《数字电路与数字逻辑》第十章

《数字电路》课程教学大纲课程编号：课程名称：数字电子技术基础总学时数：80 理论教学学时：60实验教学学时：20前修课程为高等数学，普通物理，电路分析，模拟电路。

后续课程有CPLD，数字信号处理，单片计，通讯原理等一、课程的任务与目的本课程是计算机科学和电子信息工程技术专业的一门专业基础课程。

主要任务是：1．系统的介绍数字系统的数学工具阐述数字系统的基本设计和分析方法。

2．通过数字电路的学习给后面的课程打下一定的理论和实践基础。

3．通过基本理论的学习掌握一定的数字系统的设计方法，及常用器件的应用，再结合实验、培养学生有一定的设计能力。

主要内容有：数制及转换，逻辑代数的公式、定理，逻辑函数的化简方法。

半导体二极管、三极管、MOS管的开关特性。

CMOS、TTL集成逻辑门。

组合逻辑电路的基本分析和设计方法。

加法器、比较器、编码器和译码器，数据选择器和分配器。

基本、同步、主从、边沿触发器、时钟触发器功能分类及转换。

时序电路的基本分析和设计方法。

计数器、寄存器、读/写存储器、只读存储器、序列脉冲发生器。

多谐振荡器，、施密特触发器。

数模、模数转换器。

教学重点与难点：教学重点是：逻辑代数的基本概念、公式、定理，逻辑函数的化简方法。

各种门电路的逻辑功能，两种集成逻辑门的电气特性。

各类触发器的逻辑功能及触发方式。

组合、时序电路的分析、设计方法。

常用典型组合、时序电路的功能、特点和应用。

典型中、大规模集成电路器件的功能和应用。

多谐、施密特、单稳的特点、功能、参数及应用。

数模、模数转换器的典型电路原理、输出量与输入量间的定量关系，特点、参数。

教学难点：逻辑代数的公式、定理的正确应用，逻辑函数化简的准确性。

集成逻辑门的电气特性。

组合、时序电路的设计。

触发器的触发方式以及脉冲产生，整形电路、数模、模数转换电路的工作原理。

采用的教学方法：课堂、实验、课程设计等相结合教材名称：电子技术基础数字部分康华光主编高等教育出版社2000年6月（第四版）主要参考书：１．高教出版社《数字电子技术基础》（四版）阎石编2．《数字电子技术基础》周良权高教出版社3．《数字电子技术基础简明教程》（第二版）余孟尝4．《数字电子技术基础》(第四版) 阎石高教出版社教学基本要求：第一章数字逻辑基础一、教学要求：1）掌握十、二、十六进制和8421码及其相互转换，了解八进制，余三码，GRAY和ASC Ⅱ码。

《数字电路》课程教学大纲一、课程基本信息英文名称Digital Circuit 课程代码PHYS2017课程性质专业选修课程授课对象物理学学分3学分学时54学时主讲教师修订日期2021.9指定教材康华光，《电子技术基础.数字部分》，高等教育出版社，2013年二、课程目标（一）总体目标知识目标：使学生掌握数字逻辑的基本知识及数字逻辑电路的分析方法和设计方法，以及若干典型的中、小规模集成电路的功能及应用，具备一定的数字电路分析和设计能力。

能力目标：培养学生分析电路问题和解决电路问题的能力，为以后深入学习电子技术某些领域中的内容，以及为电子技术在专业中的应用打好基础。

素质目标：掌握辩证唯物主义基本原理，建立科学的世界观和方法论，培养学生在电子技术方面的工程素养为目标。

（二）课程目标：课程目标1：掌握逻辑代数和数字逻辑电路的基础知识，能将其用于实际工程问题的分析课程目标2：具备对数字逻辑器件的特性和功能进行分析的能力，能够对组合逻辑电路和时序逻辑电路进行描述和分析。

课程目标3：具备对数字逻辑电路进行初步设计的能力，能运用基本原理和方法，根据设计要求完成数字逻辑电路（组合逻辑电路、时序逻辑电路）的设计。

（三）课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系表1：课程目标与课程内容、毕业要求的对应关系表课程目标对应课程内容对应毕业要求课程目标1 第一章数字逻辑概论第二章逻辑代数与硬件描述语言第三章逻辑门电路第五章锁存器和触发器毕业要求3：了解物理学与其他学科、社会实践的联系。

毕业要求8：具有自主学习和终身学习意识和社会适应能力。

课程目标2 第四章组合逻辑电路第六章时序逻辑电路毕业要求3：了解物理学与其他学科、社会实践的联系。

毕业要求8：具有自主学习和终身学习意识和社会适应能力。

课程目标3 第四章组合逻辑电路第九章脉冲波形的变化与产生第十章时序逻辑电路毕业要求3：了解物理学与其他学科、社会实践的联系。

毕业要求7：具有课题调研、设计、数据处理和学术交流能力。

一、选择题（每小题1.5分）第一章：1. 带符号位二进制数10011010的反码是（ ）。

A. 11100101B. 10011010C. 10011011D. 111001102. 十进制数5对应的余3码是（ ）。

A. 0101B. 1000C. 1010D. 11003. 二进制代码1011对应的格雷码是（ ）。

A. 1011B. 1010C. 1110D. 0001第二章：1. 下列公式中哪一个是错误的？ （ ）A. A A 0=+B. A A A =+C. B A )B A ('+'='+D. )C A )(B A (BC A ++=+2. 下列各式中哪个是三变量A 、B 、C 的最小项？ （ ）A. B A ''B. C B A +'+'C.ABCD. C B '+'3. 下列函数中不等于A 的是（ ）。

