内蒙古科技大学：《数字电子技术》课程教学大纲 Digital electric technology

《数字电子技术》课程教学大纲 英文名称：Digital electric technology 课程编号：67000205 学时数：64 其中实验学时数：0 课外学时数：0 学分数：4.5 适用专业：自动化、电气工程及其自动化、测控技术与仪器、电子信息、通信工程、计算 机科学与技术 一、课程的性质、目的和任务 《数字电子技术》是电子技术基础的一个部分，是自动化、电气工程及其自动化、测 控技术与仪器、 电子信息、通信工程、计算机科学与技术等专业的学科基础必修课。 通过 本课程的学习，使学生掌握数字电子技术的基本理论、基本知识和基本技能，初步建立 程观念，培养学生分析问题和解决问题的能力，培养学生辩证思维能力、分析计算能力和 自学能力，为专业课程的学习和应用打好基础。 葫着电子设计自动化的迅猛发展，草握EDA(电子设计自动化)技术是电子信息类专 业学生所必备的基本技能。EDA技术是以计算机为工作平台，以EDA软件工具为开发环 境，根据硬件描述语言HDL Hardware Descripti ion language )完成的设计文件， 自动地分 成逻辑编译、化简、分割、综合及优化、布局布线、仿真以及对于特定目标芯片的适配编 译和编程下载等工作。《数字电子技术》中对EDA技术的学习使学生掌握可编程器件、EDA 开发系统软件的使用、硬件描述语言和电子线路设计与技能训练等各方面知识：具备通过 可编程器件设计数字系统的本领：提高工程实践能力：学会应用EDA技术解决一些简单的 电子设计问题。 教学中应强化实践与应用，特别要注意教学内容的组织和教学方法与教学手段的科学 先进、合理，教学内容引入技术进步新成果、新应用：处理好与相邻以及交叉课程的关系， 扩展学生的知识视野：注重理论与实际融会贯通、应用型实用化。 二、课程教学内容的基本要求、重点和难点 认识和掌握数字电子系统的基本模块和基本单元的工作原理，掌握它们的基本分析方 法和设计方法，具备基本实践技能和初步读图能力 掌握EDA软件工具的使用，具备使用硬件描述语言HDL设计基本数字电路的能力，能 完成一些简单的电子设计。 1逻辑代数 11概术、粉制与码 1.2逻辑代数基本概念、公式和定理 1.3逻辑函数的公式化简法 1.4逻辑函数的卡诺图化简 1.5逻辑函数的表示方法及其相互之间的转换 基本要求：

《数字电子技术》课程教学大纲 英文名称：Digital electric technology 课程编号：67000205 学 时 数：64 其中实验学时数：0 课外学时数：0 学 分 数：4.5 适用专业：自动化、电气工程及其自动化、测控技术与仪器、电子信息、通信工程、计算 机科学与技术 一、课程的性质、目的和任务 《数字电子技术》是电子技术基础的一个部分，是自动化、电气工程及其自动化、测 控技术与仪器、电子信息、通信工程、计算机科学与技术等专业的学科基础必修课。通过 本课程的学习，使学生掌握数字电子技术的基本理论、基本知识和基本技能，初步建立工 程观念，培养学生分析问题和解决问题的能力，培养学生辩证思维能力、分析计算能力和 自学能力，为专业课程的学习和应用打好基础。 随着电子设计自动化的迅猛发展，掌握 EDA（电子设计自动化）技术是电子信息类专 业学生所必备的基本技能。EDA 技术是以计算机为工作平台，以 EDA 软件工具为开发环 境，根据硬件描述语言 HDL（ Hardware Description language）完成的设计文件，自动地完 成逻辑编译、化简、分割、综合及优化、布局布线、仿真以及对于特定目标芯片的适配编 译和编程下载等工作。《数字电子技术》中对 EDA 技术的学习使学生掌握可编程器件、EDA 开发系统软件的使用、硬件描述语言和电子线路设计与技能训练等各方面知识；具备通过 可编程器件设计数字系统的本领；提高工程实践能力；学会应用 EDA 技术解决一些简单的 电子设计问题。 教学中应强化实践与应用，特别要注意教学内容的组织和教学方法与教学手段的科学、 先进、合理，教学内容引入技术进步新成果、新应用；处理好与相邻以及交叉课程的关系， 扩展学生的知识视野；注重理论与实际融会贯通、应用型实用化。 二、课程教学内容的基本要求、重点和难点 认识和掌握数字电子系统的基本模块和基本单元的工作原理，掌握它们的基本分析方 法和设计方法，具备基本实践技能和初步读图能力。 掌握 EDA 软件工具的使用，具备使用硬件描述语言 HDL 设计基本数字电路的能力，能 完成一些简单的电子设计。 1 逻辑代数 1.1 概述、数制与码 1.2 逻辑代数基本概念、公式和定理 1.3 逻辑函数的公式化简法 1.4 逻辑函数的卡诺图化简 1.5 逻辑函数的表示方法及其相互之间的转换 基本要求：

