第3章逻辑门电路
3.1 概述
逻辑门电路:用以实现基本和常用逻辑运算的电子电路。简称门电路.用逻辑1和0 分别来表示电子电路中的高、低电平的逻辑赋值方式，称为正逻辑,目前在数字技术中，大都采用正逻辑工作；若用低、高电平来表示，则称为负逻辑。本课程采用正逻辑。
获得高、低电平的基本方法：利用半导体开关元件的导通、截止（即开、关）两种工作状态.
在数字集成电路的发展过程中，同时存在着两种类型器件的发展。一种是由三极管组成的双极型集成电路,例如晶体管-晶体管逻辑电路（简称TTL电路）及射极耦合逻辑电路（简称ECL电路）.另一种是由MOS管组成的单极型集成电路，例如N-MOS逻辑电路和互补MOS(简称COMS）逻辑电路。
3。2 分立元件门电路
3。3.1二极管的开关特性
3.2.2三极管的开关特
性NPN型三极管截止、放大、饱和3种工作状态的特点
工作状态截止放大饱和
条件i B＝0 0＜i B＜I BS i B＞I BS
工
作特点偏置情况
发射结反偏
集电结反偏
u BE〈0，u BC
〈0
发射结正偏
集电结反偏
u BE>0，u BC
〈0
发射结正偏
集电结正偏
u BE〉0，u BC〉
集电极电流i C＝0 i C＝βi B i C＝I CS
ce间电压u CE＝V CC u CE＝V CC－
i C R c
u CE＝U CES＝
0.3V
ce间等效电阻
很大，
相当开关断
开
可变
很小，
相当开关闭
合
3.2。3二极管门电路1、二极管与门2、二极管或门
u A u B u Y D1D2
0V 0V 0V 5V 5V 0V 5V 5V
0V
4。3V
4。3V
4.3V
截止截止
截止导通
导通截止
导通导通
3。2.4三极管非门
3。2。5组合逻辑门电路1、与非门电路
2、或非门电路
3.3 集成逻辑门电路
一、TTL与非门
1、电路结构
(1）抗饱和三极管
作用：使三极管工作在浅饱和状态。因为三极管饱和越深，其工作速度越慢，为了提高工作速度，需要采用抗饱和三极管。
构成:在普通三极管的基极B和集电极C之间并接了一个肖特基二极管(简称SBD）。
特点：开启电压低，其正向导通电压只有0.4V，比普通硅二极管0。7V的正向导通压降小得多；没有电荷存储效应；制造工艺和TTL电路的常规工艺相容，甚至无须增加工艺就可制造出SBD. （2）采用有源泄放电路
上图中的V6、R3、R6组成。
2、TTL与非门的工作原理
(1）V1的等效电路
V1是多发射极三极管，其有三个发射结为PN结。故输入级用
以实现A、B、C与的关系。其等效电路如右图所示。
（2)工作原理分析
①输入信号不全为1：
如u A=0.3V，u B= u C =3。6V
则u B1=0。3+0.7=1V,T2、T5
截止，T3、T4导通
忽略i B3，输出端的电位为:
u Y≈5―0。7―0.7＝3。6V
输出Y为高电平。
②输入信号全为1：如u A=u B=u C 3。6V
则u B1=2。1V，T2、T5导通,T3、T4截止
输出端的电位为：
u Y=U CES＝0.3V
输出Y为低电平。
功能表
逻辑表达式:
集成与非门电路引脚排列图（顶视)：
(74LS00内含4个2输入与非门,74LS20内含2个4输入与非门）
3、电压传输特性和噪声容限
（1）电压传输特性
定义：门电路输出电压u o随输入电压变化的特性曲线称为电压传输特性.
（电压传输特性曲线见课本图3.3。3。)
（2）概念
输入电平范围：高电平U iHmin～U iHmax=1。2~5V；低电平U iLmin～U iLmax=0.2~1。0V
·关门电平。上述输入低电平中的最大值，即U OFF = U iLmax =1。0V。
只有当输入u I〈U OFF 时，与非门才关闭，输出高电平。
·开门电平.上述输入高电平中的最小值,即U ON =U iHmin=1。2V
只有当输入u I >U ON 时，与非门才开通，输出低电平。
·阈值电压.工作在电压传输特性曲线转折区中点对应的输入电压称为阈值电压，又称为门槛电压。用U TH表示.
