课程数案 课程名称数字电子技术(1 教师姓名何伟 教师编号_16010006 学年2004-2005 学期第二学期
1 重 庆 大 学 课程教案 课程名称 数字电子技术(1) 教师姓名 何 伟 教师编号 16010006 学 年 2004~2005 学 期 第二学期
重庆大学教务处制 数字电子技术(1)课程教案 课程简介 1.课程名称:数字电子技术(1) Digital Electronics Technology(1) 2.适用专业:电子、通信、生物医电 3.适用年级:大学二年级 4.适用学年:大学第二学年 5.适用学期:大学第二学年第二学期 6.任课教师:曾孝平、何伟、曾浩 7.编写时间:2004年3月15日 课程性质、特点与设置目的 本课程是电子类各专业的一门主要技术基础课。其目的是使学生掌握脉冲电路和数 字电路的工作原理、分析方法和设计方法,学会 PSPICE电路分析软件对数字电路的模拟 仿真,或学会一种典型的PLD开发系统软件进行数字系统的设计、分析与仿真,使学生 具有一定的实践技能和应用能力。 本课程的基本要求 1.掌握常用数制与常用码。 2.掌握逻辑代数的基本定理,常用公式及其化简方法。 3.正确理解双极型二极管、三极管及场效应三极管的开关特性,分区等效电路及其应 4.熟悉逻辑门电路的外特性及正确使用联接 5.掌握组合逻辑电路的分析方法和设计方法,熟悉常用典型组合电路。 6.掌握触发器的电路结构与逻辑功能。 7.掌握同步、异步时序电路的分析方法和设计方法。 8.熟悉常用中规模数字集成电路的逻辑功能,利用常用的中规模集成电路设计组合逻 辑电路和时序逻辑电路。 9.掌握脉冲波形产生与变换电路的工作原理,波形参数的计算方法 10.熟悉可编程逻辑器件的分类、基本工作原理与应用,掌握至少一种CPD软件开发系 统的使用(如MAX+ plus Il或 ispDesignExpert System)。 四、本课程与相关课程的关系 本课程的前修课程是《电路分析基础》及《模拟电子技术(1)》。具体分工如下: 1.脉冲波形的线性形成,如微分、积分电路等在《电路分析基础》中学习,本课程只 涉及脉冲波形的非线性形成与变换。 2.双极型二极管、三极管及场效应晶体管的内部物理过程及小信号等效电路在《模拟 电子技术(1)》中学习,本课程只涉及大信号(开关)特性。 五、课程内容与教学目标 第1章绪论
2 重庆大学教务处制 数字电子技术(1)课程教案 一、 课程简介 1. 课程名称：数字电子技术(1) Digital Electronics Technology (1) 2. 适用专业：电子、通信、生物医电 3. 适用年级：大学二年级 4. 适用学年：大学第二学年 5. 适用学期：大学第二学年第二学期 6. 任课教师：曾孝平、何伟、曾浩 7. 编写时间：2004 年 3 月 15 日 二、 课程性质、特点与设置目的 本课程是电子类各专业的一门主要技术基础课。其目的是使学生掌握脉冲电路和数 字电路的工作原理、分析方法和设计方法，学会 PSPICE 电路分析软件对数字电路的模拟 仿真，或学会一种典型的 PLD 开发系统软件进行数字系统的设计、分析与仿真，使学生 具有一定的实践技能和应用能力。 三、 本课程的基本要求 1. 掌握常用数制与常用码。 2. 掌握逻辑代数的基本定理，常用公式及其化简方法。 3. 正确理解双极型二极管、三极管及场效应三极管的开关特性，分区等效电路及其应 用。 4. 熟悉逻辑门电路的外特性及正确使用联接。 5. 掌握组合逻辑电路的分析方法和设计方法，熟悉常用典型组合电路。 6. 掌握触发器的电路结构与逻辑功能。 7. 掌握同步、异步时序电路的分析方法和设计方法。 8. 熟悉常用中规模数字集成电路的逻辑功能，利用常用的中规模集成电路设计组合逻 辑电路和时序逻辑电路。 9. 掌握脉冲波形产生与变换电路的工作原理，波形参数的计算方法。 