A. A ＋1B. A ＋AC. A ＋ABD. A （A ＋B ）4. 在逻辑代数的加法运算中，1＋1＝（ ）。

A. 2B. 1C. 10D. 05. A ⊕1＝（ ）。

A. AB. 1C. A 'D. 06. 含有A 、B 、C 、D 四个逻辑变量的函数Y=A+B+D 中所含最小项的个数是（）。

A. 3 B. 8 C. 14 D. 167. 下列函数中等于AB 的是（ ）。

A. （A ＋1）BB. （A ＋B ）BC. A ＋ABD. A （AB ）8. 为了将600份文件顺序编码，如果采用二进制代码，最少需要用（ ）位。

A. 3B. 10C. 1024D. 6009. 为了将600个运动员顺序编码，如果采用八进制代码，最少需要用（ ）位。

A. 3B. 4C. 10D. 75第三章：1. 采用漏极开路输出门电路（OD 门）主要解决了（ ）。

A. CMOS 门不能相“与”的问题B. CMOS 门的输出端不能“线与”的问题C. CMOS 门的输出端不能相“或”的问题2. 下列哪个特点不属于CMOS 传输门？（ ）A. CMOS 传输门属于双向器件。

数字逻辑电路教案（40节）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：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(a)1111(b)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5、数字通信6、⼯业数字控制系统四、如何学好数字逻辑电路1、学好基础知识3、综合应⽤数字集成电路§1-2 数制与编码⼀、数制在数字电路中，常⽤⼆进制数、⼋进制数和⼗六进制数。

《数字电子技术》电子教案第一章：数字电路基础1.1 数字电路概述数字电路的基本概念数字电路的特点数字电路的应用领域1.2 数字逻辑基础逻辑门逻辑函数逻辑代数1.3 数字电路的表示方法逻辑电路图真值表卡诺图第二章：组合逻辑电路2.1 组合逻辑电路概述组合逻辑电路的定义组合逻辑电路的特点组合逻辑电路的应用2.2 常见的组合逻辑电路编码器译码器多路选择器算术逻辑单元2.3 组合逻辑电路的设计方法最小化方法卡诺图化简法逻辑函数的优化第三章：时序逻辑电路3.1 时序逻辑电路概述时序逻辑电路的定义时序逻辑电路的特点时序逻辑电路的应用3.2 常见的时序逻辑电路触发器计数器寄存器移位寄存器3.3 时序逻辑电路的设计方法时序逻辑电路的建模状态编码的设计时序逻辑电路的仿真第四章：数字电路的设计与仿真4.1 数字电路设计流程需求分析逻辑设计电路实现测试与验证4.2 数字电路仿真技术数字电路仿真原理常用仿真工具仿真举例4.3 数字电路的测试与维护数字电路测试方法故障诊断与定位数字电路的维护与优化第五章：数字系统的应用5.1 数字系统概述数字系统的定义数字系统的特点数字系统的应用领域5.2 数字系统的设计方法数字系统设计流程数字系统模块划分数字系统的设计工具5.3 数字系统的应用实例数字控制系统数字通信系统数字音频处理系统第六章：数字集成电路6.1 数字集成电路概述数字集成电路的分类数字集成电路的优点数字集成电路的应用6.2 集成电路的制造工艺晶圆制造集成电路布局布线集成电路的封装与测试6.3 常见数字集成电路MOSFETCMOS逻辑门集成电路的封装类型第七章：数字信号处理器（DSP）7.1 数字信号处理器概述数字信号处理器的定义数字信号处理器的特点数字信号处理器的应用7.2 数字信号处理器的结构与工作原理中央处理单元（CPU）存储器输入/输出接口7.3 数字信号处理器的编程与开发编程语言开发工具与环境编程举例第八章：数字系统的可靠性8.1 数字系统的可靠性概述数字系统可靠性的重要性影响数字系统可靠性的因素数字系统可靠性评估方法8.2 数字系统的容错技术冗余设计容错算法故障检测与恢复8.3 数字系统的可靠性测试与验证可靠性测试方法可靠性测试指标可靠性验证实例第九章：数字电子技术的创新与应用9.1 数字电子技术的创新新型数字电路技术数字电子技术的研究热点数字电子技术的未来发展趋势9.2 数字电子技术的应用领域物联网生物医学工程9.3 数字电子技术的产业现状与展望数字电子技术产业概述我国数字电子技术产业发展现状数字电子技术的市场前景第十章：综合实践项目10.1 综合实践项目概述项目目的与意义项目内容与要求项目评价与反馈10.2 综合实践项目案例数字频率计的设计与实现数字音调发生器的设计与实现数字控制系统的设计与实现10.3 项目实施与指导项目实施流程项目指导与支持项目成果展示与讨论重点和难点解析1. 数字电路基础：理解数字电路的基本概念、特点及应用领域，掌握逻辑门、逻辑函数和逻辑代数的基础知识，熟悉数字电路的表示方法。

