5）
教学内容要点：（1）各种门电路之间接口问题；（2）CMOS门驱动TTL门；（3）TTL 门驱动CMOS门；（4）逻辑门在使用中的实际问题；
（四）组合逻辑电路
1、组合逻辑电路的分析和设计方法……………………………………………（学时数2）
教学内容要点：（1）组合逻辑电路的特点及分析方法；（2）基于SSI组合逻辑电路的设计；
2、编码器…………………………………………………………………………（学时数2）
教学内容要点：（1）关于编码的概念；（2）二进制编码器；（3）二-十进制编码器；（4）优先编码器；
3、译码器…………………………………………………………………………（学时数2）
教学内容要点：（1）关于译码的概念；（2）唯一地址译码器；（3）代码变换器；
4、数据选择器与数据分配器……………………………………………………（学时数1）
教学内容要点：（1）数据分配器；（2）数据选择器；
5、数值比较器……………………………………………………………………（学时数1）
教学内容要点：（1）关于数值比较的概念；（2）一位数值比较器；（3）多位数值比较器；（4）集成数值比较器；
6、算术运算电路…………………………………………………………………（学时数1）
教学内容要点：（1）半加器；（2）全加器；（3）加法器；（4）集成全加器与超前进位产生器；
7、组合逻辑电路中的竞争冒险…………………………………………………（学时数1）
教学内容要点：（1）竞争冒险的含义；（2）产生竞争冒险的原因；（3）判断竞争冒险的方法；（4）消除竞争冒险的方法；
（五）触发器
1、概述……………………………………………………………………………（学时数1）
教学内容要点：触发器的基本要求；触发器的现态与次态；触发器的分类。
2、触发器的常见电路结构形式…………………………………………………（学时数1）
教学内容要点：（1）基本RS触发器；（2）同步RS触发器；（3）D锁存器；（4）主从触发器；（5）边沿触发器；
3、触发器的逻辑功能及相互转换………………………………………………（学时数1）
教学内容要点：（1）时钟触发器的功能；（2）不同类型时钟触发器之间的转换；
4、触发器逻辑功能的表示方法…………………………………………………（学时数0.5）
教学内容要点：（1）触发器逻辑功能的表示；（2）触发器逻辑功能表示方法之间的相互转换；
5、触发器的脉冲工作特性及主要技术指标……………………………………（学时数0.5）
教学内容要点：（1）触发器的脉冲工作特性；（2）触发器的主要技术指标；
（六）时序逻辑电路
1、时序逻辑电路的基本概念……………………………………………………（学时数1）
教学内容要点：（1）时序逻辑电路的特点及基本结构；（2）时序电路的分类；（3）时序逻辑电路的逻辑功能表示方法；
2、时序电路的分析…………………………………………………………….…（学时数2）
教学内容要点：（1）基于SSI时序逻辑电路分析的一般过程；（2）时序电路分析的五步骤；（3）同步时序逻辑电路的分析示例；（4）异步时序逻辑电路的分析示例；
3、时序逻辑电路的设计…………………………………………………….……（学时数2）
教学内容要点：（1）基于SSI时序逻辑电路设计的一般过程；（2）时序电路设计的一般步骤；（3）设计示例；
4、计数器…………………………………………………………………………（学时数2）
教学内容要点：（1）计数器的特点及其分类；（2）二进制计数器；（3）非二进制计数器；（4）集成计数器；（5）计数器容量的扩展；
5、寄存器及移位寄存器…………………………………………………………（学时数1）
教学内容要点：（1）寄存器的特点及其分类；（2）基本寄存器；（3）移位寄存器；（4）移位寄存器的特殊应用；
（七）半导体存储器和可编程逻辑器件
1、半导体存储器…………………………………………………………………（学时数2）
教学内容要点：（1）半导体存储器基本概念；（2）随机存取存储器RAM；（3）只读存储器ROM；
2、可编程逻辑器件………………………………………………………………（学时数2）
教学内容要点：（1）PLD电路表示方法；（2）可编程逻辑阵列PLA；（3）可编程阵列
逻辑PAL；（4）可编程通用阵列逻辑GAL；（5）复杂可编程逻辑器件CPLD；（6）现场可编程门阵列FPGA；（7）PLD的编程；
（八）脉冲波形的变换与产生
1、概述……………………………………………………………………………（学时数2）
教学内容要点：（1）矩形脉冲的基本特性；（2）矩形脉冲的获取途径；（3）矩形脉冲产生与变换