10. 熟悉可编程逻辑器件的分类、基本工作原理与应用，掌握至少一种 CPLD 软件开发系 统的使用(如 MAX+plus II 或 ispDesignExpert System)。 四、 本课程与相关课程的关系 本课程的前修课程是《电路分析基础》及《模拟电子技术(1)》。具体分工如下： 1． 脉冲波形的线性形成，如微分、积分电路等在《电路分析基础》中学习，本课程只 涉及脉冲波形的非线性形成与变换。 2． 双极型二极管、三极管及场效应晶体管的内部物理过程及小信号等效电路在《模拟 电子技术(1)》中学习，本课程只涉及大信号(开关)特性。 五、 课程内容与教学目标 第 1 章 绪论
学习目标及基本要求 掌握数制及其转换,编码的概念,了解常用码的一些应用 教学内容及学时分配 数字信号 数字及其转换 二-十进制代码(BCD代码) 算术运算与逻辑运算 数字电路 本章的重点和难点 建立数字信号的概念,掌握数制和编码的概念和数制间的转换方法。 本章的主要参考书目 阎石编.数字电子技术基础(第4版).高教出版社,1998年 康华光编.电子技术基础数字部分(第4版).高教出版社,2000年 本章的思考题和习题 习题1:1、2、4 第2章逻辑函数及其化简 学习目标及基本要求 掌握逻辑代数的基本定理,定律和运算方法。掌握逻辑函数公式化简和卡诺 图化简的方法。了解卡诺图的性质与运算 教学内容及学时分配 基本逻辑 基本逻辑运算 真值表与逻辑函数 逻辑函数相等 三个规则 2学时 常用公式 逻辑函数的标准形式 公式化简法 2学时 卡诺图法 2学 本章的重点和难点 熟练掌握逻辑代数的各种表达形式、逻辑代数的三个规则和常用公式,掌握 逻辑代数的化简方法尤其是卡诺图法。 本章的主要参考书目 阎石编.数字电子技术基础(第4版).高教出版社,1998年 康华光编.电子技术基础数字部分(第4版).高教出版社,2000年 本章的思考题和习题 习题2:1、2(2)(4)、3、4(2)(3)、7、8(1)(3)(5) 9(2)(5)(8)(10) 第3章集成逻辑门 学习目标及基本要求
3 ⚫ 学习目标及基本要求 掌握数制及其转换，编码的概念，了解常用码的一些应用。 ⚫ 教学内容及学时分配 数字信号 数字及其转换 二-十进制代码（BCD 代码） 算术运算与逻辑运算 数字电路 ……………………………………………………………………2 学 时 ⚫ 本章的重点和难点 建立数字信号的概念，掌握数制和编码的概念和数制间的转换方法。 ⚫ 本章的主要参考书目 阎石编.数字电子技术基础（第 4 版）.高教出版社，1998 年 康华光编.电子技术基础数字部分（第 4 版）.高教出版社，2000 年 ⚫ 本章的思考题和习题 习题 1：1、2、4 第 2 章 逻辑函数及其化简 ⚫ 学习目标及基本要求 掌握逻辑代数的基本定理，定律和运算方法。掌握逻辑函数公式化简和卡诺 图化简的方法。了解卡诺图的性质与运算。 ⚫ 教学内容及学时分配 基本逻辑 基本逻辑运算 真值表与逻辑函数 逻辑函数相等 三个规则…………………………………………………………………2 学时 常用公式 逻辑函数的标准形式 公式化简法………………………………………………………………2 学时 卡诺图法…………………………………………………………………2 学时 ⚫ 本章的重点和难点 熟练掌握逻辑代数的各种表达形式、逻辑代数的三个规则和常用公式，掌握 逻辑代数的化简方法尤其是卡诺图法。 ⚫ 本章的主要参考书目 阎石编.数字电子技术基础（第 4 版）.高教出版社，1998 年 康华光编.电子技术基础数字部分（第 4 版）.高教出版社，2000 年 ⚫ 本章的思考题和习题 习题 2：1、2（2）（4）、3、4（2）（3）、7、8（1）（3）（5） 9（2）（5）（8）（10） 第 3 章 集成逻辑门 ⚫ 学习目标及基本要求
