数字电子技术(1) 课程名称:数字电子技术(1) Digital Electronics Technology(1) 课程负责人:曾孝平 二、学时与学分:72+8学时,4.5学分 三、适用专业:通信、电子、生物医电等专业 四、课程教材:王疏银编.数字电路与逻辑设计(第3版).高教出版社,1999年 五、參考教材: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 六、开课单位:通信工程学院 七、课程的性质、目的和任务 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 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。 八、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.正确理解二极管、双极型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,掌握TTL.CMOS基本逻辑门的功能,了解ECL 及其他门的主要特点。 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,了解组合逻辑电路 的冒险现象和消除方法 6.掌握触发器的电路结构、逻辑功能、特征方程、激励表、异步值0和值1,掌握主从和 边沿触发方式的特点 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,掌握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的方法 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.了解大规模集成存储器的逻辑功能和MS存储单元的基本工作原理,熟悉可编程逻辑器 件的分类、基本工作原理与应用,了解ROM、PLA的基本工作原理,掌握PLA、GAL、CPLD、FPGA 的基本工作原理和结构特点,掌握至少一种CPLD软件开发系统的使用(如MAX+ plus II或 ispDesi gnExpert System)o 11.课程的实践教学环节独立开课,包括: 实验:28学时,(要求见“数字电子技术实验教学大纲”) 课程设计:二周,(要求见“数字电子技术(1)课程设计基本要求”) 九、课程的主要内容: 1.绪论 脉冲信号、数字信号,计数制及其转换:二、十、八、十六进制,二进制负数的表示方法, 数字系统中常用的几种码:BCD代码。 2.逻辑函数及其化简 逻辑代数的基本运算:与、或、非的概念:基本公式、常用公式:代入、对偶与反演规则 常用导出逻辑运算,异或,同逻辑的运算性质,逻辑函数的标准形式,积之和式与和之积式,逻 辑函数的化简:公式化简法、卡诺图法、具有无关项的逻辑函数及其化简,*逻辑函数的系统简
数字电子技术(1) 一、课程名称:数字电子技术(1) Digital Electronics Technology (1) 课程负责人:曾孝平 二、学时与学分:72+8 学时, 4.5 学分 三、适用专业:通信、电子、生物医电等专业 四、课程教材:王疏银编. 数字电路与逻辑设计(第 3 版). 高教出版社,1999 年 五、参考教材: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 六、开课单位:通信工程学院 七、课程的性质、目的和任务: 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。 八、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. 正确理解二极管、双极型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,掌握 TTL.CMOS 基本逻辑门的功能,了解 ECL 及其他门的主要特点。 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,了解组合逻辑电路 的冒险现象和消除方法。 6. 掌握触发器的电路结构、逻辑功能、特征方程、激励表、异步值 0 和值 1,掌握主从和 边沿触发方式的特点。 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,掌握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的方法。 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. 了解大规模集成存储器的逻辑功能和 MOS 存储单元的基本工作原理,熟悉可编程逻辑器 件的分类、基本工作原理与应用,了解 ROM、PLA 的基本工作原理,掌握 PLA、GAL、CPLD、FPGA 的基本工作原理和结构特点,掌握至少一种 CPLD 软件开发系统的使用(如 MAX+plus II 或 ispDesignExpert System)。 11. 课程的实践教学环节独立开课,包括: 实验:28 学时,(要求见“数字电子技术实验教学大纲”) 课程设计:二周,(要求见“数字电子技术(1)课程设计基本要求”) 九、课程的主要内容: 1. 绪论 脉冲信号、数字信号,计数制及其转换:二、十、八、十六进制,二进制负数的表示方法, 数字系统中常用的几种码:BCD 代码。 2. 逻辑函数及其化简 逻辑代数的基本运算:与、或、非的概念;基本公式、常用公式;代入、对偶与反演规则, 常用导出逻辑运算,异或,同逻辑的运算性质,逻辑函数的标准形式,积之和式与和之积式,逻 辑函数的化简:公式化简法、卡诺图法、具有无关项的逻辑函数及其化简,*逻辑函数的系统简
