《数字电子技术基础》教学大纲

《数字电子技术基础》课程教学大纲（供五年制生物医学工程专业使用）医学信息学院智能医疗与物联网教研室编写2014年9月前言一、本课程的学科性质、学科主要内容及特点《数字电子技术》是电类各专业的一门必修技术基础课。其任务是使学生掌握逻辑代数、组合逻辑电路、时序逻辑电路、A/D转换电路等的有关知识，从而为后续专业课打好基础。通过本课程的学习，还要培养学生辩证唯物主义观点和辩证思维能力，实事求是的科学态度，分析和解决问题的能力及自学能力，为学习后续课程及从事实际工作作准备。二、课程的学习要求通过本课程的学习，应使学生达到以下要求：1、掌握逻辑代数的基本知识；2、掌握门电路中半导体器件的开关特性，集成门电路的组成、工作原理及性能参数；3、掌握组合逻辑电路，尤其是集成组合逻辑电路的分类、逻辑功能分析及应用；4、掌握触发器和时序逻辑电路的组成、功能分析方法；5、掌握A/D、D/A转换电路的组成、工作原理及应用；6、培养学生独立分析和解决问题的能力；7、能够用计算机辅助电路分析；8、使学生掌握一定的实验技能。课程的其余内容均作了解要求。本大纲制订依据的教材是高等教育出版社出版的《数字电子技术基础》教程，再结合我校实际情况编写的。参考书目1．余孟尝.《数字电子技术基础》第三版，高等教育出版社，1989出版2．沈尚贤.《电子技术导论上册》，高等教育出版社，1985出版3．康光华.《电子技术基础数字部分》,高等教育出版社，1988出版目录第一章逻辑代数基础第二章逻辑门电路第三章组合逻辑电路第四章触发器第五章时序逻辑电路第六章脉冲波形的产生与整形第七章数/模和模/数转换器第八章存储器和可编程逻辑器件第九章数字电路应用举例教学时数分配表（共72学时）教学内容理论课学时实验课学时第一章逻辑代数基础9第二章逻辑门电路6第三章组合逻辑电路126第四章触发器66第五章时序逻辑电路126第六章脉冲的产生与整形6第七章数/模和模/数转换电路3合计5418第一章逻辑代数基础一、目的要求1、掌握逻辑代数的基本概念、公式、定理及应用；2、掌握逻辑函数的5种表示方法及其特点；3、掌握逻辑函数5种表示方法之间的相互转换；4、掌握逻辑函数的公式化简法和卡诺图化简法。二、教学内容第一节逻辑代数的基本概念、公式和定理1、基本和常用逻辑运算2、公式和定理第二节逻辑函数的化简方法1、逻辑函数的标准与或式和最简式2、逻辑函数的公式化简法3、逻辑函数的图形化简法4、具有约束的逻辑函数的化简第三节逻辑函数的表示方法及其相互之间的转换1、几种表示逻辑函数的方法2、几种表示方法之间的转换三、教学方法理论课：多媒体、讲解、演示。实践课：动手操作。四、重点、难点卡诺图化简的方法第二章逻辑门电路一、目的要求1、掌握半导体二极管、三极管和场效应管的开关特性；2、掌握分立元件门电路的内部组成、工作原理；3、掌握CMOS集成门电路的结构、工作原理及使用规则；4、掌握TTL集成门电路的结构、工作原理及使用规则；5、掌握CMOS门电路与TTL门电路的接口技术。二、教学内容第一节半导体二极管、三极管和MOS管的开关特性1、理想开关的开关特性2、半导体二极管的开关特性3、半导体三极管的开关特性4、MOS管的开关特性第二节分立元器件门电路1、二极管与门和或门2、三极管非门（反相器）第三节CMOS集成门电路1、CMOS反相器2、CMOS与非门、或非门、与门和或门3、CMOS与或非门和异或门4、CMOS传输门、三态门和漏极开路门5、CMOS电路产品系列、主要特点和使用中应注意的几个问题第四节TTL集成门电路1、TTL反相器2、TTL与非门、或非门、与门、或门、与或非门和异或门3、TTL集电极开路门和三态门4、TTL集成电路和其他双极型集成电路三、教学方法理论课：多媒体、讲解、演示。实践课：动手操作。四、重点、难点TTL反相器的电路分析第三章组合逻辑电路一、目的要求1、掌握组合电路的结构和逻辑功能特点；2、掌握组合电路的分析方法和设计方法；3、掌握编码器、译码器的功能、工作原理及应用；4、掌握加法器和数值比较器的功能、工作原理及实际应用；5、掌握数据选择器和数值比较器的功能、工作原理及应用；6、掌握用集成译码器、数据选择器实现组合逻辑函数的理论依据及实现方法；7、掌握组合逻辑电路中竞争冒险的概念、产生原因和消除方法。