近似分析时，可以认为：当u I
u I >U TH时，与非门工作在开通状态，输出低电平U OL。
（3)噪声容限
在输入信号上叠加的噪声电压只要不超过允许值,就不会影响电路的正常逻辑功能，这个允许值称为噪声容限。
电路的噪声容限越大,其抗干扰能力就越强。
4、输入负载特性
定义:输入电压u I随输入端对地外接电阻R I变化的曲线，称为输入负载特性。
（1）在V2和V5导通前，u I随R I的增大而上升，输入电压u I
在R I上升到V2和V5开始导通时,u I不能用上式进行计算.当u I上升到1。1V 时，V1的基极电压被钳在1.8V上，V2和V5导通,输出u o为低电增U OL,此后，u I不再随R I的增大而升高。u I随R I变化的曲线如上面右图所示。
·维持输出高电平的R I最大值称为关门电阻,用R OFF表示,其值约为700Ω。
·维持输出低电平的R I最小值称为开门电阻，用R ON表示，其值约为2。1KΩ。
5、输出负载特性
输出电压u o随负载电流I O变化的特性曲线称为输出负载特性。
6、传输延迟时间
由于二极管、三极管由导通变为截止或由截止变为导通时，都需要一定的时间，再加上其它原因，输出电压u o的脉冲波形不仅比输入波形延迟了一定的时间，而且波形的上升沿和下降沿也都变坏了.
3。3.2低功耗肖特基系列
3.3。3其它功能的TTL门电路
TTL集成逻辑门电路除与非门外,常用的还有集电极开路与非门、或非门、与或非门、三态门和异或门等。它们都是在上面所述的非门的基础上发展出来的。
1、集电极开路与非门（OC门）
·电路结构与逻辑符号
·作用与功能
问题的提出:为解决一般TTL与非门不能线与而设计的.（作用）
功能：接入外接电阻R后：
①A、B不全为1时,u B1=1V，T2、T3截止，Y=1.
②A、B全为1时，u B1=2.1V,T2、T3饱和导通,Y=0.
外接电阻R的取值范围为：
·应用
（a）实现线与(b）驱动显示器(c）实现电平转换2、与或非门3、三态输出门（TSL 门）
·电路结构和逻辑符号
·工作原理
①当EN＝0时，二极管D截止，TSL门的输出状态完全取决于输入信号A、B的状态，电路输出与输入的逻辑关系和一般与非门相同。
②当EN＝1时，二极管D导通，一方面使u C2 =1V，V4截止；另一方面使u B1 =1V，从而使V2和V5截止。输出端开路，电路处于高阻状态。
结论：电路的输出有高阻态、高电平和低电平3种状态。
·三态输出门的应用（a）构成单向总线（b)构成双向总线TTL数字集成电路及主要参数TTL系列集成电路
①74:标准系列，前面介绍的TTL门电路都属于74系列,其典型电路与非门的平均传输时间t pd＝10ns，平均功耗P＝10mW。
②74H：高速系列，是在74系列基础上改进得到的，其典型电路与非门的平均传输时间t pd＝6ns，平均功耗P＝22mW。
③74S:肖特基系列，是在74H系列基础上改进得到的，其典型电路与非门的平均传输时间t pd＝3ns，平均功耗P＝19mW。
TTL与非门主要参数
（1）输出高电平U OH：TTL与非门的一个或几个输入为低电平时的输出电平。产品规范值U OH≥2.4V，标准高电平U SH＝2。4V。
（2）高电平输出电流I OH：输出为高电平时，提供给外接负载的最大输出电流，超过此值会使输出高电平下降。I OH表示电路的拉电流负载能力。
(3)输出低电平U OL：TTL与非门的输入全为高电平时的输出电平。产品规范值U OL≤0。4V,标准低电平U SL＝0.4V。
(4）低电平输出电流I OL:输出为低电平时，外接负载的最大输出电流，超过此值会使输出低电平上升。I OL表示电路的灌电流负载能力。
（5）扇出系数N O：指一个门电路能带同类门的最大数目，它表示门电路的带负载能力。一般TTL门电路N O≥8，功率驱动门的N O可达25。
（6）最大工作频率f max：超过此频率电路就不能正常工作。
(7）输入开门电平U ON：是在额定负载下使与非门的输出电平达到标准低电平U SL的输入电平。它表示使与非门开通的最小输入电平.一般TTL门电路的U ON≈1.8V。
（8）输入关门电平U OFF：使与非门的输出电平达到标准高电平U SH的输入电平。它表示使与非门关断所需的最大输入电平。一般TTL门电路的U OFF≈0.8V.
（9）高电平输入电流I IH:输入为高电平时的输入电流，也即当前级输出为高电平时，本级输入电路造成的前级拉电流。
（10)低电平输入电流I IL：输入为低电平时的输出电流，也即当前级输出为低电平时，本级输入电路造成的前级灌电流。
(11)平均传输时间t pd：信号通过与非门时所需的平均延迟时间。在工作频率较高的数字电路中，信号经过多级传输后造成的时间延迟,会影响电路的逻辑功能.