理解模拟信号与数字信号的特点： 掌握数制与码制、算术运算与逻辑运算的联系与区别： 掌握二进制、十进制、十六进制数的特点及其相互转换，掌握常用二进制码： 掌握逻辑函数的公式化简法和卡诺图化简法，并能熟练应用： 掌握基本逻辑函数，掌握逻辑问题的描述方法。 重点：模拟信号与数字信号的概念，基本逻辑函数，逻辑问题的描述方法。 难点：逻辑问题的描述方法。 2门电路 2.1半导体二极管 三极管和MOS管的开关特性 22分立元器件门电路 2.3CMOS集成门电路 24TΠ.集成门电路 其木要求， 掌握二极 的开关特性， 掌握BJT MOSFET的开关特性： 了解二极管与门、或门，BT非门的构成与分析方法： 掌握CMOS非门的电路结构、工作原理和传输特性，了解其它CMOS逻辑门的电路结 构和工作原理： 堂据TΠ与非门的由路结构 丁作原甲和传输特性 ,了解三态门和OC门的特点。 门和CMOS非门的电路结构 工作原理和传输特性。 三态门的电路结构、工作原理和传输特性 3组合逻辑电路 3.1组合逻辑电路的基本分析方法和设计方法 32加法器和数值比较器 33编码器 3.4译码器 3.5数据选择器和分配器 3.6用MS1实现组合逻辑函数 3.7只读存储器ROM 3.8组合逻辑电路的竞争冒险 基本要求： 掌握组合逻辑电路的表示方法（真值表、函数式、卡诺图、逻辑图、时序图等）： 掌握组合逻辑电路的分析方法和典型设计方法： 握常用加法器和集成数值比较器的逻辑功能， 了解它的使用与扩展方法 解其估用与打 展方法 掌握常用集成译码器/数据分配器、显示译码器的功能， 了解其使用与扩展方法： 掌握常用的集成数据选择器功能，了解它的使用与打展方法： 掌握ROM的结构和分类： 了解组合椤辑由路中的音争冒险 重点：逻辑函数的5种表示法，组合逻辑电路的分析与设计，常用组合逻辑功能器件的 功能。 难点：组合逻辑电路的设计，常用组合逻辑功能器件的扩展