重点是掌握TTL门和CoMs门的工作原理及主要外特性。了解ECL门及COMS电 路的正确使用方法 教学内容及学时分配 晶体管的开关特性 1学时 TL集成逻辑门 5学时 ECL与IL 1学时 MOS逻辑门 CMoS电路 2学时 本章的重点和难点 掌握二极管和三极管的开关特性以及二极管与三极管的常用开关应用电路。掌 握TL集成逻辑门的工作原理和主要外部特性,如电压传输特性、典型的TL电平 开门电平、关门电平、阈值电压的含义、抗干扰能力的计算输入/输出负载特性和电 源特性等。掌握不同逻辑类型TL电路的分析,掌握OC门和三态门的特点和使用 方法,了解其它系列T∏L门电路以及ECL和IL电路的特点。掌握Mos逻辑门尤其 是CMos门电路的工作原理和主要外部特性。 本章的主要参考书目 阎石编.数字电子技术基础(第4版).高教出版社,1998年 康华光编.电子技术基础数字部分(第4版).高教出版社,2000年 本章的思考题和习题 习题3:1、2、4、6、7、10、11、12、13、14、15 第4章组合逻辑电路 学习目标及基本要求 重点掌握组合逻辑电路的分析和设方法。熟悉MSI器件的功能与应用。了解组 合逻辑电路中的冒险一现象。 教学内容及学时分配 组合逻辑电路分析 4学咔 组合逻辑电路设计 组合逻辑电路的冒险现象 本章的重点和难点 组合逻辑概念、组合逻辑电路的分析与设计方法,常用组合逻辑功能器件:全 加器、编码器、译码器、数值比较器、数据选择器、奇偶产生/检验电路,组合逻辑 电路设计:常用SSI、MSI器件实现组合逻辑函数,组合逻辑电路的竞争一冒险现象 产生竞争一冒险的原因,检查与消除竞争一冒险的方法 本章的主要参考书目 阎石编.数字电子技术基础(第4版).高教出版社,1998年 康华光编.电子技术基础数字部分(第4版).高教出版社,2000年 本章的思考题和习题 习题4:1、2、3、4(2)(4)、5(1)(3)、8、14、20 第5章集成触发器 学习目标及基本要求
4 重点是掌握 TTL 门和 COMS 门的工作原理及主要外特性。了解 ECL 门及 COMS 电 路的正确使用方法。 ⚫ 教学内容及学时分配 晶体管的开关特性 ……………………………………………………1 学时 TTL 集成逻辑门 ……………………………………………………5 学时 ECL 与 I 2L ……………………………………………………1 学时 MOS 逻辑门 ……………………………………………………1 学时 CMOS 电路 ……………………………………………………2 学时 ⚫ 本章的重点和难点 掌握二极管和三极管的开关特性以及二极管与三极管的常用开关应用电路。掌 握 TTL 集成逻辑门的工作原理和主要外部特性，如电压传输特性、典型的 TTL 电平、 开门电平、关门电平、阈值电压的含义、抗干扰能力的计算输入/输出负载特性和电 源特性等。掌握不同逻辑类型 TTL 电路的分析，掌握 OC 门和三态门的特点和使用 方法，了解其它系列 TTL 门电路以及 ECL 和 I 2L 电路的特点。掌握 MOS 逻辑门尤其 是 CMOS 门电路的工作原理和主要外部特性。 ⚫ 本章的主要参考书目 阎石编.数字电子技术基础（第 4 版）.高教出版社，1998 年 康华光编.电子技术基础数字部分（第 4 版）.高教出版社，2000 年 ⚫ 本章的思考题和习题 习题 3：1、2、4、6、7、10、11、12、13、14、15 第 4 章 组合逻辑电路 ⚫ 学习目标及基本要求 重点掌握组合逻辑电路的分析和设方法。熟悉 MSI 器件的功能与应用。了解组 合逻辑电路中的冒险—现象。 ⚫ 教学内容及学时分配 组合逻辑电路分析 ……………………………………………………4 学时 组合逻辑电路设计 ……………………………………………………3 学时 组合逻辑电路的冒险现象………………………………………………1 学时 ⚫ 本章的重点和难点 组合逻辑概念、组合逻辑电路的分析与设计方法，常用组合逻辑功能器件：全 加器、编码器、译码器、数值比较器、数据选择器、奇偶产生/检验电路，组合逻辑 电路设计：常用 SSI、MSI 器件实现组合逻辑函数，组合逻辑电路的竞争—冒险现象： 产生竞争—冒险的原因，检查与消除竞争－冒险的方法。 ⚫ 本章的主要参考书目 阎石编.数字电子技术基础（第 4 版）.高教出版社，1998 年 康华光编.电子技术基础数字部分（第 4 版）.高教出版社，2000 年 ⚫ 本章的思考题和习题 习题 4：1、2、3、4（2）（4）、5（1）（3）、8、14、20 第 5 章 集成触发器 ⚫ 学习目标及基本要求
重点是掌握触发器RS、JK、D、T、T’等五种逻辑功能及主从与边沿触发器的 触发方式。了解触发器之间的相互转换。 教学内容及学时分配 基本触发器 2学时 钟控触发器 2学时 主从触发器 1学时 边沿触发器 本章的重点和难点 基本触发器、钟控触发器、主从触发器、边沿触发器的电路结构与触发特点 触发器的异步置“0”、异步置“1”’,触发器逻辑功能及其描述方法:状态转移真值 表、特征方程(状态方程)、状态转移图、激励表和时序图,触发器类型转换。 本章的主要参考书目 阎石编.数字电子技术基础(第4版).高教出版社,1998年 康华光编.电子技术基础数字部分(第4版).高教出版社,2000年 本章的思考题和习题 习题5:3、4、5、7、8、9 第6章时序逻辑电路设计 学习目标及基本要求 重点是掌握时序电路的分析方法和设计方法。熟悉常用典型时序逻辑电路的特 点和功能,序列信号发生器为选学内容。 教学内容及学时分配 时序逻辑电路概述 0.5学时 时序逻辑电路分析 3.5学时 时序逻辑电路设计 6学时 本章的重点和难点 时序电路的分析方法:驱动方程、输入方程、状态转移方程、状态转移表、状 态转移图和时序图,常用时序电路:寄存器、移位寄存器、同步计数器、异步计数 器、序列信号发生器,时序电路的设计方法:设计原则和一般步骤,采用小规模集 成器件设计同步计数器、异步计数器。采用中规模集成器件设计任意模值计数(分频) 器。 本章的主要参考书目 阎石编.数字电子技术基础(第4版).高教出版社,1998年 康华光编.电子技术基础数字部分(第4版).高教出版社,20 本章的思考题和习题 习题6:1、2、3、26、29、37 第7章半导体存储器 学习目标及基本要求 重点是掌握不同存储器的存储的特点、使用方法、扩展技术和用ROM实现组合 逻辑函数的方法。 教学内容及学时分配 概述 1学时
5 重点是掌握触发器 RS、JK、D、T、T’等五种逻辑功能及主从与边沿触发器的 触发方式。了解触发器之间的相互转换。 ⚫ 教学内容及学时分配 基本触发器 ……………………………………………………2 学时 钟控触发器 ……………………………………………………2 学时 主从触发器 ……………………………………………………1 学时 边沿触发器 ……………………………………………………1 学时 ⚫ 本章的重点和难点 基本触发器、钟控触发器、主从触发器、边沿触发器的电路结构与触发特点， 触发器的异步置“0”、异步置“1”，触发器逻辑功能及其描述方法：状态转移真值 表、特征方程(状态方程)、状态转移图、激励表和时序图，触发器类型转换。 ⚫ 本章的主要参考书目 阎石编.数字电子技术基础（第 4 版）.高教出版社，1998 年 康华光编.电子技术基础数字部分（第 4 版）.高教出版社，2000 年 ⚫ 本章的思考题和习题 习题 5：3、4、5、7、8、9 第 6 章 时序逻辑电路设计 ⚫ 学习目标及基本要求 重点是掌握时序电路的分析方法和设计方法。熟悉常用典型时序逻辑电路的特 点和功能，序列信号发生器为选学内容。 ⚫ 教学内容及学时分配 时序逻辑电路概述 ……………………………………………………0.5 学时 时序逻辑电路分析 ……………………………………………………3.5 学时 时序逻辑电路设计 ……………………………………………………6 学时 ⚫ 本章的重点和难点 时序电路的分析方法：驱动方程、输入方程、状态转移方程、状态转移表、状 态转移图和时序图，常用时序电路：寄存器、移位寄存器、同步计数器、异步计数 器、序列信号发生器，时序电路的设计方法：设计原则和一般步骤，采用小规模集 成器件设计同步计数器、异步计数器。采用中规模集成器件设计任意模值计数(分频) 器。 ⚫ 本章的主要参考书目 阎石编.数字电子技术基础（第 4 版）.高教出版社，1998 年 康华光编.电子技术基础数字部分（第 4 版）.高教出版社，2000 年 ⚫ 本章的思考题和习题 习题 6：1、2、3、26、29、37 第 7 章 半导体存储器 ⚫ 学习目标及基本要求 重点是掌握不同存储器的存储的特点、使用方法、扩展技术和用 ROM 实现组合 逻辑函数的方法。 ⚫ 教学内容及学时分配 概述 ……………………………………………………1 学时
顺序存储器 随机存取存储器 1学时 只读存储器 1学时 本章的重点和难点 半导体存储器:SAM、RAM、ROM、 EPROM、 EEPROM、FIFO、FILI0,存储器的扩展 用ROM实现组合逻辑函数。 本章的主要参考书目 阎石编.数字电子技术基础(第4版).高教出版社,1998年 康华光编.电子技术基础数字部分(第4版).高教出版社,2000年 本章的思考题和习题 习题7:4、5、6 第8章可编程逻辑器件及其编程 学习目标及基本要求 重点是正确理解各种可编程逻辑器件的特点、适用范围、编程方法,熟悉软件 开发系统进行PLD设计的过程和方法。 教学内容及学时分配 CPLD 4学时 FPGA 1学 可编程逻辑器件的开发 1 本章的重点和难点 现场可编程阵列逻辑FPLA、可编程阵列逻辑器件PAL、通用逻辑阵列器件GAL、 复杂可编程逻辑器件CPLD、现场可编程门列阵FPGA的可编程技术、FPGA的装载 PLD软件开发系统。 本章的主要参考书目 阎石编.数字电子技术基础(第4版).高教出版社,1998年 康华光编.电子技术基础数字部分(第4版).高教出版社,2000年 本章的思考题和习题 习题8:1、3、5、6、8、9、15、16 第9章脉冲单元电路 学习目标及基本要求 重点是掌握脉冲波形的产生与整形,以及波形分析。了解波形参数的计算。 教学内容及学时分配 脉冲信号与脉冲电路 2学咔 集成门构成的脉冲单元电路 2学时 555定时器及其应用 本章的重点和难点 集成门构成的脉冲单元电路:集成门构成的施密特触发器、集成施密特电路 集成门构成的单稳态触发器、集成单稳态电路。集成门构成的多谐振荡器,5定时 6
6 顺序存储器 ……………………………………………………1 学时 随机存取存储器 ……………………………………………………1 学时 只读存储器 ……………………………………………………1 学时 ⚫ 本章的重点和难点 半导体存储器：SAM、RAM、ROM、EPROM、EEPROM、FIFO、FILO，存储器的扩展， 用 ROM 实现组合逻辑函数。 ⚫ 本章的主要参考书目 阎石编.数字电子技术基础（第 4 版）.高教出版社，1998 年 康华光编.电子技术基础数字部分（第 4 版）.高教出版社，2000 年 ⚫ 本章的思考题和习题 习题 7：4、5、6 第 8 章 可编程逻辑器件及其编程 ⚫ 学习目标及基本要求 重点是正确理解各种可编程逻辑器件的特点、适用范围、编程方法，熟悉软件 开发系统进行 PLD 设计的过程和方法。 ⚫ 教学内容及学时分配 PAL ……………………………………………………2 学时 GAL ……………………………………………………2 学时 CPLD ……………………………………………………4 学时 FPGA ……………………………………………………1 学时 可编程逻辑器件的开发…………………………………………………1 学时 ⚫ 本章的重点和难点 现场可编程阵列逻辑 FPLA、可编程阵列逻辑器件 PAL、通用逻辑阵列器件 GAL、 复杂可编程逻辑器件 CPLD、现场可编程门列阵 FPGA 的可编程技术、FPGA 的装载、 PLD 软件开发系统。 ⚫ 本章的主要参考书目 阎石编.数字电子技术基础（第 4 版）.高教出版社，1998 年 康华光编.电子技术基础数字部分（第 4 版）.高教出版社，2000 年 ⚫ 本章的思考题和习题 习题 8：1、3、5、6、8、9、15、16 第 9 章 脉冲单元电路 ⚫ 学习目标及基本要求 重点是掌握脉冲波形的产生与整形，以及波形分析。了解波形参数的计算。 ⚫ 教学内容及学时分配 脉冲信号与脉冲电路……………………………………………………2 学时 集成门构成的脉冲单元电路……………………………………………2 学时 555 定时器及其应用……………………………………………………2 学时 ⚫ 本章的重点和难点 集成门构成的脉冲单元电路：集成门构成的施密特触发器、集成施密特电路。 集成门构成的单稳态触发器、集成单稳态电路。集成门构成的多谐振荡器，555 定时
器及其应用:55定时器的电路结构、原理,用555定时器构成施密特电路、单稳态 电路和多谐振荡器 本章的主要参考书目 阎石编.数字电子技术基础(第4版).高教出版社,1998年 康华光编.电子技术基础数字部分(第4版).高教出版社,2000年 本章的思考题和习题 习题9:2、4、7、8、10 第10章模数转换器和数模转换器 学习目标及基本要求 重点是掌握数字器、模拟器相互转换的方法,D/A、A/D转换器的精度和速度 了解其中必要的模拟开关,取样保持电路的结构与原理。 教学内容及学时分配 转换系统 05学时 数模转换器(DAC) 2.5学时 模数转换器(ADC) 3学时 本章的重点和难点 模/数转换器与数/模转换器在转换系统中的应用与地位。数/模转换器的原理及 其电路,DA转换的速度和转换精度,模/数(AD)转换过程中的取样、保持、量化 编码。V-T变换型、双积分式AD、并联比较式A/D、串并型AD转换器。 本章的主要参考书目 阎石编.数字电子技术基础(第4版).高教出版社,1998年 康华光编.电子技术基础数字部分(第4版).高教出版社,2000年 本章的思考题和习题 习题10:3、6、9
7 器及其应用：555 定时器的电路结构、原理，用 555 定时器构成施密特电路、单稳态 电路和多谐振荡器。 ⚫ 本章的主要参考书目 阎石编.数字电子技术基础（第 4 版）.高教出版社，1998 年 康华光编.电子技术基础数字部分（第 4 版）.高教出版社，2000 年 ⚫ 本章的思考题和习题 习题 9：2、4、7、8、10 第 10 章 模数转换器和数模转换器 ⚫ 学习目标及基本要求 重点是掌握数字器、模拟器相互转换的方法，D/A、A/D 转换器的精度和速度。 了解其中必要的模拟开关，取样保持电路的结构与原理。 ⚫ 教学内容及学时分配 转换系统 ……………………………………………0.5 学时 数模转换器（DAC） ……………………………………………2.5 学时 模数转换器（ADC） ……………………………………………3 学时 ⚫ 本章的重点和难点 模/数转换器与数/模转换器在转换系统中的应用与地位。数/模转换器的原理及 其电路，D/A 转换的速度和转换精度，模/数(A/D)转换过程中的取样、保持、量化、 编码。V-T 变换型、双积分式 A/D、并联比较式 A/D、串并型 A/D 转换器。 ⚫ 本章的主要参考书目 阎石编.数字电子技术基础（第 4 版）.高教出版社，1998 年 康华光编.电子技术基础数字部分（第 4 版）.高教出版社，2000 年 ⚫ 本章的思考题和习题 习题 10：3、6、9
