数字电子电路课程标准

《数字电子技术基础》课程标准说明1. 课程性质计算机科学技术是当前最活跃、渗透力最强的“第一生产力”，它的发展将促进一个国家经济和科技的发展。

随着改革、开放的进一步深入，计算机科学与技术专业将有较大的发展空间，社会急需大量的计算机专业人才，特别是本科层次的计算机应用人才。

数字电子技术是高等学校计算机科学与技术专业的一门重要的专业基础课程，也是一门理论性、实践性较强的专业基础课。

通过本课程的学习，为学生学习专业课程和从事专业技术工作奠定坚实的基础。

其先修课程为《高等数学》、《电路分析》、《模拟电子技术》，后续课程为《计算机组成原理》、《微型计算机原理》、《单片机与接口技术》，它们的硬件基础就是《数字电子技术》，学完本课程后便可直接进入专业课程的学习，因此它实际上是计算机课程的“基础篇”，除运算器、中央控制器等复杂部件外，计算机中常用的数字部件、本课程都将涉及到。

有关原码、反码、补码、浮点数等内容，由于与本课程内容无多大联系，将在“计算机组成原理”中介绍，本课程不再赘述。

2. 教学目的本课程的任务目的是：使学生熟悉数字集成电路的基本理论、基础知识和基本技能，熟悉数字集成电路的工作原理、外特性和功能，掌握逻辑电路的分析方法和设计方法，具备正确运用数字集成电路的能力。

3. 教学内容数字电子技术概述，逻辑代数基础，集成逻辑门电路，组合逻辑电路，触发器，时序逻辑电路，半导体存储器和可编程逻辑器件，数模与模数转换器，脉冲波形的产生与变换等。

4. 总学时本课程总学时为72学时。

其中讲授54学时，实验18学时，其中带“*”号为选讲内容。

5. 教学方法采用讲授、实验、作业、计算机仿真、讨论、辅导、答疑等多种形式进行教学。

通过本课程的学习，要求学生处理好基础知识、基本技能、基本理论与众多新电路、新技术之间关系。

尽量做到以下几点：（1）打好基础——从各种典型的单元电路、功能部件入手，抓住与分析应用数字电路有关的基本概念、理论和方法。

掌握了基础内容后，就为应用各种新电路、新技术打下了坚实的基础。

（2）重视方法——要以数字逻辑电路的分析方法和设计方法为主，只有这样，才能抓住各种数字电路的共性。

同时只有学会了方法，具备了分析、综合问题的能力，就能做到举一反三。

（3）加强应用——对于计算机科学与技术专业，在学习中要以应用为目的，把注意力集中在数字电路的外特性、逻辑功能和典型应用的分析上。

对集成电路内部的工作状态、参数计算及工艺设计则不必去了解。

（4）更新知识——目前微电子技术迅猛发展，中大规模集成电路被大量生产与应用，因此在学习中应当以集成电路为起点，尽可能多地掌握微型机中常用的小、中规模集成电路。

内容绪论（2学时）要求和说明：介绍电子学发展简史及其数字电子技术在电子学中的地位，数字电子技术研究的对象、特点和方法，数字电子技术与组成原理、微机原理等课程之间的关系以及学习数字电子技术课程应注意的几个问题。

一、电子学发展简史。

二、数字电子技术研究的对象、特点和方法。

三、数字电子技术与计算机组成原理、接口技术等课程之间的关系。

四、学习数字电子技术课程应注意的几个问题。

第一章数字电子技术概述（8学时）要求和说明：伴随现代电子技术的发展，人们正处于一个信息时代，每天要从周围环境获取大量的信息，例如：电视、广播、印刷媒体等为人们报道世界范围内所发生的各种事件。

这些信息通常是通过我们的感觉器官（眼、耳等）进入大脑，并被存储下来，以作进一步的分析。

在电子技术领域里，为了便于存储、分析和传输，常将模拟信号进行编码，即把它转换为数字信号，利用数字逻辑这一强有力的工具来分析和设计复杂的数字电路或数字系统，为信号的存储、分析和传输创造硬件环境。