理解模拟信号与数字信号的特点； 掌握数制与码制、算术运算与逻辑运算的联系与区别； 掌握二进制、十进制、十六进制数的特点及其相互转换，掌握常用二进制码； 掌握逻辑函数的公式化简法和卡诺图化简法，并能熟练应用； 掌握基本逻辑函数，掌握逻辑问题的描述方法。 重点：模拟信号与数字信号的概念，基本逻辑函数，逻辑问题的描述方法。 难点：逻辑问题的描述方法。 2 门电路 2.1 半导体二极管 、三极管和 MOS 管的开关特性 2.2 分立元器件门电路 2.3 CMOS 集成门电路 2.4 TTL 集成门电路 基本要求： 掌握二极管的开关特性，掌握 BJT、MOSFET 的开关特性； 了解二极管与门、或门，BJT 非门的构成与分析方法； 掌握 CMOS 非门的电路结构、工作原理和传输特性，了解其它 CMOS 逻辑门的电路结 构和工作原理； 掌握 TTL 与非门的电路结构、工作原理和传输特性，了解三态门和 OC 门的特点。 重点：TTL 与非门和 CMOS 非门的电路结构、工作原理和传输特性。 难点：TTL 三态门的电路结构、工作原理和传输特性。 3 组合逻辑电路 3.1 组合逻辑电路的基本分析方法和设计方法 3.2 加法器和数值比较器 3.3 编码器 3.4 译码器 3.5 数据选择器和分配器 3.6 用 MSI 实现组合逻辑函数 3.7 只读存储器 ROM 3.8 组合逻辑电路的竞争冒险 基本要求： 掌握组合逻辑电路的表示方法（真值表、函数式、卡诺图、逻辑图、时序图等）； 掌握组合逻辑电路的分析方法和典型设计方法； 掌握常用加法器和集成数值比较器的逻辑功能，了解它的使用与扩展方法； 掌握常用集成编码器功能，了解其使用与扩展方法； 掌握常用集成译码器/数据分配器、显示译码器的功能，了解其使用与扩展方法； 掌握常用的集成数据选择器功能，了解它的使用与扩展方法； 掌握 ROM 的结构和分类； 了解组合逻辑电路中的竞争冒险。 重点：逻辑函数的 5 种表示法，组合逻辑电路的分析与设计，常用组合逻辑功能器件的 功能。 难点：组合逻辑电路的设计，常用组合逻辑功能器件的扩展

4触发器 4.1基本触发器 4.2同步触发器 43动县幼发要 44触发 的电器特性 基本要求： 了解基本RS触发器的构成与工作原理，掌握主从和边沿RS触发器的工作原理： 掌握D触发器、JK触发器、RS触发器的功能，掌握各类触发器逻辑功能的描述方法和 电器特性： 了解实现T和T触发器的方法。 重点：D触发器、K触发器、RS触发器的功能及其逻辑功能的描述方法。 难点：边沿触发器的工作原理。 5时序罗操由路 序逻辑电路的基本分析方法和设计方法 5.2计数器 5.3寄存器和读/写存储器 5.4顺序脉冲发生器 5.5可编程逻辑器件 基本要求： 了解时序逻辑电路的基本结构和特点以及其功能的描述方法： 掌握时序逻辑电路的一般分析方法： 掌握时序逻辑电路的设计方法： 了解计数器的功能与分类，掌握常用集成计数器的逻辑功能和使用方法，掌握N进制 计数器的构成方法 握寄存器和移位寄存器的功能和特点： 了解RAM的结构，掌握集成RAM的使用方法： 罩握顺序脉冲发生器的基本原理和应用： 掌握EPROMDE的结构，了解PLD的电路表示法 重点：同步、异步时序逻辑电路的分析，集成计数器的逻辑功能：模N计数器的构成 方法：寄存器的逻辑功能 顺序脉冲发生器的基本逻辑功能。 难点：时序逻辑电路的设计。 6脉冲产生和整形电路 61施密特触发器 62单稳态触发器 6.3多谐振荡器 基本要求： 了解555定时器的结构，掌握555定时器的功能和应用电路 堂握多谐振荡器、单稳触发器和施密特触发器的功能和应用： 掌握由555定时器构成施密：特触发器的工作原理： 掌握由555定时器构成单稳态触发器的工作原理： 掌握由555定时器构成多谐振荡器的工作原理：

