哈尔滨工业大学：《数字电子技术实验》课程教学大纲 Digital Electronics Experiment A

《数字电子技术实验A》课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：22EE22035课程名称：数字电子技术实验A课程英文名称：DigitalElectronicsExperimentA总学时：24理论学时：实验学时：24上机学时：实践学时：课外辅导学时：学分：1开课单位：电气工程及自动化学院授课对象：电气学院、仪器学院（精密仪器及智能化专业）、航天学院（自动化专业、光电工程专业、微电子科学与工程专业）、交通学院（交通设备与控制工程专业）开课学期：2春、3秋先修课程：数字电子技术基础A二、课程目标数字电子技术实验A是高等工科院校中电气信息类及相关专业的一门主要实验课程，是一门培养学生电子技术基本技能的实验教学课，是学生学习后续专业课程的基础，在培养学生数字电子电路系统的综合分析能力、综合设计能力等方面占有重要的地位。本课程主要讲授数字电子电路硬件实验、仿真实验、FPGA、实验。通过本课程的基于网络数字化资源的预习、后续的实验操作和计算机仿真等环节，使学生了解和掌握常用与非门、译码器等数字芯片的基本逻辑功能和使用方法：具备利用常见数字芯片进行实际应用电路的设计能力、电路调试能力及解决问题的能力：掌握可编程逻辑器件的使用方法，具备Verilog语言的编程开发能力；培养学生查阅电子器件手册并选用合适的元器件的能力，培养学生根据技术要求，设计常用的电子电路小系统，并进行组装调试的能力，了解和掌握电子器件的选择和数字电子电路的基本实验方法了解和掌握电子电路的设计、安装、调试和故障的排除。课程自标对学生的能力要求如下：课程目标1.了解和掌握数字电子电路的基本实验方法，能够正确熟练使用直流稳压电源、示波器等常见仪器仪表。掌握常用集成数字芯片的基本逻辑功能和使用方法，具备数字电子电路的设计能力、组装调试能力及解决故障问题的能力。（支撑毕业要求4-2）课程目标2.熟悉和掌握利用计算机仿真软件进行数字电子电路设计的能力，并通过实际电子电路的调试和故障检测，逐步具有应用先进工具解决工程实际问题的能力。（支撑毕业要求5-2）课程目标3.具有自主学习意识并具备自主学习能力，能够根据数字电子技术某个章节或多个章节内容，自主构思、策划、完成、总结一个自主型实验的全过程。（支撑毕业要求12-1）

《数字电子技术实验 A》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程代码： 22EE22035 课程名称： 数字电子技术实验 A 课程英文名称：Digital Electronics Experiment A 总学时：24 理论学时： 实验学时：24 上机学时： 实践学时： 课外辅导学时： 学分：1 开课单位：电气工程及自动化学院 授课对象：电气学院、仪器学院（精密仪器及智能化专业）、航天学院（自动化专业、光电工程专业、 微电子科学与工程专业）、交通学院（交通设备与控制工程专业） 开课学期：2 春、3 秋 先修课程：数字电子技术基础 A 二、课程目标 数字电子技术实验 A 是高等工科院校中电气信息类及相关专业的一门主要实验课程，是一门培 养学生电子技术基本技能的实验教学课，是学生学习后续专业课程的基础，在培养学生数字电子电 路系统的综合分析能力、综合设计能力等方面占有重要的地位。 本课程主要讲授数字电子电路硬件实验、仿真实验、FPGA 实验。通过本课程的基于网络数字 化资源的预习、后续的实验操作和计算机仿真等环节，使学生了解和掌握常用与非门、译码器等数 字芯片的基本逻辑功能和使用方法；具备利用常见数字芯片进行实际应用电路的设计能力、电路调 试能力及解决问题的能力；掌握可编程逻辑器件的使用方法，具备 Verilog 语言的编程开发能力；培 养学生查阅电子器件手册并选用合适的元器件的能力，培养学生根据技术要求，设计常用的电子电 路小系统，并进行组装调试的能力，了解和掌握电子器件的选择和数字电子电路的基本实验方法， 了解和掌握电子电路的设计、安装、调试和故障的排除。 课程目标对学生的能力要求如下： 课程目标 1. 了解和掌握数字电子电路的基本实验方法，能够正确熟练使用直流稳压电源、示波 器等常见仪器仪表。掌握常用集成数字芯片的基本逻辑功能和使用方法，具备数字电子电路的设计 能力、组装调试能力及解决故障问题的能力。（支撑毕业要求 4-2） 课程目标 2. 熟悉和掌握利用计算机仿真软件进行数字电子电路设计的能力，并通过实际电子电 路的调试和故障检测，逐步具有应用先进工具解决工程实际问题的能力。（支撑毕业要求 5-2） 课程目标 3. 具有自主学习意识并具备自主学习能力，能够根据数字电子技术某个章节或多个章 节内容，自主构思、策划、完成、总结一个自主型实验的全过程。（支撑毕业要求 12-1）