（12)空载功耗:与非门空载时电源总电流I CC与电源电压V CC的乘积。
三、TTL集成电路逻辑门电路的使用注意事项
(1）关于电源等：对于各种集成电路，使用时一定要在推荐的工作条件范围内，否则将导致性能下降或损坏器件。
（2）关于输入端:数字集成电路中多余的输入端在不改变逻辑关系的前提下可以并联起来使用，也可根据逻辑关系的要求接地或接高电平。TTL电路多余的输入端悬空表示输入为高电平（3）关于输出端：具有推拉输出结构的TTL门电路的输出端不允许直接并联使用。输出端不允许直接接电源V CC或直接接地。
3.4 CMOS集成逻辑门电路
一、CMOS反相器
1、MOS管的符号
增强型NMOS管和增强型PMOS管的符
号如右图所示：
2、CMOS反相器
（1）u A＝0V时，T N截止，T P导通.输出电压u Y＝V DD＝10V。
(2）u A＝10V时,T N导通，T P截止.输出电压u Y＝0V。
二、其它功能的CMOS电路CMOS与非门和或非门
CMOS与非门①A、B当中有一个或全为低电平时，T N1、T N2中有一个或全部截止，T P1、T P2中有一个或全部导通，输出Y为高电平.
②只有当输入A、B全为高电平时，T N1和T N2才会都导通,T P1和T P2才会都截止，输出Y才会为低电平。
CMOS或非门①只要输入A、B当中有一个或全为高电平，T P1、T P2中有一个或全部截止,T N1、T N2中有一个或全部导通，输出Y为低电平。
②只有当A、B全为低电平时,T P1和T P2才会都导通，T N1和T N2才会都截止，输出Y才会为高电平。
2、漏极开路的CMOS门（OD门）
和TTL电路中的OC门一样，CMOS门电路中也有漏极开路的门电路，即OD门。下图所示为二输入漏极开路的与非缓冲/驱动器,也具有与非功能，,其逻辑符号亦在下图标示出，与OC门符号相同。
3、CMOS传输门
·电路结构与逻辑符号
·工作原理
①C＝0时，即C端为低电平（0V）、端为高电平（＋V DD)时，T N和T P都不具备开启条件而截止,输入和输出之间相当于开关断开一样。
②C＝1时,即C端为高电平（＋V DD)、端为低电平（0V）时，T N和T P都具备了导通条件，输入和输出之间相当于开关接通一样，u o＝u i.
4、CMOS三态输出门电路及逻辑符号如图所示。
①，T P2、T N2均导通,T P1、T N1构成反相器。
时，T P2、T N2均截止,Y与地和电源都断开了，输出端呈现为高阻态。
可见电路的输出有高阻态、高电平和低电平3种状态，是一种三态门.
5、CMOS异或门（略）
三、高速CMOS门电路四、CMOS数字集成电路的特点与系列
1、特点
（1）CMOS电路的工作速度比TTL电路的低。
（2）CMOS带负载的能力比TTL电路强。
（3）CMOS电路的电源电压允许范围较大，约在3~18V,抗干扰能力比TTL电路强.
（4）CMOS电路的功耗比TTL电路小得多。门电路的功耗只有几个μW,中规模集成电路的功耗也不会超过100μW。
(5）CMOS集成电路的集成度比TTL电路高。
（6）CMOS电路适合于特殊环境下工作。
（7）CMOS电路容易受静电感应而击穿,在使用和存放时应注意静电屏蔽，焊接时电烙铁应接地良好,尤其是CMOS电路多余不用的输入端不能悬空，应根据需要接地或接高电平。
2、系列(1)CMOS4000系列
（2）高速CMOS电路系列
3、CMOS4000系列和HCMOS系列的比较
五、CMOS集成逻辑门的使用注意事项
（1）关于电源等:对于各种集成电路，使用时一定要在推荐的工作条件范围内，否则将导致性能下降或损坏器件.
（2)关于输入端：CMOS电路，多余的输入端不允许悬空，否则电路将不能正常工作。(3)关于输出端:输出端不允许直接与电源V DD或与地（V SS）相连。.
本章小结
①利用半导体器件的开关特性，可以构成与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门等各种逻辑门电路，也可以构成在电路结构和特性两方面都别具特色的三态门、OC门、OD 门和传输门.
②随着集成电路技术的飞速发展，分立元件的数字电路已被集成电路所取代。
③TTL电路的优点是开关速度较高,抗干扰能力较强，带负载的能力也比较强，缺点是功耗较大。
④CMOS电路具有制造工艺简单、功耗小、输入阻抗高、集成度高、电源电压范围宽等优点，其主要缺点是工作速度稍低，但随着集成工艺的不断改进，CMOS电路的工作速度已有了大幅度的提高.