4 触发器 4.1 基本触发器 4.2 同步触发器 4.3 边沿触发器 4.4 触发器的电器特性 基本要求： 了解基本 RS 触发器的构成与工作原理，掌握主从和边沿 RS 触发器的工作原理； 掌握 D 触发器、JK 触发器、RS 触发器的功能，掌握各类触发器逻辑功能的描述方法和 电器特性； 了解实现 T 和 T’触发器的方法。 重点：D 触发器、JK 触发器、RS 触发器的功能及其逻辑功能的描述方法。 难点：边沿触发器的工作原理。 5 时序逻辑电路 5.1 时序逻辑电路的基本分析方法和设计方法 5.2 计数器 5.3 寄存器和读/写存储器 5.4 顺序脉冲发生器 5.5 可编程逻辑器件 基本要求： 了解时序逻辑电路的基本结构和特点以及其功能的描述方法； 掌握时序逻辑电路的一般分析方法； 掌握时序逻辑电路的设计方法； 了解计数器的功能与分类，掌握常用集成计数器的逻辑功能和使用方法，掌握 N 进制 计数器的构成方法； 掌握寄存器和移位寄存器的功能和特点； 了解 RAM 的结构，掌握集成 RAM 的使用方法； 掌握顺序脉冲发生器的基本原理和应用； 掌握 EPROMDE 的结构，了解 PLD 的电路表示法。 重点：同步、异步时序逻辑电路的分析，集成计数器的逻辑功能；模 N 计数器的构成 方法；寄存器的逻辑功能，顺序脉冲发生器的基本逻辑功能。 难点：时序逻辑电路的设计。 6 脉冲产生和整形电路 6.1 施密特触发器 6.2 单稳态触发器 6.3 多谐振荡器 基本要求： 了解 555 定时器的结构，掌握 555 定时器的功能和应用电路； 掌握多谐振荡器、单稳触发器和施密特触发器的功能和应用； 掌握由 555 定时器构成施密特触发器的工作原理； 掌握由 555 定时器构成单稳态触发器的工作原理； 掌握由 555 定时器构成多谐振荡器的工作原理；

重点：555定时器的结构和功能，多谐振荡器、单稳触发器和施密特触发器的功能。 难点：555定时器的应用电路。 7数模与模数转换电路 7.ID/A转换器(DAC) 7.2A/D转换器(ADC) 基本要求： 掌握倒T形电阻网络DAC的工作原理，掌握常用集成DAC的工作原理： 了解AD转换的 般过程， 了解集成ADC的工作原理 重点：倒T形电阻网络DAC的工作原理：常用集成DAC的工作原理。 难点：AD转换的一股工作过程。 8EDA技术 8.1EDA技术和可编程逻辑器件 8.2FPGA器件原理 8.3FPGA开发工具使用 8.4硬件描述语言VHDL 8.5FPGA单元电路设计 86FPGA系统由路设H 基本要求： 了解EDA技术的由来、可编程逻辑器件的发展历程、传统的电子线路设计与EDA技 术的区别及联系： 了解可编程逻辑器件PLD结构、特点、功能描述、输出配置、一般性测试等，了解 FPGA器件原理： 掌握FPGA开发工具Quartusl软件的安装和输入方法、掌握设计项目的编译、仿真 定时分析 牛编程等 掌握硬件描述语言VHDL的程序结构、语言要素、VHDL的描述风格、仿真、综合等。 会利用VHDL语言进行简单的电路设计： 堂握FPGA单元申路设计： ，拉在与十1打话移于由适1积汉 重点：QuartuslI软件使用，VHDL的编程，利用VHDL硬件描述语言对数字电子系统 中单元电路设计 难点：利用FPGA设计综合电子系统电路的设计」 三、教学方式及学时分配 序号 主要内容 主要教学方式学时分配辅导答疑比例 1逻辑代数 讲授 10 4:1 22门申路 讲授 6 4：1 33组合逻辑电路 讲授 14 5.1 44触发器 讲授 3. 55时序逻辑电路 讲授 10 4：