二、教学内容第一节组合电路的基本分析方法和设计方法1、组合电路的基本分析方法2、组合电路的基本设计方法第二节加法器和数值比较器1、加法器2、数值比较器第三节编码器和译码器1、编码器2、译码器第四节数据选择器和分配器1、数据选择器2、数据分配器第五节用中规模集成电路实现组合逻辑函数1、用数据选择器实现组合逻辑函数2、用二进制译码器实现组合逻辑函数第五节只读存储器1、ROM的结构及工作原理2、ROM应用举例及容量扩展第六节组合电路中的竞争冒险1、竞争冒险的概念及产生原因2、消除竞争冒险的方法三、教学方法理论课：多媒体、讲解、演示。实践课：动手操作。四、重点、难点中规模集成电路的应用第四章触发器一、目的要求1、掌握触发器的分类及功能特点；2、掌握基本RS触发器的结构、逻辑功能分析、逻辑功能表示方法及特点；3、掌握时钟触发器的结构、逻辑功能分析、逻辑功能表示方法及特点；4、掌握主从触发器的结构、逻辑功能分析、逻辑功能表示方法及特点；5、掌握边沿触发器的结构、逻辑功能分析、逻辑功能表示方法及特点；6、掌握不同触发器之间的相互转换。二、教学内容第一节基本触发器1、用与非门组成的基本触发器2、用或非门组成的基本触发器3、集成基本触发器半导体三极管的开关特性第二节同步触发器1、同步RS触发器2、同步D触发器第三节边沿触发器1、边沿D触发器2、边沿胀触发器3、边沿触发器的功能分类、功能表示方法及转换第四节触发器的电气特性1、静态特性2、动态特性三、教学方法理论课：多媒体、讲解、演示。实践课：动手操作。四、重点、难点边沿触发器的工作原理第五章时序逻辑电路一、学习要求1、掌握时序逻辑电路的结构和功能特点；2、掌握时序电路的分析方法和设计方法；3、掌握计数器的分类；4、掌握同步计数器和异步计数器的结构、逻辑功能分析方法和表示方法；5、掌握异步计数器的结构、逻辑功能分析方法和表示方法；6、掌握用集成计数器构成N进制计数器的方法；7、掌握寄存器的分类、结构、逻辑功能分析方法；8、掌握寄存器的应用。二、教学内容第一节时序电路的基本分析和设计方法1、时序电路的基本分析方法2、时序电路的基本设计方法第二节计数器1、计数器的特点和分类2、二进制计数器3、十进制计数器4、N进制计数器第三节寄存器和读／写存储器1、寄存器的主要特点和分类2、基本寄存器3、移位寄存器4、移位寄存器型计数器5、读／写存储器第四节顺序脉冲发生器1、计数型顺序脉冲发生器2、移位型顺序脉冲发生器3、用MSI构成顺序脉冲发生器三、教学方法理论课：多媒体、讲解、演示。实践课：动手操作。四、重点、难点计数器的原理及其计数进制之间的转换。第六章脉冲产生与整形电路一、目的要求1、掌握555定时器结构及基本功能；2、掌握单稳态触发器的电路组成、工作原理及应用；3、掌握多谐振荡器的电路组成、工作原理及应用；4、掌握施密特触发器的电路组成、工作原理及应用。二、教学内容第一节施密特触发器1、用555定时器构成的施密特触发器2、集成施密特触发器3、施密特触发器应用举例第二节单稳态触发器1、用555定时器构成的单稳态触发器2、集成单稳态触发器3、单稳态触发器应用举例第三节多谐振荡器1、用555定时器构成的多谐振荡器2、集成多谐振荡器3、多谐振荡器应用举例三、教学方法理论课：多媒体、讲解、演示。实践课：动手操作。四、重点、难点1、555定时器的工作原理。2、单稳态触发器的工作原理。第七章数/模和模/数转换器一、目的要求1、掌握D/A转换器的结构及工作原理；2、掌握倒T型电阻网络D/A转换器的结构和工作原理；3、掌握D/A转换器的主要技术指标；4、掌握A/D转换的一般步骤；5、掌握逐次渐近型A/D转换器的结构和工作原理；6、掌握双积分型A/D转换器的结构和工作原理；7、掌握A/D转换器的主要技术指标。二、教学内容第一节D/A转换器1、权电阻网络D/A转换器2、倒T型电阻网络D/A转换器3、D/A转换器的精度与速度第二节A/D转换器1、A/D转换的基本要求2、取样-保持电路3、直接A/D转换器4、间接A/D转换器5、A/D转换器的精度与速度三、教学方法理论课：多媒体、讲解、演示。实践课：动手操作。四、重点、难点1、取样-保持电路的理解2、双积分型A/D转换电路的原理