《中职数字电路教案》PPT课件第一章：数字电路概述1.1 数字电路的定义与特点介绍数字电路的基本概念解释数字电路与模拟电路的区别强调数字电路在现代电子技术中的应用1.2 数字电路的基本元素介绍逻辑门、逻辑电路和逻辑函数的概念解释常见的逻辑门类型（与门、或门、非门等）强调逻辑门在数字电路设计中的重要性第二章：数字逻辑基础2.1 数字逻辑与逻辑函数介绍数字逻辑的基本概念解释逻辑函数的定义与分类强调逻辑函数在数字电路设计中的应用2.2 逻辑函数的化简与优化介绍逻辑函数化简的方法与步骤解释逻辑函数的最小项与最大项概念强调逻辑函数化简在提高数字电路性能中的作用第三章：组合逻辑电路3.1 组合逻辑电路的定义与特点介绍组合逻辑电路的基本概念解释组合逻辑电路的工作原理强调组合逻辑电路在数字系统中的应用3.2 常见组合逻辑电路的设计与分析介绍编码器、译码器、多路选择器等常见组合逻辑电路分析组合逻辑电路的功能与特点强调组合逻辑电路在实际应用中的重要性第四章：时序逻辑电路4.1 时序逻辑电路的定义与特点介绍时序逻辑电路的基本概念解释时序逻辑电路的工作原理强调时序逻辑电路在数字系统中的应用4.2 常见时序逻辑电路的设计与分析介绍触发器、计数器、寄存器等常见时序逻辑电路分析时序逻辑电路的功能与特点强调时序逻辑电路在实际应用中的重要性第五章：数字电路设计与仿真5.1 数字电路设计的基本步骤与方法介绍数字电路设计的基本流程解释需求分析、电路设计、仿真与测试等环节强调数字电路设计中的创新与实践能力5.2 数字电路仿真软件的应用介绍常用数字电路仿真软件（如Multisim、Proteus等）演示数字电路仿真实验的操作步骤与技巧强调数字电路仿真在实验教学与创新实践中的重要性第六章：数字电路与系统6.1 数字电路与系统的分类介绍微处理器、数字信号处理器、存储器等数字电路与系统的类型解释不同类型数字电路与系统在现代电子技术中的应用强调数字电路与系统在信息技术中的重要性6.2 数字电路与系统的性能评估介绍数字电路与系统的性能指标（如速度、功耗、面积等）解释如何评估数字电路与系统的性能强调性能评估在数字电路与系统设计与优化中的作用第七章：数字电路与系统的可靠性7.1 数字电路与系统的可靠性概念介绍可靠性的基本概念与重要性解释数字电路与系统的可靠性指标（如失效率、寿命等）强调提高数字电路与系统可靠性对保障系统稳定运行的意义7.2 提高数字电路与系统可靠性的方法介绍降低失效率、提高电路品质等提高可靠性的方法解释如何进行可靠性预测与测试强调可靠性管理在数字电路与系统生产与维护中的重要性第八章：数字电路与系统的测试与维护8.1 数字电路与系统的测试方法介绍数字电路与系统的测试目的与方法解释静态测试、动态测试等测试方法强调测试在确保数字电路与系统正常运行中的重要性8.2 数字电路与系统的维护与管理介绍日常维护、故障排查等维护与管理方法解释如何进行数字电路与系统的性能优化强调维护与管理在延长数字电路与系统寿命中的作用第九章：数字电路与系统的应用案例9.1 数字电路与系统在通信领域的应用介绍通信系统中数字电路与系统的作用与实例解释数字电路与系统在无线通信、光纤通信等领域的应用强调数字电路与系统在现代通信技术中的重要性9.2 数字电路与系统在其他领域的应用介绍数字电路与系统在工业控制、医疗设备等领域的应用解释数字电路与系统在提高生活质量与工作效率方面的作用强调数字电路与系统在信息化社会中的普及与影响力第十章：数字电路技术的未来发展10.1 数字电路技术的发展趋势介绍数字电路技术的最新发展趋势（如纳米技术、等）解释数字电路技术在未来信息技术发展中的关键作用强调持续关注与研究数字电路技术的重要性10.2 数字电路技术的创新与应用介绍国内外数字电路技术的创新成果与应用案例激发学生对数字电路技术研究的兴趣与热情强调学生在数字电路技术领域的创新与实践能力重点和难点解析1. 数字电路的基本概念与特点：理解数字电路与模拟电路的区别，以及数字电路在现代电子技术中的应用。