第3章逻辑门电路 3.1 概述 逻辑门电路:用以实现基本和常用逻辑运算的电子电路。简称门电路.用逻辑1和0 分别来表示电子电路中的高、低电平的逻辑赋值方式，称为正逻辑,目前在数字技术中，大都采用正逻辑工作；若用低、高电平来表示，则称为负逻辑。本课程采用正逻辑。 获得高、低电平的基本方法：利用半导体开关元件的导通、截止（即开、关）两种工作状态. 在数字集成电路的发展过程中，同时存在着两种类型器件的发展。一种是由三极管组成的双极型集成电路,例如晶体管-晶体管逻辑电路（简称TTL电路）及射极耦合逻辑电路（简称ECL电路）.另一种是由MOS管组成的单极型集成电路，例如N-MOS逻辑电路和互补MOS(简称COMS）逻辑电路。 3。2 分立元件门电路 3。3.1二极管的开关特性 3.2.2三极管的开关特 性NPN型三极管截止、放大、饱和3种工作状态的特点 工作状态截止放大饱和 条件i B＝0 0＜i B＜I BS i B＞I BS 工 作特点偏置情况 发射结反偏 集电结反偏 u BE〈0，u BC 〈0 发射结正偏 集电结反偏 u BE>0，u BC 〈0 发射结正偏 集电结正偏 u BE〉0，u BC〉
集电极电流i C＝0 i C＝βi B i C＝I CS ce间电压u CE＝V CC u CE＝V CC－ i C R c u CE＝U CES＝ 0.3V ce间等效电阻 很大， 相当开关断 开 可变 很小， 相当开关闭 合 3.2。3二极管门电路1、二极管与门2、二极管或门 u A u B u Y D1D2 0V 0V 0V 5V 5V 0V 5V 5V 0V 4。3V 4。3V 4.3V 截止截止 截止导通 导通截止 导通导通
《数字电子技术基础》第版教学课件清华大 学阎石王红(1) 清华大学阎石、王红教授编写的《数字电子技术基础》第四版教学课 件是一本权威、全面、实用、易学的教材。本课程主要面向计算机、 电子、通信等相关专业的本科生，同时也适合从事数字电路设计等工 作的工程技术人员学习。 教学课件包括了数字电路基本概念、逻辑代数、组合逻辑电路、时序 逻辑电路、运算电路、存储器、硬件描述语言等内容。在本课程中， 阎石、王红教授采用了“理论讲解+实例演示”的授课模式，通过生动 的语言和形象的图片、动画，把抽象难懂的概念变成了通俗易懂的知 识点。 在数字电路基本概念部分，本课程深入浅出地介绍了数字信号的特点、基本概念、布尔代数、真值表、卡诺图等知识，以及数字逻辑门的分 类和特点。在逻辑代数部分，本课程详细介绍了布尔代数的基本运算 法则、德摩根定理、关键字代数等内容。在组合逻辑电路部分，本课 程对组合逻辑电路的设计方法、常用逻辑门的功能、译码器、编码器、复用器、解复用器、多路选择器等进行了详细讲解。时序逻辑电路部 分则介绍了时序逻辑电路的基本概念、触发器、寄存器和计数器等内容。在运算电路部分，本课程重点讲解了加法器、减法器、比较器和 累加器等内容。在存储器部分，本课程详细介绍了RAM和ROM的特点、使用方法、缺陷等。在硬件描述语言部分，本课程通过学习Verilog HDL语言的基本语法和应用实例，使学生掌握了硬件的描述方法和设计技巧。 总之，《数字电子技术基础》第四版教学课件由清华大学阎石、王红
教授所编写，内容丰富、实用性强、难度适中、通俗易懂，是数字电路领域的一本经典教材，不仅适合本科生和研究生学习，也适合工程技术人员进修和自我学习。
基本逻辑门电路教案
学 环 节 组织 教学 师生问好,查点人数,检查设备检查设备调整上课状态 一课题引入通过幻灯片让学生观察生活各种门,让学生得 出门定义,以及开门关门状态引入主题; 门开关1开门状态：满足条件,允许信号通 过,相当于开关接通 2关门状态：条件不满足,信号通不过,相当于 开关断开 学生观看门图片,得 出门的定义与门的 两种状态,从而得出 门电路的定义; 通过对门开关状态的理解引入今天 的主题; 二教师由实验引入教师演示实验：根据图示连接电路图 问题：通过观察现象能得出什么现象; 1、观察电路 2、思考分析 3、得出结论 通过实验引入,激发学生学习兴趣, 吸引学生注意力; 教师归纳总结得出与逻辑关系：只有当决定 某种结果的全部条件发生时,结果才发生; 功能状况： 条件结果 A B Y 通通亮 断通不亮 通断不亮 断断不亮 与逻辑关系式：Y=AB 听老师讲解 正确的结论, 检查自己的 推论是否正 确,反思错误 的地方 通过对实验的分析,总结得出“与” 逻辑关系及其功能; 三学生协作学习实验 教师巡查,如发现错误,及时指导 学生根据刚才实验, 举一反三,自己动手 连接实验电路图. 