《数字电路与数字逻辑B》教学大纲(认证用)

《数字电路与数字逻辑B》课程教学大纲一、课程的性质和教学目标【课程性质】本课程是计算机、自动化等专业在电子技术方面的主要技术基础课。通过本课程的学习，使学生获得数字电路与数字逻辑方面的基本理论、基本知识和基本技能，理解数字电路的工作原理及应用，掌握数字电路的分析设计方法，为后续有关课程的学习奠定基础。通过课内实验，使学生掌握常用电子仪器和常用单元电路的使用方法和调测方法，加深对数字电路与数字逻辑有关理论的理解，培养学生分析设计和解决实际问题的能力。【教学目标】该课程的主要任务是使学生获得数字电路与数字逻辑方面的基本理论、基本知识和基本技能，理解数字电路的工作原理及应用，掌握数字电路的分析设计方法，为后续有关课程的学习奠定基础。通过课内实验，使学生掌握常用电子仪器和常用单元电路的使用方法和调测方法，加深对数字电路与数字逻辑有关理论的理解，培养学生分析设计和解决实际问题的能力。二、课程支撑的毕业要求及其指标点该课程支撑以下毕业要求和具体细分指标点：【毕业要求1】工程知识：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题。支撑指标点1.6：掌握可用于解决复杂工程问题的基础工程知识。【毕业要求3】设计/开发解决方案：能够设计针对复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。支撑指标点3.2：具有工程问题需求分析能力，能够综合运用计算机科学和工程技术完成设计，并能运用工程化思想进行系统解决方案构建和开发。三、课程教学内容、学时分配及对毕业要求的支撑1．理论教学安排序号对毕业要求及其细化指标点的支撑知识模块教学内容学时分配教学目标与要求学生任务作业自学要求讨论1使学生了解数字电路和数字信号的基础知识。绪论1.数字电路、数字信号与数字系统2.数字电子技术的发展与应用3.数字系统中的信息表征2掌握二、十六进制及其与十进制数的相互转换，熟悉8421BCD码、Gray码等编码，一般了解其它常用编码。P290要求学生课前自学不同进制之间的转换。2使学生了解逻辑代数的基础知识。逻辑代数基础1.逻辑代数中的基本运算2.逻辑代数中的基本公式3.逻辑代数中的基本定理4.逻辑函数及其表示方法5.逻辑函数的化简6掌握逻辑代数基本定理与基本公式，逻辑问题的描述方法，逻辑函数的化简与变换。P290-293要求学生课前查阅资料，了解逻辑函数化解的意义。习题课3使学生了解数字电路硬件的基础知识。逻辑门电路1.CMOS门电路2.TTL门电路10掌握CMOS和LSTTL门电路的逻辑功能、特性、参数和使用方法；正确理解CMOS和LSTTL门电路结构及工作原理（推拉、三态、OC、OD），一般了解其它逻辑门电路。P293-297要求学生课前查阅资料，了解CMOS门电路和TTL门电路各自的优缺点及发展历史。4使学生掌握从硬件角度去分析、设计特定系统从而解决复杂工程问题的方法。组合逻辑电路的组成及其分析设计方法1.组合逻辑电路的组成2.组合逻辑电路的分析方法3.组合逻辑电路的设计方法4.组合逻辑电路中的险象3掌握组合逻辑电路的分析方法，组合逻辑电路的SSI和MSI／LSI设计方法，正确理解竞争冒险现象。P298-300要求学生课后查阅资料，了解生活中的哪些应用可由组合逻辑电路实现。5使学生了解常用的中大规模组合逻辑电路及其工作原理，能根据具体的工程问题，会运用所学的知识给出系统解决方案，搭建硬件电路。常用中大规模组合逻辑电路1.编码器2.译码器3.数据选择器4.运算电路5.只读存储器（rom）6.msi/lsi组合电路芯片的位扩展技术10掌握编码器、二进制译码器、BCD码译码器、数字显示译码器，数据选择器、加法器、数值比较器的逻辑功能和工作原理。正确理解常用中规模集成电路的结构及应用。P300-303要求学生课前预习常用中大规模组合逻辑电路的基本工作原理。习题课6使学生了解常用的触发器的电路结构及其工作原理。触发器1.RS触发器2.D、JK触发器3.施密特、单稳态触发器4.555定时器及应用11掌握RS触发器、JK触发器、D触发器、T触发器和T'触发器逻辑功能、工作原理和基本应用；正确理解同步触发方式、主从触发方式、边沿触发方式；掌握各种功能触发器的逻辑转换。熟练掌握555定时器电路结构和工作原理，组成单稳、多谐、施密特触发器的方法，外接元件参数计算；熟悉施密特触发器、单稳态触发器、石英晶体振荡器的工作原理及应用。