重点：555 定时器的结构和功能，多谐振荡器、单稳触发器和施密特触发器的功能。 难点：555 定时器的应用电路。 7 数模与模数转换电路 7.1 D / A 转换器（DAC） 7.2 A / D 转换器（ADC） 基本要求： 掌握倒 T 形电阻网络 DAC 的工作原理，掌握常用集成 DAC 的工作原理； 了解 AD 转换的一般过程，了解集成 ADC 的工作原理。 重点：倒 T 形电阻网络 DAC 的工作原理；常用集成 DAC 的工作原理。 难点：AD 转换的一般工作过程。 8 EDA 技术 8.1 EDA 技术和可编程逻辑器件 8.2 FPGA 器件原理 8.3 FPGA 开发工具使用 8.4 硬件描述语言 VHDL 8.5 FPGA 单元电路设计 8.6 FPGA 系统电路设计 基本要求： 了解 EDA 技术的由来、可编程逻辑器件的发展历程、传统的电子线路设计与 EDA 技 术的区别及联系； 了解可编程逻辑器件 PLD 结构、特点、功能描述、输出配置、一般性测试等，了解 FPGA 器件原理； 掌握 FPGA 开发工具 QuartusII 软件的安装和输入方法、掌握设计项目的编译、仿真、 定时分析、器件编程等； 掌握硬件描述语言 VHDL 的程序结构、语言要素、VHDL 的描述风格、仿真、综合等。 会利用 VHDL 语言进行简单的电路设计； 掌握 FPGA 单元电路设计； 了解 FPGA 系统电路设计熟悉电子系统层次化设计与基本设计全过程，初步具备解决 实际问题的综合能力。 重点：QuartusII 软件使用，VHDL 的编程，利用 VHDL 硬件描述语言对数字电子系统 中单元电路设计 难点：利用 FPGA 设计综合电子系统电路的设计。 三、教学方式及学时分配 序号 主要内容 主要教学方式 学时分配 辅导答疑比例 1 1 逻辑代数 讲授 10 4：1 2 2 门电路 讲授 6 4：1 3 3 组合逻辑电路 讲授 14 5：1 4 4 触发器 讲授 6 3：1 5 5 时序逻辑电路 讲授 10 4：1

66脉冲产生和整形电路 讲授 4 4:1 77数模与模数转换电路 进授 31 88EDA技术 讲授 10 6:1 四、其它教学环节的要求 1.根据各章节内容安排课后作业。课后作业应侧重基础知识的掌握、课堂内容的消化， 对作业中出现的普遍问题做集中答疑。 2.本课程的实验是单独设课，单独计学分。 五、本课程与其它课程的联系 其先修课程为《电路原理》、《模拟电子技术》，后续课程是《计算机组成原理》、《微型 计算机原理》、《单片机与接口技术》等课程。 六、考核方式 本课程是考试课。平时考核成绩占(30-20)%，理论考试占(70-80)%。考试命题以 要求学握”和“理解”的教学内容为主，兼顾“了解的部分内容。 七、教学参考书目 材：数字电子技术（第3版）余孟尝高等教有出版社 参考教材： 电子技术基础（数字部分）（第4版）康华光 模拟电子技术基础（第3版）童诗白华成英主编高等教有出版社 数字电子技术基础（第4版）阁石主编 高笔数育出板料 课程负责人：崔国玮 执笔：崔国玮胡晓莉审核：

6 6 脉冲产生和整形电路 讲授 4 4：1 7 7 数模与模数转换电路 讲授 4 3：1 8 8 EDA 技术 讲授 10 6：1 四、其它教学环节的要求 1．根据各章节内容安排课后作业。课后作业应侧重基础知识的掌握、课堂内容的消化， 对作业中出现的普遍问题做集中答疑。 2．本课程的实验是单独设课，单独计学分。 五、本课程与其它课程的联系 其先修课程为《电路原理》、《模拟电子技术》，后续课程是《计算机组成原理》、《微型 计算机原理》、《单片机与接口技术》等课程。 六、考核方式 本课程是考试课。平时考核成绩占（30-20）%，理论考试占（70-80）%。考试命题以 要求“掌握” 和“理解”的教学内容为主，兼顾 “了解”的部分内容。 七、教学参考书目 教 材：数字电子技术（第 3 版）余孟尝 高等教育出版社 参考教材： 电子技术基础（数字部分）（第 4 版）康华光 模拟电子技术基础（第 3 版） 童诗白 华成英主编 高等教育出版社 数字电子技术基础（第 4 版） 阎 石主编 高等教育出版社 课程负责人：崔国玮 执笔：崔国玮 胡晓莉 审核：