《数字逻辑与数字系统》教学大纲一、使用说明（一）课程性质《数字逻辑与数字系统》是计算机科学与技术专业的一门专业基础课。

（二）教学目的通过本课程的学习，可以使学生熟悉数制与编码,逻辑函数及其化简,集成逻辑部件,中大规模集成组合逻辑构件。

掌握组合逻辑电路分析和设计，同步时序逻辑电路分析和设计，异步时序逻辑电路分析和设计；中规模集成时序逻辑电路分析和设计。

了解可编程逻辑器件，数字系统设计，数字系统的基本算法与逻辑电路实现，VHDL语言描述数字系统。

为专业课的学习打下坚实的基础。

（三）教学时数本课程理论部分总授课时数为68课时。

（四）教学方法理论联系实际，课堂讲授。

（五）面向专业计算机科学与技术专业。

二、教学内容第一章数制与编码（一）教学目的与要求通过本章学习使学生掌握数制的表示及转换，二进制数的算术运算,二进制码，原码、补码、反码。

（二）教学内容模拟信号，数字信号，数制的表示及转换，二进制数的算术运算,二进制码，原码、补码、反码。

重点与难点：数制，二进制码，逻辑运算，逻辑代数的基本定律和规则，逻辑函数的化简。

第一节进位计数制1、十进制数的表示2、二进制数的表示3、其它进制数的表示第二节数制转换1、二进制数与十进制数的转换2、二进制数与八进制数、十六进制数的转换第三节带符号数的代码表示1、真值与机器数2、原码3、反码4、补码5、机器数的加、减运算6、十进制数的补数第四节码制和字符的代码表示1、码制2、可靠性编码3、字符代码（三）教学方法与形式课堂讲授。

（四）教学时数2课时。

第二章逻辑代数与逻辑函数（一）教学目的与要求通过本章学习使学生掌握逻辑代数的基本运算,逻辑代数的基本公式、定理及规则。

逻辑函数表达式的形式与转换方法，逻辑函数的代数法及卡诺图法化简。

（二）教学内容逻辑代数的基本运算、基本公式、定理及规则。

逻辑函数表达式的形式与转换方法，逻辑函数的代数法及卡诺图法化简。

重点与难点：逻辑代数的公式、定理及规则。

《数字电路与逻辑设计》专业课课程思政的探索1. 引言1.1 课程介绍本篇文章将探讨《数字电路与逻辑设计》专业课中的思政教育内容。

让我们对这门课程进行简要介绍。

《数字电路与逻辑设计》是一门重要的电子信息类专业课程，旨在让学生系统学习数字电路的基本知识和逻辑设计原理，培养他们的逻辑思维能力和计算机系统设计能力。

通过本课程的学习，学生将掌握数字电路的基本理论，了解数字电路的应用领域，并能够运用所学知识解决实际问题。

这门课程的意义和价值在于培养学生的创新能力和实践能力，提高他们在数字电路与逻辑设计领域的竞争力，为我国电子信息产业的发展做出贡献。

希望通过本课程的学习，学生能够不断提升自身能力，为社会发展做出更大的贡献。

【字数：211】1.2 课程目标课程目标旨在通过学习《数字电路与逻辑设计》专业课程，培养学生具有以下能力和素养：1. 熟练掌握数字电路的基础知识，理解数字电路系统的工作原理和应用；2. 掌握逻辑设计原理，能够使用逻辑门、触发器等元件进行数字系统设计和分析；3. 能够运用数字电路知识解决实际问题，具备设计数字电路的能力；4. 培养学生创新精神和团队合作能力，提高工程实践能力；5. 引导学生在学习数字电路的过程中，树立正确的思想道德观念，培养责任感和担当精神；6. 通过思政教育内容，提升学生的社会责任感和使命感，引导学生积极探索数字电路在社会发展中的作用和价值。