数字逻辑几乎应用于每一电子设备或电子系统中，计算机、电视机、音响系统、视频记录设备、光碟、长途电信及卫星系统等，无一不采用数字系统。

本章首先介绍数字信号、数字逻辑的基本概念，数字电路的特点、分析方法及其测量技术，然后分析在数字电路中工作的半导体器件的开关特性，最后讨论数字电子计算机中常用的数制和码制。

本章的要求是：理解数字信号、数字逻辑的基本概念；熟悉数字电路的特点、分析方法及其测量技术；深刻理解二极管、三极管、场效应管的开关特性；熟练掌握数制和码制。

本章知识点中，重点是：二极管、三极管、MOS管的开关特性；数制和码制。

难点是：三极管、场效应管的开关特性。

第一节 模拟信号与数字信号一、模拟信号二、数字信号1、二值数字逻辑和逻辑电平2、数字波形3、模拟量的数字表示第二节 数字电路一、数字电路的发展与分类二、数字电路的分析方法与测试技术第三节 半导体二极管的开关特性一、二极管的伏安特性二、二极管的开关特性三、二极管的应用电路举例第四节 半导体三极管的开关特性一、三极管的输入、输出特性曲线二、三极管的开关特性三、三极管的应用电路举例第五节 场效应管的开关特性一、场效应管的转移特性曲线二、场效应管输出特性曲线三、场效应管的开关特性（重点是增强型NMOS、PMOS管）四、场效应管的应用电路举例第六节 数制一、二进制二、十进制三、八进制四、十六进制五、数制之间的转换。

第七节 码制一、自然二进制码二、BCD码8421码1、BCD5421码2、BCD3码3、余BCD4、BCD码及其相互间的转换三、可靠性编码1、格雷码2、奇偶较验码第二章逻辑代数基础（6学时）要求和说明：逻辑代数是数字电路的基本理论基础，也是组合逻辑电路、时序逻辑电路的分析、设计的基本工具，它贯串于本课程的始终。

逻辑函数的建立和逻辑函数的化简是逻辑电路的分析基础，它的数学工具是逻辑代数。

本章的要求是：理解“与”逻辑及“与”门、“或”逻辑及“或”门、“非”逻辑及“非”门以及复合逻辑关系；深刻理解正逻辑和负逻辑；熟练掌握逻辑代数的基本定律、基本规则、逻辑代数中的常用公式；理解逻辑函数的建立及其表示方法；了解逻辑函数化简的含义；熟练掌握逻辑函数的代数化简法和卡诺图化简法以及具有约束的逻辑函数的化简。