化法:QM法 3.集成逻辑门 正、负逻辑概念,晶体二极管的开关特性、晶体三极管的开关特性,T与非门的工作原理, 输入特性、输出特性、电压传输特性,异或门、CC门、三态门、ECL电路的工作原理,ECL门基 本电路结构及工作原理,COMS门的基本电路结构、工作原理与外特性。 4.组合逻辑电路 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,检査与消除 竞争一冒险的方法 5.集成触发器 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。 6.时序逻辑电路 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 7.半导体存储器 半导体存储器:SAM、RAM、ROM、 EPROM、 EEPROM、FIFO、FIO,存储器的扩展,用ROM实现 组合逻辑函数 可编程逻辑器件及其应用 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、专用集成电路ASIC,各种PLD的技术: EEPROM浮栅技术、OLMC、PLD的编程, ISP-PLD 技术、FPGA的装载、PLD软件开发系统 9.脉冲单元电路 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: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。 10.模/数转换器与数/模转换器 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。VT变换型、双积 分式AD、并联比较式A/D、串并型A/D转换器 十、先修课程:电路分析基础、低频电子线路 十一、考核方式 1.期末考试:闭卷、笔试 2.成绩采用100分制记分,期末考试占80%,上机及平时占20% 十二、学时分配; 理论讲课72学时 1.绪论 2学时 2.逻辑函数及其化简 6学时 3.集成逻辑门 10学时 4.组合逻辑电路
化法:Q-M 法。 3. 集成逻辑门 正、负逻辑概念,晶体二极管的开关特性、晶体三极管的开关特性,TTL 与非门的工作原理, 输入特性、输出特性、电压传输特性,异或门、OC 门、三态门、ECL 电路的工作原理,ECL 门基 本电路结构及工作原理,COMS 门的基本电路结构、工作原理与外特性。 4. 组合逻辑电路 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。 5. 集成触发器 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。 6. 时序逻辑电路 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。 7. 半导体存储器 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。 8. 可编程逻辑器件及其应用 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、专用集成电路 ASIC,各种 PLD 的技术:EEPROM 浮栅技术、OLMC、PLD 的编程,ISP-PLD 技术、FPGA 的装载、PLD 软件开发系统。 9. 脉冲单元电路 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: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。 10. 模/数转换器与数/模转换器 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。 十、先修课程:电路分析基础、低频电子线路 十一、考核方式: 1. 期末考试:闭卷、笔试。 2. 成绩采用 100 分制记分,期末考试占 80%,上机及平时占 20%。 十二、学时分配; 理论讲课 72 学时 1. 绪论 2 学时 2. 逻辑函数及其化简 6 学时 3. 集成逻辑门 10 学时 4. 组合逻辑电路 8 学时
5.集成触发器 6学时 6.时序逻辑电路 10学时 7.半导体存储器 8.可编程逻辑器件及其应用 10学时 9.脉冲单元电路 6学时 10.模数转换器和数模转换器 6学时 11.习题课 2学时 12.总复习 上机8学时 1.熟悉MAX+ plus II系统及 用MAX+ plus It系统进行组合逻辑电路设计与仿真4学时 2.用MAX+ plus Il系统进行时序逻辑电路设计与仿真4学时 大纲制订者:何伟 大纲审定者:曾孝平
5. 集成触发器 6 学时 6. 时序逻辑电路 10 学时 7. 半导体存储器 4 学时 8. 可编程逻辑器件及其应用 10 学时 9. 脉冲单元电路 6 学时 10. 模数转换器和数模转换器 6 学时 11. 习题课 2 学时 12. 总复习 2 学时 上机 8 学时 1. 熟悉 MAX+plus II 系统及 用 MAX+plus II 系统进行组合逻辑电路设计与仿真 4 学时 2. 用 MAX+plus II 系统进行时序逻辑电路设计与仿真 4 学时 大纲制订者: 何 伟 大纲审定者: 曾孝平