通过达成以上目标，使学生在学习和工作中不仅具备扎实的技术能力，还具备较高的人文素养和社会责任感，全面发展自身，为国家和社会贡献力量。

1.3 意义和价值数字电路与逻辑设计是计算机专业中重要的一门专业课，其意义和价值不容忽视。

数字电路与逻辑设计作为计算机专业的基础课程，是学生理解计算机内部工作原理的重要途径。

通过学习该课程，学生可以深入了解数字信号的处理、逻辑门的组合与应用等基础知识，为日后的专业发展奠定坚实基础。

数字电路与逻辑设计课程的学习，有助于培养学生的逻辑思维能力和问题解决能力。

《数字电子技术》电子教案第一章：数字电路基础1.1 数字电路概述数字电路的概念数字电路的特点数字电路的应用领域1.2 数字逻辑基础逻辑代数逻辑函数逻辑门1.3 数字电路的基本组成逻辑门电路逻辑电路图逻辑表达式第二章：组合逻辑电路2.1 组合逻辑电路概述组合逻辑电路的概念组合逻辑电路的特点组合逻辑电路的应用领域2.2 常见的组合逻辑电路编码器译码器多路选择器算术逻辑单元2.3 组合逻辑电路的设计方法最小项方法卡诺图方法逻辑门实现方法第三章：时序逻辑电路3.1 时序逻辑电路概述时序逻辑电路的概念时序逻辑电路的特点时序逻辑电路的应用领域3.2 常见的时序逻辑电路触发器计数器寄存器移位寄存器3.3 时序逻辑电路的设计方法状态图设计方法状态表设计方法逻辑门实现方法第四章：数字电路仿真4.1 数字电路仿真概述数字电路仿真的概念数字电路仿真的特点数字电路仿真的应用领域4.2 数字电路仿真工具ProteusMultisimLabVIEW4.3 数字电路仿真实例组合逻辑电路仿真时序逻辑电路仿真数字系统综合仿真第五章：数字电路应用实例5.1 数字电路应用概述数字电路应用的概念数字电路应用的特点数字电路应用的领域5.2 数字电路应用实例数字钟自动售货机数字音箱5.3 数字电路应用设计方法需求分析系统调试第六章：数字电路设计流程6.1 需求分析分析系统的功能需求确定输入输出关系确定电路性能指标6.2 逻辑设计选择合适的逻辑门实现电路功能绘制逻辑电路图编写逻辑表达式6.3 电路仿真与优化使用仿真工具验证电路功能优化电路性能调整电路参数第七章：数字电路的测试与维护7.1 数字电路测试概述测试的目的和方法测试电路的组成测试用例的7.2 数字电路测试技术功能测试边界测试7.3 数字电路的维护维护的方法和技巧故障诊断与排除电路升级与优化第八章：数字集成电路8.1 数字集成电路概述集成电路的分类和特点数字集成电路的封装形式数字集成电路的应用领域8.2 常见数字集成电路逻辑门集成电路触发器集成电路计数器集成电路模拟接口集成电路8.3 数字集成电路的选择与使用根据电路需求选择合适的集成电路了解集成电路的性能参数正确使用和保护集成电路第九章：数字系统的可靠性设计9.1 可靠性概述可靠性的概念和指标数字系统可靠性的重要性影响可靠性的因素9.2 提高数字系统可靠性的方法冗余设计容错设计降额设计9.3 可靠性测试与评估可靠性测试的方法和步骤可靠性数据的收集与分析可靠性评估的方法第十章：数字电路技术的发展趋势10.1 数字电路技术的现状集成电路技术的进展数字电路设计方法的发展数字电路应用领域的拓展10.2 数字电路技术的发展趋势纳米集成电路技术量子计算与量子集成电路智能数字电路与系统10.3 我国数字电路技术的发展我国数字电路技术的发展现状我国数字电路技术的挑战与机遇我国数字电路技术的政策与规划重点和难点解析重点环节1：数字电路的基本组成和逻辑门解析：理解逻辑门的概念、功能和组合是学习数字电路的基础。

《数字电路与逻辑设计》课程教学大纲《数字电路与逻辑设计》课程教学大纲一、课程名称数字电路与逻辑设计二、课程代码020008035 三、课程属性专业基础必修课四、学时数、学分数64学时、3.5学分五、适用专业四年制本科计算机科学与技术专业六、编制者编制：七、编制日期2021年7月八、本课程的目的和任务《数字电路与逻辑设计》是计算机科学与技术专业的主干课程之一。

通过本课程的学习，使学生获得数字逻辑器件、数字逻辑电路的基本理论知识和基本技能。

为学习后续有关专业课与进一步接受新技术打下必要的基础。

本课程的主要任务：1．了解典型数字逻辑器件的逻辑符号和逻辑功能； 2．掌握数字逻辑电路的基本分析方法和设计方法； 3. 使学生能够阅读典型数字电路的工程图纸。

九、本课程与专业课程体系中其他有关课程的关系先修课程：电路与模拟电子技术；后续课程：微机原理及接口技术，计算机组成原理。

十、各教学环节学时分配教学课时分配表教学时数序号 1 2 3 4 5教学内容逻辑代数基础集成逻辑门电路（实验：TTL与非门参数性能测试，门电路）组合逻辑电路（实验：加法器，组合逻辑电路综合实验）触发器（实验：触发器）时序逻辑电路（实验：计数器） 1讲课 6 4 10 6 12 实验 4 4 2 2 其他机动 6 7 8 脉冲波形产生与整形数/模与模/数转换半导体存储器件 4 4 4 50 12 2 合计十一、课程教学内容及基本要求（一）逻辑代数基础（6学时） 1．主要教学内容数制和码制，逻辑代数的基本公式和定理，逻辑函数的化简，逻辑函数的表示方法及相互转换。

2．教学要求了解模拟信号、数字信号、二值数字和逻辑电平、数字波形，数字电路的特点及研究方法；理解十进制、二进制、八进制和十六进制，十－二进制之间的转换，逻辑函数的概念；掌握二进制码，基本逻辑运算，逻辑代数的公式和定理，逻辑函数的公式化简法和图形化简法，逻辑函数的表示方法及其相互转换。