让学生亲自动手自己做实验,得出实 验结果 教师巡查,并适当提醒辅导鼓励 学生根据自己实 验现象,分组讨论, 相互质疑,相互纠错 归纳实验结果 学生自己总结出实验结果,加深学生 对逻辑关系的理解; 教师对实验结果进行总结： 或关系：只要决定某种结果的各种条件之一 具备,结果就会发生; 关系式：Y=A+B 非关系：结果对条件在逻辑中给予否定; 关系式： 学生认真听老师的 正确讲解,看自己是 否归纳正确,若错误 要找出原因所在; 让学生进一步理解 A Y
电子信息学中的数字电路设计引言： 数字电路设计是电子信息学中的重要内容之一，它涉及到数字电路的设计原理、逻辑门电路、时序电路以及数字系统的设计等方面。本教案将从基础概念入手，逐步介绍数字电路设计的相关知识，并结合实际案例进行分析和讨论，以帮助学生全面理解和掌握数字电路设计的基本原理和方法。 第一节：数字电路设计的基础概念 在数字电路设计中，我们首先需要了解一些基础概念。数字电路是由逻辑门电 路组成的，逻辑门是实现逻辑运算的基本元件。常见的逻辑门有与门、或门、非门等。不同的逻辑门通过组合和连接可以构成各种复杂的数字电路。 第二节：逻辑门电路的设计原理 逻辑门电路的设计原理是数字电路设计的基础。在逻辑门电路的设计中，我们 需要了解逻辑门的真值表和逻辑函数，并通过逻辑代数的方法进行逻辑门的设计。逻辑门的设计需要考虑到电路的功能需求、延迟时间和功耗等因素。 第三节：时序电路的设计 时序电路是数字电路设计中的重要内容，它涉及到时钟信号的产生和同步，以 及时序逻辑电路的设计。在时序电路的设计中，我们需要了解时序逻辑电路的状态转换图和状态转换表，并通过状态转换图和状态转换表进行电路的设计和分析。 第四节：数字系统的设计 数字系统是由数字电路组成的，它包括输入、输出和控制等部分。在数字系统 的设计中，我们需要了解数字系统的功能需求和性能指标，并通过模块化设计的方
法进行数字系统的设计和实现。数字系统的设计需要考虑到电路的可靠性、稳定性和可扩展性等因素。 案例分析： 为了帮助学生更好地理解和应用数字电路设计的知识，我们将选取一个实际案 例进行分析和讨论。该案例是设计一个4位加法器电路，要求能够实现两个4位二进制数的加法运算。通过对该案例的分析和讨论，学生可以进一步掌握数字电路设计的方法和技巧。 总结： 数字电路设计是电子信息学中的重要内容，它涉及到数字电路的设计原理、逻 辑门电路、时序电路以及数字系统的设计等方面。通过本教案的学习，学生可以全面了解和掌握数字电路设计的基本原理和方法，并通过实际案例的分析和讨论，进一步提高数字电路设计的能力和水平。希望学生能够在学习过程中不断思考和探索，进一步拓宽自己的知识面和视野。
《数字电路》教学大纲 ●课程名称：数字电路 ●教学对象：物理教育 ●先修课程：模拟电路 ●课程性质：选修课 ●教学目标： 通过本课程的学习，较全面地掌握数字电路的基本概念和原理，能对一般性质的数字电路进行分析和设计，并为后续课程的学习打好基础。 ●课程教学原则与教学方法： 在重视课程的基本理论学习的基础上，结合实验教学以进一步理解和消化理论教学内容。 ●课程总学时：64学时 ●教学内容要点及建议学时分配： 一、逻辑代数基础（8学时） 1、逻辑代数基本概念 2、逻辑函数的化简 3、逻辑函数的表示方法 二、门电路（10学时） 1、半导体二极管、三极管和MOS管的开关特性 2、分立元件门电路 3、CMOS 4、TTL门电路的逻辑特性 三、逻辑电路（12学时） 1、组合逻辑电路分析 2、加法与数值比较器 3、编码与译码 4、数据选择和数据分配 5、中规模集成电路应用
6、只读存储器 7、组合电路中的竞争冒险 四、触发器（10学时） 1、基本触发器 2、同步触发器 3、主从触发器 4、边沿触发器 5、触发器的功能和转换 6、触发器逻辑功能表示方法 五、时序逻辑电路（12学时） 1、时序逻辑电路的基本分析方法 2、时序逻辑电路的设计方法 3、记数器 4、寄存器 5、顺序脉冲发生器 六、脉冲波形产生和整形电路（6学时） 1、多谐振荡器 2、施密特触发器 3、单稳态触发器 七、数模、模数转换电路（6学时） 1、D/A转换 2、A/D转换 ●实践性环节的要求：实验单独设课。 ●教材及参考书： 1．余孟尝，《数字电子技术基础简明教程》，高等教育出版社， 1999年第2版； 2．阎石，《数字电子技术基础》，高等教育出版社，1997年第3版。 ●课程考试与评估：考试
