数字电子技术基础课程教学大纲
英文名称：Digital Electronic Technology Fundamentals 课程编码：04119630
学时：64/12 学分：4
课程性质：专业基础课课程类别：理论课
先修课程：高等数学、普通物理、电路理论、模拟电子技术基础
开课学期：第4学期
适用专业：自动化、电气工程及其自动化、工业自动化仪表
一、课程教学目标
通过本课程的理论教学和实验训练，能够运用数字电子技术的基本概念、基本理论与分析方法和设计方法，解决较复杂的数字电路系统相关的工程问题，使学生具备下列能力：
1、使用逻辑代数解决逻辑问题；
2、正确使用数字集成电路；
3、分析和设计数字逻辑电路；
4、正确使用数字逻辑电路系统的辅助电路。
二、课程教学目标与毕业要求的对应关系
三、课程的基本内容
3.1 理论教学
1、数字逻辑基础（支撑教学目标1）
教学目标：使学生掌握逻辑代数的三种基本运算、三项基本定理、基本公式和常用公式。
了解二进制的算术运算与逻辑运算的不同之处。
掌握逻辑函数的四种表示方法（真值表法、逻辑式法、卡诺图法及逻辑图法）及其相互之间的转换。
理解最小项的概念及其在逻辑函数表示中的应用。
掌握逻辑函数的公式化简法和图形化简法。
掌握约束项的概念及其在逻辑函数化简中的应用。
本章主要内容：
（1）数字信号与数字电路
（2）逻辑代数
（3）逻辑函数及其表示方法
（4）逻辑函数的化简
2、逻辑门电路（支撑教学目标2）
教学目标：使学生了解门电路的定义及分类方法。
二极管、三极管的开关特性，及分立元件组成的与、或、非门的工作原理。
理解TTL反相器的工作原理，掌握其静态特性，了解动态特性。
了解其它类型TTL门的工作原理及TTL集成门的系列分类。
本章主要内容：
（1）半导体二极管门电路
（2）半导体三极管门电路
（3）TTL集成门电路
3、组合逻辑电路（支撑教学目标3）
教学目标：使学生掌握组合逻辑电路的设计与分析方法。
理解常用组合逻辑电路，即编码器、译码器和数据选择器的基本概念、工作原理及应用。
掌握译码器和数据选择器在组合电路设计中的应用。
本章主要内容：
（1）概述
（2）组合逻辑电路的分析与设计
（3）常用组合逻辑电路
（4）用中规模集成电路设计组合逻辑电路
4、触发器（支撑教学目标3）
教学目标：使学生理解触发器的定义。
掌握基本SR触发器、同步触发器、主从触发器、边沿触发的触发器的动作特点。
掌握触发器的各种逻辑功能（DFF,JKFF,SRFF,TFF,T’FF）。
掌握触发器逻辑功能与触发方式的区别。
掌握画触发器工作波形的方法。
本章主要内容：
（1）概述
（2）基本SR触发器（SR锁存器）和同步触发器（电平触发）
（3）主从触发器（脉冲触发）和边沿触发器（边沿触发）
（4）触发器的逻辑功能及描述方法
5、时序逻辑电路（支撑教学目标3）
教学目标：使学生掌握时序逻辑电路的定义及同步时序电路的分析与设计方法。
了解异步时序电路的概念。
理解时序电路各方程组（输出方程组、驱动方程组、状态方程组），状态转换表、状态转换图及时序图在分析和设计时序电路中的重要作用。
了解常用时序电路（计数器、移位寄存器）的组成及工作原理及其应用。
本章主要内容：
（1）时序电路的基本概念
（2）同步时序电路的分析方法
（3）计数器
（4）同步时序电路的设计方法
6、半导体存储器与可编程逻辑器件（支撑教学目标4）
教学目标：使学生掌握半导体存储器的功能及分类，了解它们在数字系统中的作用。
了解只读存储器ROM、随机存储器RAM的组成及工作原理，掌握存储容量的扩展方法。
本章主要内容：
（1）概述
（2）随机存储器RAM
（3）只读存储器ROM
7、脉冲波形的产生和整型（支撑教学目标4）
教学目标：使学生了解脉冲产生及整形电路的分类及脉冲波形参数的定义。
掌握555定时器及其组成三种脉冲电路（施密特触发器，单稳触发器和多谐振荡器）的工作原理，及波形参数与电路参数之间的关系。
本章主要内容：
（1）概述
（2）555定时器及其应用
8、数－模和模－数转换（支撑教学目标4）
教学目标：使学生了解ADC、DAC在数字系统中的作用及分类方法。
掌握倒T型电阻网络DAC 的工作原理及DAC的转换精度与速度。
了解具有双极型输出的DAC及权电流型DAC的原理。
掌握ADC的转换步骤、取样定理，理解并联比较型、逐次逼近型ADC及双积分型ADC的工组原理及性能指标。
本章主要内容：
（1）概述
（2）D/A转换器
（3）A/D转换器
3.2 实验（支撑教学目标2和3）
1、教学目标
通过实验使学生熟悉数字电路学习机的使用方法，掌握门电路逻辑电路测试方法，了解TTL器件的使用特点，掌握中小规模芯片实现各种综合逻辑电路的方法，掌握边沿JKFF的功能、动作特点，以及用边沿JKFF设计同步时序电路的方法，熟悉集成计数器的逻辑功能和各控制端的作用及集成计数器的级联扩展，综合运用数字电路基本知识独立设计一个较复杂的设计题目并进行调试，使学生对基本数字电路具备初步分析、运用、设计的能力，具有分析检查与排除故障、解决和处理实验结果的能力，为后续学习打下良好的基础。
2、主要内容
大纲基本内容包括五个实验项目，在12个学时内完成，实验的具体内容由实验教学大纲或实验指导书规定。
四、教学安排
本课程由课堂教学、习题课和实验三部分组成。
课堂教学围绕电子技术中的基本概念、基本分析方法和计算方法，综合运用探究式、启发式和互动式的教学方法进行授课。
习题课要对典型习题和基本方法进行讲解，占讲课学时的10%~15%。
实验6次，分别针对本课程的基本原理和规律进行验证性和设计实验，目的在于验证、巩固和补充课堂讲授的理论知识。
建议学时分配如下表：
五、教学方法
1、讲授基本原理，理论联系实际，培养学生创新能力；
2、采用多媒体课件、电子备课和传统教学相结合进行教学。
六、教学目标达成度评价
（1）教学目标1和4的达成度通过闭卷笔试考评；
（2）教学目标2和3的达成度通过闭卷笔试和实验成绩综合考评。
七、成绩评定
课程成绩包括2个部分，分别为实验和结课考试。
具体要求及成绩评定方法如下：
1、实验要求学生认真准备，全程参与，并独立完成并按时提交实验报告。
未按时提交实验报告或实验报告有抄袭现象的，该次实验成绩按零分计。
实验成绩占总成绩的10%；
2、结课考试结课考试采用闭卷方式，占总成绩的90%。
八、课程教材及主要参考书
1、建议教材
张宝荣主编. 数字电子技术基础（第二版）. 电子工业出版社，2015年2月。
2、主要参考书
阎石主编. 数字电子技术基础（第五版）. 教育出版社，2006年5月。
制定人：黄震
审定人：
批准人：齐跃峰
2016年4月。