《数字电子技术》电子教案第一章：数字逻辑基础1.1 数字电路的基本概念学习数字电路的定义、特点和分类理解数字信号与模拟信号的区别1.2 逻辑代数与逻辑函数学习逻辑代数的基本运算理解逻辑函数的定义及其表示方法学习逻辑函数的简化方法第二章：数字逻辑电路2.1 逻辑门电路学习常见逻辑门电路的原理和真值表理解逻辑门电路的输入输出关系2.2 逻辑函数的实现学习逻辑函数的实现方法理解门电路的连接方式第三章：组合逻辑电路3.1 组合逻辑电路的基本概念学习组合逻辑电路的定义和特点3.2 常见的组合逻辑电路学习编码器、译码器、多路选择器、算术逻辑单元等常见组合逻辑电路的原理和应用第四章：时序逻辑电路4.1 时序逻辑电路的基本概念学习时序逻辑电路的定义和特点4.2 常见的时序逻辑电路学习触发器、计数器、寄存器等常见时序逻辑电路的原理和应用第五章：数字电路设计方法5.1 数字电路设计的基本步骤学习数字电路设计的流程和方法5.2 数字电路设计实例学习如何设计一个简单的数字电路系统第六章：数字电路仿真6.1 数字电路仿真概述学习数字电路仿真的概念和意义理解数字电路仿真软件的使用方法6.2 数字电路仿真实例通过仿真软件，对之前学习的逻辑门、组合逻辑电路、时序逻辑电路进行仿真实验第七章：数字电路的测试与维护7.1 数字电路测试的基本概念学习数字电路测试的目的和方法理解测试向量的和测试方程的建立7.2 数字电路的维护学习数字电路维护的基本原则和方法理解故障诊断和排除的流程第八章：数字系统设计实践8.1 数字系统设计流程学习数字系统设计的整体流程，包括需求分析、系统设计、硬件选择、软件开发等8.2 数字系统设计实例通过一个实际项目，综合运用所学知识进行数字系统的设计和实现第九章：数字电路在实际应用中的案例分析9.1 数字电路在通信领域的应用分析数字电路在电话交换、数据传输等通信领域的应用案例9.2 数字电路在计算机领域的应用分析数字电路在中央处理器（CPU）、存储器等计算机核心部件中的应用案例第十章：数字电路技术的未来发展趋势10.1 数字电路技术的创新点学习当前数字电路技术的研究热点和创新方向10.2 数字电路技术在未来的应用前景探讨数字电路技术在未来社会各领域的应用前景和发展趋势重点和难点解析：一、第二章中的逻辑函数的实现和第三章中的组合逻辑电路的基本概念是重点环节。