《数字电子技术基础》教学大纲 一、课程基本信息 1.课程中文名称：数字逻辑 2.课程英文名称：Digital Logic 3.课程类别：必修 4.适用专业：信息工程 5.总学时：54学时（其中理论36学时，实验18学时） 6.总学分：3 二、本课程在教学计划中的地位、作用和任务 数字电路是信息工程专业的一门专业基础课。它具有自身的体系，是实践性很强的课程。本课程的任务是使学生获得数字电子技术方面的基本理论，基本知识和基本技能，培养学生分析问题和解决问题的能力，为以后深入学习电子技术某些领域中的内容以及电子技术在专业中的应用打好基础。 三、理论教学内容与教学基本要求 1. 第一章、数字逻辑概论（4学时） 教学内容：数字电路与数字信号、二进制码、二值逻辑变量与逻辑运算、逻辑函数及其表示方法 教学基本要求：正确理解关于数字电路的基本概念；一些常用术语或定义；掌握数字系统中常用的几种BCD码；初步建立逻辑变量与逻辑函数和与、或、非三种基本逻辑运算的概念、掌握逻辑问题的描述方法； 教学重点：数字电路基本概念、编码、基本逻辑运算、逻辑问题描述 教学难点：无 2. 第二章、逻辑代数（4学时） 教学内容：逻辑代数、逻辑代数的卡诺图化简法 教学基本要求：正确理解一些常用术语或定义；熟练掌握逻辑代数的基本公式和基本规则；掌握逻辑函数的代数化简法和卡诺图化简法。 教学重点：基本公式、基本规则、表达式的变换和化简、卡诺图 教学难点：表达式的变换、无关项、卡诺图化简
3. 第三章、逻辑门电路（6学时） 教学内容：mos门电路、ttl逻辑门电路、逻辑描述中的几个问题、逻辑门电路使用中的几个实际问题； 教学基本要求：了解半导体二极管、三极管、MOS管的开关特性；了解TTL门电路和CMOS门电路的基本工作原理，掌握其外部特性；了解TTL门电路和CMOS门电路的改进思路和典型措施；熟悉TTL门电路和CMOS门电路的主要参数，掌握门电路的正确使用。 教学重点：外部参数，门电路的使用 教学难点：ttl门和mos门电路的工作原理 4. 第四章、组合逻辑电路（6学时） 教学内容：组合逻辑电路分析、组合逻辑电路设计、组合逻辑电路中的竞争—冒险现象、若干常用组合逻辑电路（MSI器件） 教学基本要求：熟悉组合逻辑电路在电路结构和逻辑功能上的特点；理解组合逻辑电路的描述方法；掌握组合逻辑电路的分析方法及应用；理解组合逻辑电路中竞争—冒险现象的成因及消除方法。 教学重点：组合电路的分析、组合电路的设计、竞争冒险、编码器、译码器、数据选择/分配器 教学难点：组合电路的设计、组合器件的应用 5. 第五章、触发器（6学时） 教学内容：双稳态存储单元电路、锁存器、触发器的电路结构和工作原理、触发器的逻辑功能。 教学基本要求：了解各类触发器的工作原理和动作特点；掌握触发器逻辑功能的描述方法（包含特性表、特性方程、状态图和时序图等）；理解RS触发器、JK触发器、D触发器、T触发器、和T′触发器各自的功能特点；掌握不同类型触发器之间的相互转换和不同描述方法的相互转换。 教学重点：触发器的逻辑功能描述、不同触发器之间的转换 教学难点：触发器的工作原理 6. 第六章、时序逻辑电路（6学时） 教学内容：关于时序逻辑电路的基本概念、同步时序逻辑电路的分析方法、同步时序逻辑电路的设计方法、异步时序逻辑电路的分析方法、若干常用的时序逻辑电路（MSI器件）。
数字逻辑教案 教案标题：数字逻辑教案 教案目标： 1. 理解数字逻辑的基本概念和原理。 2. 掌握数字逻辑中的逻辑门、布尔代数和真值表的概念。 3. 能够设计和分析数字逻辑电路。 4. 培养学生的逻辑思维和问题解决能力。 教学重点： 1. 逻辑门的原理和功能。 2. 布尔代数的基本运算和定律。 3. 真值表的构建和分析。 4. 数字逻辑电路的设计和分析。 教学难点： 1. 布尔代数的运算规则和定律的理解和应用。 2. 真值表的构建和分析。 3. 数字逻辑电路的设计和分析。 教学准备： 1. 教师准备：教学课件、教学实例、教学视频等。 2. 学生准备：课本、笔记本、计算器等。 教学过程： 一、导入（5分钟） 1. 教师向学生介绍数字逻辑的概念和应用领域。