本章知识点中，重点是：逻辑代数的基本定律、基本规则、逻辑代数中的常用公式；逻辑函数的化简。

难点是：正逻辑和负逻辑，逻辑函数的代数化简法、卡诺图化简法以及具有约束的逻辑函数的化简。

第一节 基本逻辑及其逻辑门电路一、“与”逻辑及“与”门二、“或”逻辑及“或”门三、“非”逻辑及“非”门四、正逻辑和负逻辑1、正、负逻辑的概念2、正、负逻辑的转换第二节 复合逻辑及其逻辑门电路一、“与非”逻辑及“与非”门二、“与或”逻辑及“与或”门三、“与或非”逻辑及“与或非”门四、“异或”逻辑及“异或”门五、“同或”逻辑及“同或”门第三节 逻辑代数的基本定律一、常量与变量之间的关系二、交换律、结合律、分配律三、德•摩根定律第四节 逻辑代数的基本规则一、代入规则二、反演规则三、对偶规则第五节 逻辑代数中的常用公式公式1：A B A AB =+公式2：A AB A =+公式3：B A B A A +=+公式4：C A AB BC C A AB +=++公式5：C A B A C A AB +=+第六节 逻辑函数的建立及其表示方法一、逻辑函数的建立（1）假设逻辑变量（2）进行逻辑赋值（3）列真值表（4）写逻辑表达式二、逻辑函数的表示方法1、真值表2、逻辑表达式3、卡诺图4、逻辑图第七节 逻辑函数的化简一、最简的概念二、逻辑表达式的类型1、与—或表达式2、或—与表达式3、与非—与非表达式4、或非—或非表达式5、与或非表达式三、不同类型逻辑表达式之间的转换四、逻辑函数的代数化简法1、并项法2、吸收法3、消因子法4、消项法5、配项法五、逻辑函数的卡诺图化简法1、逻辑函数的最小项2、最小项的性质3、卡诺图4、用卡诺图化简逻辑函数第八节 具有约束的逻辑函数的化简一、约束的概念和约束条件二、具有约束的逻辑函数的化简第三章集成逻辑门电路（8学时）要求和说明：集成逻辑门电路是组成数字逻辑电路的基本单元电路，运用各种功能的逻辑门电路可以组成各种组合逻辑电路；它与另一类基本逻辑单元电路“触发器”相配合，可以组成各种时序逻辑电路。

本章的要求是：了解逻辑门电路的分类；深刻理解TTL与非门及其它功能的TTL门电路；I2）；深刻理解NMOS 理解TTL门电路的改进；了解其它双极型逻辑门电路（HTL、ECL、L非门及其它类型的逻辑门电路；深刻理解CMOS反相器及其它类型的逻辑门电路。

本章知识点中，重点是：TTL与非门及其它类型的TTL门电路；NMOS非门及其它类型的逻辑门电路；CMOS非门及其它逻辑门电路。

难点是：TTL与非门、NMOS非门、CMOS 非门。

第一节 逻辑门电路的分类一、分立元件逻辑门电路二、集成逻辑门电路第二节 分立元件逻辑门电路一、二极管与门、或门二、三极管非门三、复合逻辑门电路（DTL门电路）第三节 TTL与非门电路一、TTL与非门电路的组成、工作原理二、TTL与非门电路的改进（有源泄放TTL与非门电路、抗饱和TTL与非门电路）三、TTL与非门电路的带负载能力四、TTL与非门电路的电压传输特性五、TTL与非门电路的抗干扰能力六、TTL与非门电路的主要参数七、其它类型的TTL逻辑门电路1、集电极开路门（OC门电路）2、三态门（TSL门电路）3、与或非门4、异或门八、使用TTL门电路时的几个实际问题1、输入端电阻对TTL门电路工作状态的影响2、多余输入端的处理I2门电路）*九、其它双极型逻辑门电路（HTL、ECL、L第四节NMOS门电路一、NMOS非门（工作原理、电压传输特性、抗干扰能力、带负载能力等）二、NMOS与非门三、NMOS或非门四、NMOS与或非门五、NMOS异或门第五节CMOS门电路一、CMOS非门（工作原理、电压传输特性、抗干扰能力、带负载能力等）二、CMOS与非门三、CMOS或非门四、实际CMOS与非门、或非门电路五、CMOS与或非门六、CMOS异或门七、漏极开路CMOS门（OD门）八、CMOS三态门九、CMOS传输门与模拟开关十、使用MOS门电路时应注意的几个问题*第六节电子电路CAD一、EWB例题、习题、上机练习二、PSPICE例题、习题、上机练习三、利用ISP Synario等软件进行数字电子电路的分析与设计第四章组合逻辑电路（8学时）要求和说明：随着微电子技术的不断发展，单片集成器件所具有的逻辑功能越来越复杂，种类也越来越多。

从本章开始，要接触中、大规模数字集成组合逻辑电路。

组合逻辑电路是数字电路中两大组成部分之一，电路任一时刻的输出仅仅决定于该时刻电路的输入，与电路过去的输入状态无关。

组合逻辑电路的分析和设计方法贯穿于本章的始终。

通过本章学习应掌握常用的组合逻辑电路，并能将它们扩展应用，尤其要注意小、中规模集成电路的特点，并能灵活应用。