《数字电子技术》电子教案第一章：数字电路基础1.1 数字电路概述介绍数字电路的基本概念、特点和分类解释数字信号与模拟信号的区别1.2 数字逻辑基础介绍逻辑代数的基本运算和规则解释逻辑门电路的原理和应用1.3 逻辑函数与逻辑门电路介绍逻辑函数的定义和表示方法解释逻辑门电路的种类和功能第二章：组合逻辑电路2.1 组合逻辑电路概述介绍组合逻辑电路的定义和特点解释组合逻辑电路的分类和应用2.2 常用的组合逻辑电路介绍编码器、译码器、多路选择器和算术逻辑单元等电路的原理和应用2.3 组合逻辑电路的设计方法介绍组合逻辑电路的设计原则和方法解释组合逻辑电路的优化和简化第三章：时序逻辑电路3.1 时序逻辑电路概述介绍时序逻辑电路的定义和特点解释时序逻辑电路的分类和应用3.2 触发器介绍触发器的概念、种类和功能解释触发器的时序要求和真值表3.3 时序逻辑电路的设计方法介绍时序逻辑电路的设计原则和方法解释时序逻辑电路的优化和简化第四章：数字电路仿真与实验4.1 数字电路仿真概述介绍数字电路仿真的概念和作用解释数字电路仿真软件的使用方法4.2 组合逻辑电路的仿真与实验利用仿真软件对组合逻辑电路进行仿真和实验分析实验结果和性能评估4.3 时序逻辑电路的仿真与实验利用仿真软件对时序逻辑电路进行仿真和实验分析实验结果和性能评估第五章：数字电路的应用5.1 数字电路在通信系统中的应用介绍数字电路在通信系统中的应用实例和原理解释数字调制和解调的电路设计方法5.2 数字电路在计算机系统中的应用介绍数字电路在计算机系统中的应用实例和原理解释微处理器、存储器和总线的电路设计方法5.3 数字电路在其他领域中的应用介绍数字电路在其他领域中的应用实例和原理解释数字电路在控制系统、数字信号处理等方面的应用方法第六章：数字电路设计工具与方法6.1 数字电路设计工具介绍电子设计自动化(EDA)工具的概念和作用解释电路设计软件（如Multisim、Proteus）的使用方法6.2 数字电路设计流程阐述数字电路设计的整个流程，包括需求分析、逻辑设计、物理设计等解释各个阶段的关键技术和注意事项6.3 数字电路设计实例通过具体实例展示数字电路设计的全过程分析设计过程中的难点和解决方案第七章：数字集成电路7.1 数字集成电路概述介绍数字集成电路的类型和特点解释集成电路的制造工艺和分类7.2 常见数字集成电路介绍TTL、CMOS等常见数字集成电路的原理和应用解释集成电路封装和接口技术7.3 数字集成电路的应用与选择阐述数字集成电路在电路设计中的应用方法介绍如何根据电路需求选择合适的集成电路第八章：数字系统的测试与维护8.1 数字系统测试概述介绍数字系统测试的目的和重要性解释数字测试信号的和应用8.2 数字故障诊断与测试方法介绍故障诊断的方法，如静态测试、动态测试和在线测试解释故障模型和测试向量的8.3 数字系统的维护与优化阐述数字系统运行过程中的维护和优化措施介绍故障排除和系统性能提升的方法第九章：数字电路在嵌入式系统中的应用9.1 嵌入式系统概述介绍嵌入式系统的概念、特点和分类解释嵌入式系统在现代科技领域的重要性9.2 嵌入式数字电路设计阐述嵌入式数字电路的设计方法和流程介绍嵌入式处理器、外围电路和接口技术9.3 嵌入式系统的应用实例通过具体实例展示嵌入式数字电路在实际应用中的作用和效果第十章：数字电路技术的未来发展10.1 数字电路技术发展趋势分析当前数字电路技术的发展趋势，如低功耗、高速度、高集成度等介绍新型数字电路技术的研究方向和应用前景10.2 数字电路技术的挑战与机遇阐述数字电路技术在发展过程中面临的挑战，如信号完整性、可靠性等探讨数字电路技术发展的机遇和应对策略10.3 数字电路技术的创新应用介绍数字电路技术在新型领域的创新应用，如物联网、等分析这些应用对数字电路技术发展的影响和推动作用第十一章：数字电路在模拟信号处理中的应用11.1 概述数字模拟信号处理介绍数字电路在模拟信号处理中的重要性解释数字模拟信号处理的基本概念和原理11.2 模拟信号的数字化处理阐述模拟信号数字化处理的方法和技术介绍ADC（模数转换器）和DAC（数模转换器）的工作原理和应用11.3 数字滤波器与信号处理解释数字滤波器的作用和分类介绍数字滤波器的设计方法和应用实例第十二章：数字电路在信号传输中的应用12.1 数字信号传输概述介绍数字信号传输的基本概念和特点解释数字信号传输与模拟信号传输的区别12.2 数字调制与解调技术介绍数字调制与解调的基本原理和方法解释调制解调器（modem）的工作原理和应用12.3 数字信号传输的线路和设备介绍数字信号传输中所用的线路和设备，如同轴电缆、光纤等解释数字信号传输中的信号衰减和抗干扰措施第十三章：数字电路在计算机系统中的应用13.1 计算机系统概述介绍计算机系统的基本组成和工作原理解释计算机系统在现代社会中的重要性13.2 中央处理器（CPU）介绍CPU的结构和工作原理解释控制单元、运算单元和寄存器的作用和功能13.3 存储器和总线系统介绍存储器的类型和作用解释总线系统的组成和功能，如数据总线、地址总线、控制总线等第十四章：数字电路在控制系统中的应用14.1 控制系统概述介绍控制系统的概念、类型和特点解释数字电路在控制系统中的应用重要性14.2 数字控制器的设计与实现阐述数字控制器的设计方法和流程介绍控制器算法实现和硬件设计的技术14.3 数字控制系统实例通过具体实例展示数字电路在控制系统中的应用和效果第十五章：数字电路技术的综合应用案例15.1 数字电路技术在通信领域的应用介绍数字电路技术在通信领域的典型应用实例解释数字电路技术在提高通信系统性能方面的作用15.2 数字电路技术在工业自动化领域的应用阐述数字电路技术在工业自动化领域的应用实例和优势介绍数字电路技术在提高工业生产效率和质量方面的作用15.3 数字电路技术在其他领域的应用展望探讨数字电路技术在其他领域的应用前景和发展趋势分析数字电路技术对人类社会发展的影响和推动作用重点和难点解析本文主要介绍了《数字电子技术》电子教案，内容涵盖了数字电路的基础知识、组合逻辑电路、时序逻辑电路、数字电路仿真与实验、数字电路的应用、数字集成电路、数字系统的测试与维护、数字电路在嵌入式系统中的应用、数字电路技术的未来发展等十五个章节。