2. 引导学生思考数字逻辑在日常生活中的应用，例如计算机、电子设备等。 二、知识讲解（20分钟） 1. 教师介绍逻辑门的基本类型和功能，如与门、或门、非门等。 2. 讲解布尔代数的基本运算和定律，如与运算、或运算、非运算、德摩根定律等。 3. 讲解真值表的构建和分析方法，以及数字逻辑电路的设计和分析原则。 三、示例演练（15分钟） 1. 教师给出几个具体的数字逻辑问题，引导学生通过布尔代数和真值表的方法解决问题。 2. 学生根据教师给出的示例，自行设计和分析数字逻辑电路。 四、小组讨论（10分钟） 1. 将学生分成小组，让他们在小组内讨论并解决一些数字逻辑问题。 2. 鼓励学生在小组内互相交流和合作，培养他们的团队合作能力和问题解决能力。 五、总结和拓展（10分钟） 1. 教师对本节课的重点内容进行总结，并强调学生需要掌握的重要知识点。 2. 引导学生思考数字逻辑在未来的发展和应用领域。 六、作业布置（5分钟） 1. 教师布置相关的作业，要求学生巩固所学的知识并应用到实际问题中。 2. 鼓励学生自主学习和探索，提高他们的学习兴趣和主动性。 教学反思： 1. 教师应根据学生的实际情况和学习能力，适当调整教学内容和教学方法。
数字逻辑教案 教案标题：数字逻辑 教案目标： 1. 了解数字逻辑的基本概念和原理。 2. 掌握数字逻辑中的逻辑门电路及其运算。 3. 能够应用数字逻辑解决实际问题。 4. 培养学生的逻辑思维和创新能力。 教学重点： 1. 数字逻辑的基本概念和原理。 2. 逻辑门电路的种类和功能。 3. 逻辑门电路的真值表和布尔代数表达式。 4. 应用数字逻辑解决实际问题的方法。 教学难点： 1. 理解逻辑门电路的真值表和布尔代数表达式。 2. 运用数字逻辑解决复杂问题。 教学准备： 1. 教师准备：教案、多媒体设备、教学素材等。 2. 学生准备：课前预习相关内容。 教学过程： 一、导入（5分钟） 1. 利用多媒体设备呈现数字逻辑相关的图片或视频，引发学生的兴趣和思考。 2. 引导学生回顾上节课所学内容，复习逻辑门电路的基本概念。
二、知识讲解（15分钟） 1. 介绍数字逻辑的基本概念和原理，包括逻辑值、逻辑运算、逻辑门电路等。 2. 详细讲解常见的逻辑门电路，如与门、或门、非门等，包括其逻辑功能和真值表。 3. 解释逻辑门电路的布尔代数表达式，让学生理解逻辑门电路与布尔代数之间的关系。 三、案例分析（20分钟） 1. 提供一些实际问题，要求学生运用数字逻辑解决。 2. 分组讨论，学生结合所学知识，设计逻辑门电路解决问题，并给出真值表和布尔代数表达式。 3. 学生展示自己的解决方案，进行讨论和评价。 四、拓展应用（15分钟） 1. 引导学生思考数字逻辑在现实生活中的应用，如计算机、电子设备等。 2. 分组讨论，学生选择一个应用场景，设计并实现相应的数字逻辑电路。 3. 学生展示自己的设计成果，进行讨论和评价。 五、总结归纳（5分钟） 1. 整理数字逻辑的基本概念和原理，强调逻辑门电路的重要性。 2. 总结数字逻辑的应用领域和意义。 六、作业布置（5分钟） 1. 布置相关作业，要求学生进一步巩固所学知识。 2. 鼓励学生自主学习，拓展数字逻辑的应用领域。 教学反思：
数字电路课程教学大纲 课程编号：09231070 课程名称：数字电子技术/ Digital Electronics Technique 学时：64 学分：4 适用专业：通信工程开课学期：2 开课部门：理工学院 先修课程：电路分析、模拟电路 考核要求：考试 使用教材及主要参考书： 康华光主编，《电子技术基础（数字部分）》第四版，高等教育出版社 阎石主编，《数字电子技术基础》第四版，高等教育出版社 王毓银主编，《数字电路逻辑设计》第二版高等教育出版社 沈尚贤主编，《电子技术导论》，高等教育出版社 一、课程的性质和任务 本课程是电子信息工程专业的一门专业基础必修课，是一门理论系统性强，与电子技术应用领域密切关联的课程。它的任务是研究处理自然界数字量所用电路的分析方法，工作原理与设计方法。该课程与模拟电子技术并列，为电子技术中分析设计、应用打基础。同时，它又为学习计算机类硬件课程、分析数据处理设备工作过程提供支撑。 二、教学目的与要求 通过学习数字电子技术课程、受过电子技术实验及课程设计等实践环节训练，应达到这样目的。掌握逻辑问题用逻辑代数表示的方法及逻辑代数的卡诺图化简法及公式化简法；掌握门电路及触发器单元的构成原理及其在逻辑电路中的应用，了解竞争——冒险显现的成因与影响；掌握组合逻辑电路中几种基本电路的扩展应用，时序逻辑电路的分析方法与简单时序电路的设计方法；掌握用四种基本电路在脉冲产生，整形中应用；掌握D/A转换器的基本原理，熟悉它们的应用；了解半导体存储及可编程逻辑器件电路的基本构成，计算机专业需熟悉半导体存储器工作原理。总之，基本要求是为就业及后续课程打下坚实基础。 三、学时分配