P305-308要求学生课后查阅资料，进一步了解各种触发器的实际应用场景。习题课7使学生了解常用的中大规模时序逻辑电路及其工作原理，能根据具体的工程问题，会运用所学的知识给出系统解决方案，搭建硬件电路。常用MSN/LSI时序逻辑电路1.时序逻辑电路的组成及功能描述方法2.寄存器和移位寄存器3.同步与异步计数器6正确理解单向、双向和循环移位寄存器逻辑功能和工作原理；掌握常用中规模集成芯片的结构及应用。正确理解同步二进制和N进制计数器工作原理和电路组成，熟练掌握常用中规模计数器原理及应用。P309-311要求学生课后查阅资料，了解生活中的哪些应用可由时序逻辑电路实现。习题课8使学生掌握从硬件角度去分析、设计特定系统从而解决复杂工程问题的方法。时序逻辑电路的分析与综合1.时序逻辑电路的分析2.用SSI电路芯片设计时序电路3.用MSI/LSI电路芯片设计时序电路4掌握同步时序逻辑电路的分析方法和设计方法；一般了解异步时序电路。P312-317要求学生课前预习时序逻辑电路的分析与设计方法。习题课9使学生掌握ADC和DAC电路硬件的相关知识，并根据实际问题的需要，进行芯片选型，搭建电路模块。D/A、A/D转换电路1.基本DAC电路2.常用DAC芯片及其应用举例3.DAC的主要性能参数及芯片选用方法4.A/D转换的基本概念5.基本ADC电路6.常用ADC芯片及其典型应用举例7.ADC的主要性能参数及芯片选用4理解和掌握多种方法实现的数-模转换方法，如权电阻法、权电流法、T型R-2R网络法等理解A/D转换过程包含的基本步骤，以及实现这些步骤所采用的电路工作原理。P318-322要求学生课后查阅资料，了解一些较为常见的D/A和A/D转换电路场景。2．实践教学安排序号支持毕业要求及细化指标项目名称学时类型每组人数学生任务1(1)培养学生的硬件思维，设计和实施实验，并能够对实验结果进行分析，从而得出有效结论。(2)使学生能够根据具体应用需求，设计系统的解决方案。(3)培养学生的工程实践意识、动手能力和综合应用能力。逻辑门的测试及应用2操作1~2TTL与非门逻辑功能测试；TTL与非门电压传输特性测试；观察TTL与非门对脉冲的控制作用。2组合逻辑电路3设计1~2实现一位二进制加法器；设计4位二进制码转换成8421BCD码的电路。3计数器3设计1~274LS192逻辑功能测试；简易数字钟电路设计和调试。四、课程教学方法设计以课堂教学及课内实验为主，结合课堂讨论、自学。课堂教学主要讲解基本原理，并结合实际问题融入基本原理的讲解，使同学们更好地理解数字电路与数字逻辑的基本概念和方法、提高对数字电路与数字逻辑课程的兴趣、初步了解数字电路与数字逻辑方面的基本理论、基本知识和研究方法。课堂教学中还引入讨论，使同学们能更好地融入课堂教学。增加课外资料的查询，以培养同学们文献检索的能力和自主学习的意识、自主学习的能力和抓住要点的能力。习题内容注意类型搭配，以基本运算题和综合分析题为主。尽量选用加深概念，开拓思路、综合应用及训练基本技能的题目。认真批改作业，批改量不低于规定数。对作业中常见的错误，特别是概念性错误，在课堂上及时讲解。五、考核方式及成绩评定方式该课程的考核强调过程化考核。其总成绩分为平时成绩(20%)、实验成绩(20%)和期末成绩(60%)。平时成绩主要考核学生的到课情况、课堂表现、作业、实验报告撰写情况等几个方面。其中，课堂表现主要从学生上课是否积极回答教师提问、回答教师提问是否正确，以及分组讨论是否积极、正确、有独特见解等，以提高课堂教学效果和运用工程基础知识和本专业基本理论解决实际工程问题的能力。作业方面要重点考核学生掌握数字电路与数字逻辑理论基础知识和基本工作原理的程度。课内实验教学考查学生工程问题需求分析能力，综合运用计算机科学和工程技术完成实验设计、实施，并对实验结果进行分析的能力。期末考试将按照本课程的教学目标全面考核学生课程学习的效果，分析课程对毕业要求的达成度。期末考试一般采用闭卷统考方式，以便能更真正考核出学生的实际水平。六、课程评价与持续改进课程考核结束后，任课教师遵循学院的教学委员会通过的课程达成度评价机制和评价方法，对本课程的毕业要求达成度进行自我评价。此外，学院的教学委员会将指派专门的教师，依据学生的考试成绩和平时成绩等资料，对本课程的达成度进行评价，并出具达成度评价报告。教师根据评价结果，改进其教学方法和教学内容，以便更好地支撑学生毕业要求的达成。