《数字逻辑与电路》复习题第一章数字逻辑基础（数制与编码）一、选择题1．以下代码中为无权码的为CD。

A. 8421BCD码B. 5421BCD码C.余三码D.格雷码2．以下代码中为恒权码的为AB 。

A.8421BCD码B. 5421BCD码C. 余三码D. 格雷码3．一位十六进制数可以用 C 位二进制数来表示。

A. １B. ２C. ４D. 164．十进制数25用8421BCD码表示为 B 。

A.10 101B.0010 0101C.100101D.101015．在一个8位的存储单元中，能够存储的最大无符号整数是CD 。

A.（256）10B.（127）10C.（FF）16D.（255）106．与十进制数（53.5）10等值的数或代码为ABCD 。

A. (0101 0011.0101)8421BCDB.(35.8)16C.(110101.1)2D.(65.4)87．与八进制数(47.3)8等值的数为：A B。

A.(100111.011)2B.(27.6)16C.(27.3 )16D. (100111.11)28.常用的BC D码有C D 。

A.奇偶校验码B.格雷码C.8421码D.余三码二、判断题（正确打√，错误的打×）1. 方波的占空比为0.5。

（√）2. 8421码1001比0001大。

（×）3. 数字电路中用“1”和“0”分别表示两种状态,二者无大小之分。

（√）4．格雷码具有任何相邻码只有一位码元不同的特性。

（√）5．八进制数（17）8比十进制数（17）10小。

（√）6．当传送十进制数5时，在8421奇校验码的校验位上值应为1。

（√）7．十进制数（9）10比十六进制数（9）16小。

（×）8．当8421奇校验码在传送十进制数（8）10时，在校验位上出现了1时，表明在传送过程中出现了错误。

（√）三、填空题1.数字信号的特点是在时间上和幅值上都是断续变化的，其高电平和低电平常用1和0来表示。

《数字逻辑与数字电路》习题案例（计算机科学与技术专业）2011年7月计算机与信息学院计算机科学技术系一、选择题1．十进制数33的余3码为 。

A. B. C. D.2．二进制小数-0.0110的补码表示为 。

A ．0.1010B ．1.1001C ．1.0110D ．1.10103．两输入与非门输出为0时，输入应满足 。

A ．两个同时为1B ．两个同时为0C ．两个互为相反D ．两个中至少有一个为04．某4变量卡诺图中有9个“0”方格7个“1”方格，则相应的标准与或表达式中共有多少个与项 ？A ． 9B ．7C ．16D ．不能确定5. 下列逻辑函数中，与A F =相等的是 。

)(A 11⊕=A F )(B A F =2⊙1 )(C 13⋅=A F )(D 04+=A F6. 设计一个6进制的同步计数器，需要 个触发器。

)(A 3 )(B 4 )(C 5 )(D 67. 下列电路中，属于时序逻辑电路的是 。

)(A 编码器 )(B 半加器 )(C 寄存器 )(D 译码器8. 列电路中，实现逻辑功能n n Q Q =+1的是 。

)(A )(B9. 的输出端可直接相连，实现线与逻辑功能。

)(A 与非门 )(B 一般TTL 门)(C 集电极开路OC 门 )(D 一般CMOS 门10．以下代码中为无权码的为 。

A . 8421BCD 码B . 5421BCD 码C . 余三码D . 格雷码11．以下代码中为恒权码的为 。

A .8421BCD 码B . 5421BCD 码C . 余三码D . 格雷码12．一位十六进制数可以用 位二进制数来表示。

A . １B . ２C . ４D . 16CP QCP QCPQ 0 CP13．十进制数25用8421BCD码表示为。

A.10 101B.0010 0101C.D.1010114．在一个8位的存储单元中，能够存储的最大无符号整数是。

A.（256）10B.（127）10C.（FF）16D.（255）1015．与十进制数（53.5）10等值的数或代码为。

《数字电路与逻辑设计》课程教学大纲总学时：68学时（讲授/理论48学时，实验20学时）先修课程：高等数学，普通物理，电路与电子学一、课程地位、性质和任务《数字电路与逻辑设计》是计算机科学与技术专业的主干课程，是一门专业技术基础课。

它不仅为《计算机组成原理与汇编程序设计》、《微机接口技术》、《计算机系统结构》、《数据通信与计算机网络》等后续课程提供必要的基础知识，而且是一门理论与实践结合密切的硬件基础课程。

二、课程教学基本要求本课程是计算机科学与技术专业的一门专业基础课程，通过本课程的学习，使学生熟悉数字电路的基础理论知识，理解基本数字逻辑电路的工作原理，掌握数字逻辑电路的基本分析和设计方法，具有应用数字逻辑电路，初步解决数字逻辑问题的能力，为学习计算机硬件打下扎实的基础。

三、课程主要内容及学时分配●第一章数制与编码（4学时）【教学要求】介绍数制的概念、各种常用数制数的表示以及它们之间的转换；介绍真值与机器数、原码、反码、补码的概念，要求掌握三种码之间的转换、三种码进行数值运算时各自的优缺点以及运算方法；介绍信息编码的意义，掌握二进制码、循环码、标准ASCII码，认识循环码作为计数表示的优点、键盘各按键的ASCII码值。

【教学重点】带符号定点小数、整数的加减运算，循环码所具特质与在后续课程中的应用。

●第二章逻辑代数与逻辑函数（6学时）【教学要求】逻辑代数是分析和设计数字电路的数学工具，本章主要介绍逻辑代数的公式、定理及逻辑函数的化简方法，要求掌握常用进制及其转换，基本和常用逻辑运算，逻辑代数的公式、定理，逻辑函数的公式、图形化简法，逻辑函数的五种表示方法及相互之间的转换。

【教学重点】逻辑代数的公式、定理，逻辑函数的公式、逻辑函数的各种表示方法、卡诺图表示与化简规则、逻辑运算符的完备性、。

【教学难点】与·或·非三种逻辑运算符的完备性，逻辑函数不管多么复杂都可以用与-或或者或-与表达式加以表达的理解与认识。