数字电路教案 本课程理论课学时数为70，实验24学时。各章学时分配见下表：
第一章逻辑代数基础 【本周学时分配】 本周5学时。周二1~2节，周四3~5节。 【教学目的与基本要求】 1、掌握二进制数、二—十进制数（主要是8421 BCD码） 2、熟练掌握逻辑代数的若干基本公式和常用公式。 3、熟练掌握逻辑函数的几种表达形式。 【教学重点与教学难点】 本周教学重点： 1、绪论：重点讲述数字电路的基本特点、应用状况和课程主要内容。 2、逻辑代数的基本运算：重点讲述各种运算的运算规则、符号和表达式。 3、逻辑代数的基本公式和常用公式：重点讲述逻辑代数的基本公式与普通代数公式的区别，常用公式的应用背景。 4、逻辑函数的表示方法：重点讲述各种表示方法的特点和相互转换方法。 本周教学难点： 反演定理和对偶定理：注意两者之间的区别、应用背景和变换时应注意的问题。【教学内容与时间安排】 一、绪论（约0.5学时） 1、电子电路的分类。 2、数字电路的基本特点。 3、数字电路的基本应用。 4、本课程的主要内容； 5、本课程的学习方法和对学生的基本要求。 二、数制与码制（约1.5学时）（若前置课程已学，可作简单复习0.5学时） 1、几种不同进制（二、八、十、十六进制）。 2、几种不同进制相互转换。 3、码制（BCD码）。 三、逻辑代数 1、基本逻辑运算和复合逻辑运算：与、或、非运算是逻辑代数的基本运算；还可以形成其他复合运算，常用的是与非、或非、与或非、异或、同或运算。（约0.5学时） 2、常用公式（18个）（约0.5学时） 3、基本定理（代入定理、反演定理、对偶定理）（约0.5学时） 4、逻辑函数的概念及表示方法（约0.5学时） 5、逻辑函数各种表示方法间的转换：常用的转换包括：函数式←→真值表；函数式←→逻辑图（约1学时） 【教学方法与教学手段】 采用课堂讲授的方法，可组织学生讨论逻辑代数公式和普通代数公式的相同和不同之处，讨论逻辑函数各种表示方法的特点和相互转换方法。 【作业】 P38 1.1 1.2 1.8 1.10 【本周学时分配】 本周5学时。周二1~2节，周四3~5节。 【教学目的与基本要求】
第一章 数字电路基础 新课导入：前言 电子电路根据处理信号和工作方式的不同，可分为模拟电路和数字电路两类。 模拟信号：指幅度随时间连续变化的信号。例如：速度、温度、电场等物理量通过传 感器转换后的电信号。 模拟电路：对这些信号进行传输、处理的电子电路称为模拟电子电路。主要是研究输 出与输入之间信号的大小、相位变化等。信号发生器、功率放大器、整流滤波器等都是由模拟电路组成的。其波形为： 教学过程： §1-1 数字电路概述 一、数字信号和数字电路 数字信号：指幅度随时间不连续变化的脉冲信号。 数字电路：主要是指输出与输入之间的逻辑关系，一般不研究变化过程。如数字万用 表、数字石英电子表、声音通过扩音器也是一种数字信号。波形如下图： (a) 1 1 1 1 (b)
数字电路的应用：数字电视、数字录像机、数字通信系统、数字电子计算机、数字控制系统等。 二、数字电路的特点 数字电路中只有高电平、低电平两种状态，通常采用二进制编码，即只有1和0两个数码，用来表示脉冲信号的无有或多少。高电平3.6V用1表示，低电平0.3V用0表示。例：光盘的刻录 数字电路中的二极管、三极管都是工作在开关状态，开关的接通与断开，可以用导通和截止来实现。导通用1，截止用0表示，这种表示方法一般称为正逻辑。如果低电平对应1，高电平对应0的关系称为负逻辑。 数字电路的分析与模拟电路不同，主要是以逻辑代数为主要工具，利用真值表、逻辑函数表达式、卡诺图、波形图等。 特点： 1、数字信号易于存储、加密、压缩、传输和再现。 2、数字电路结构简单，便于集成化、系列化批量生产，成本低、使用方便。 3、可靠性高、精度高、抗干扰能力强。 4、能实现数值运算，可编程数字电路容易实现各种算法，具有较大的灵活性。 5、能实现逻辑运算和判断，便于实现各种数字控制。 三、数字电路的应用 1、信号发生器 2、数字电子仪表 3、数字家电产品 4、数字电子计算机