的典型单元555定时器；
2、多谐振荡器……………………………………………………………………（学时数2）
教学内容要点：（1）门电路组成的多谐振荡器；（2）RC环形多谐振荡器；（3）石英晶体多谐振荡器；（4）555多谐振荡器；
3、施密特触发器…………………………………………………………………（学时数1）
教学内容要点：（1）施密特触发器的特点及符号；（2）门电路构成的施密特触发器；（3）555定时器构成的施密特触发器；（4）集成施密特触发器；（5）施密特触发器的应用；
4、单稳态触发器…………………………………………………………………（学时数1）
教学内容要点：（1）单稳态触发器的三个特点；（2）门电路构成的单稳态触发器；（3）CMOS施密特触发器构成的单稳态触发器；（4）555定时器构成的单稳态触发器；（5）集成单稳态触发器；（6）单稳态触发器的应用；
（九）模数与数模转换器
1、数模（D/A）转换器…………………………………………………………（学时数2）
教学内容要点：（1）概述；（2）T形电阻网络DAC；（3）倒T形电阻网络DAC；（4）权电流型DAC；（5）DAC的主要技术指标；（6）集成DAC及其应用；
2、模数（A/D）转换器…………………………………………………………（学时数2）
教学内容要点：（1）ADC的组成及分类；（2）并行比较型ADC；（3）逐次比较型ADC；（4）双积分型ADC；（5）ADC的主要技术指标；
二、课程实验与实习
（一）实验仪器设备、主要技术指标及配置要求
仪器设备名称主要技术指标（或型号规格）配套数备注
数字电路实验箱50
男生女生银版文章
万用表50
台湾固纬GDS-1062数字存储示波器带宽60MHZ二通道50（二）实验项目一览表
序号实验名称内容提要
实验
要求
实验
类型
实验
时数
每组
人数
所在
实验室
名称
备许佑嘉
注
1集成逻辑门的参数、功能测试①验证TTL集成与非门74LS20的逻辑
功能，对74LS20的主要参数进行测试；
②对CMOS与非门CC4011参数测试；
验证CMOS各门电路的逻辑功能；③观
察与非门、与门、或非门对脉冲的控
制作用；OC门、三态输出门实验
必
做
验证21
甜蜜的来世2组合逻辑电路的设计与测试①设计一个二进制数比较电路
②设计用与非门及用异或门、与门组
成的半加器电路
必做设计21
电气信息基础实验室③设计一个一位全加器
3触发器的功能测试①基本RS 触发器逻辑功能的测试
②JK 触发器逻辑功能测试
③D 触发器逻辑功能测试
④不同类型时钟触发器间的转换
必做验证214译码器及其应用①数据拨码开关的使用
②74LS138译码器逻辑功能测试
③用74LS138组合成译码器
限选综合215选35数据选择器的功能
分析与设计①测试74LS153的逻辑功能并用其构
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成全加器
②测试74LS153的逻辑功能并用其实
icmp现三人表决电路和
B A B A F +=函数电路
限选综合26移位寄存器及其应用①用移位寄存器实现乒乓球游戏电路
②用移位寄存器实现移存型计数器和串行信号传输
③用74LS194构成的4位环形计数器
限选综合217集成定时器的应用①用集成定时器实现单稳态触发器
四川同志论坛
②用集成定时器实现多谐振荡器
③用集成定时器实现施密特触发器
限选综合218脉冲分配器及其应用
①CC4017逻辑功能测试②验证60分频电路③设计一个三相六拍环形分配器线路
限选综合219交通灯控制逻辑电路设计
根据设计任务和要求，用典型数字芯
片设计交通灯控制逻辑电路并进行实验
任选综合3110单稳态触发器与施密特触发器的构成及应用
①用与非门组成单稳态触发器
②用与非门组成施密特触发器
③集成双单稳态触发器CC14528（CC4098）及其应用④集成六施密特触发器CC40106及其
应用
任选
综合3111数字频率计的设计使用中、小规模集成电路设计与制作
一台简易的数字频率计
任选设计61
12智力竞赛抢答装置的设计
用D 触发器、分频电路、多谐振荡器、
CP 时钟脉冲源等单元电路设计与制作一台简易的智力竞赛抢答装置任选设计61（三）综合性、设计性、研究创新性实验介绍
实验二组合逻辑电路的设计与测试（设计性）
1、实验目的
（1）掌握组合逻辑电路的设计方法。
（2）掌握实现组合逻辑电路的连接和调试方法。
（3）通过功能验证锻炼解决实际问题的能力。
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