三、课程自标与毕业要求对应关系毕业要求毕业要求具体描述课程目标4-2能依据研究方案选用或搭建实验装置，采用科学的4.研究课程目标1实验方法完成实验。5-2能够熟练运用计算机软件资源、电气工程仿真技术工具完成电气工程领域复杂工程问题的分析、预测与模拟课程目标25.使用现代工具并理解其局限性。12-1能够针对个人或职业发展的需求，具有自主学习意12.终身学习课程目标3识，并具备自主学习的能力。四、课程目标与课程内容对应关系教学对应课程序号学时教学内容教学要求方式目标掌握由与非门实现一些较为1.复杂逻辑电路的方法。掌握中规模集成译码器、中规2.全开模集成八选一数据选择器、中放、规模集成双四选一数据选择课程目标1器的基本逻辑功能和使用方1组合逻辑电路实验自主3课程目标3法。学习3.了解组合数字电路中出现的实验竞争冒险现象，掌握组合数字电路设计实验的基本流程。（本实验重点）掌握集成触发器的逻辑功能1.及使用方法，理解触发器的触发输入方式，了解2-4分频器输出波形与时钟信号的对应全开关系。（本实验难点）放、掌握集成数字芯片74LS161、2.课程目标1时序逻辑电路的研究自主2374LS192、74LS194的逻辑功课程目标3学习能及使用方法。实验掌握设计任意进制计数器的3.方法。（本实验重点）掌握时序逻辑电路设计实验4.的基本流程和设计方法。1.能够熟练运用计算机仿真软件Multisim进行数字电路仿全开真实验。2.掌握中规模异步计数器放、课程目标274LS90的基本逻辑功能和使多位计数器仿真自主33课程目标3用方法。学习3.掌握利用74LS90设计任意进实验制计数器的仿真方法。（本实验重点）1.掌握555集成定时器的基本全开4555定时器应用电路3课程目标1

三、课程目标与毕业要求对应关系 毕业要求 毕业要求具体描述 课程目标 4. 研究 4-2 能依据研究方案选用或搭建实验装置，采用科学的 实验方法完成实验。 课程目标 1 5. 使用现代工具 5-2 能够熟练运用计算机软件资源、电气工程仿真技术工 具完成电气工程领域复杂工程问题的分析、预测与模拟， 并理解其局限性。 课程目标 2 12. 终身学习 12-1 能够针对个人或职业发展的需求，具有自主学习意 识，并具备自主学习的能力。 课程目标 3 四、课程目标与课程内容对应关系 序号 教学内容 教学要求 学时 教学 方式 对应课程 目标 1 组合逻辑电路实验 1. 掌握由与非门实现一些较为 复杂逻辑电路的方法。 2. 掌握中规模集成译码器、中规 模集成八选一数据选择器、中 规模集成双四选一数据选择 器的基本逻辑功能和使用方 法。 3. 了解组合数字电路中出现的 竞争冒险现象，掌握组合数字 电路设计实验的基本流程。 （本实验重点） 3 全 开 放 、 自 主 学 习 实验 课程目标 1 课程目标 3 2 时序逻辑电路的研究 1. 掌握集成触发器的逻辑功能 及使用方法，理解触发器的触 发输入方式，了解 2-4 分频器 输出波形与时钟信号的对应 关系。（本实验难点） 2. 掌握集成数字芯片 74LS161、 74LS192、74LS194 的逻辑功 能及使用方法。 3. 掌握设计任意进制计数器的 方法。（本实验重点） 4. 掌握时序逻辑电路设计实验 的基本流程和设计方法。 3 全 开 放 、 自 主 学 习 实验 课程目标 1 课程目标 3 3 多位计数器仿真 1. 能够熟练运用计算机仿真软 件 Multisim 进行数字电路仿 真实验。 2. 掌 握 中 规 模 异 步 计 数 器 74LS90 的基本逻辑功能和使 用方法。 3. 掌握利用 74LS90 设计任意进 制计数器的仿真方法。（本实 验重点） 3 全 开 放 、 自 主 学 习 实验 课程目标 2 课程目标 3 4 555 定时器应用电路 1. 掌握 555 集成定时器的基本 3 全 开 课程目标 1

逻辑功能及使用方法。放、课程目标3掌握利用555集成定时器设2.自主计单稳态电路、多谐振荡器、学习压控振荡器和施密特触发器实验的基本原理和调试方法。（本实验重点）3.理解占空比可调的多谐振荡器的工作原理和设计方法。了解利用555集成定时器构4.成警笛电路的原理。能够熟练运用计算机仿真软I.件和FPGA开发板进行FPGA实验。全开2.掌握基于原理图输入方式的数字电路FPAG实验设计方放、课程目标2法。FPGA基本应用自主53课程目标33.掌握基于IP核的数字电路学习FPAG实验设计方法。实验4.掌握基于Verilog语言输入方式的数字电路FPAG实验设计方法。（本实验重点）。1.掌握FPGA开发板数码管的动态扫描原理。掌握FPGA开发板的数码管2.全开动态显示实验的设计方法。放、3.了解二进制数转化为BCD码课程目标2FPGA综合应用63自主的基本原理以及Verilog程序课程目标3学习设计方法。实验掌握7段数码管滚动显示电4.话号码或学号的实验原理和设计方法。了解抢答器电路、彩灯控制系全开1.放、统的工作原理和设计方法。数字电子技术综合设课程目标172.掌握数字电子电路综合设计自主3计实验1课程目标3实验的一般流程和安装、调试学习方法。（本实验重点）实验根据数字电子技术某个章节1.全开或多个章节内容，自主构思、课程目标1放、策划、完成、总结一个自主设数字电子技术综合设8计型实验的全过程。3自主课程目标2计实验22.可利用电子技术硬件实验平学习课程目标3台或FPGA开发板，完成自主实验设计型实验内容。五、课程教学方法本课程采用全开放、自主学习的实验教学方法，包含以下两个方面

逻辑功能及使用方法。 2. 掌握利用 555 集成定时器设 计单稳态电路、多谐振荡器、 压控振荡器和施密特触发器 的基本原理和调试方法。（本 实验重点） 3. 理解占空比可调的多谐振荡 器的工作原理和设计方法。 4. 了解利用 555 集成定时器构 成警笛电路的原理。 放 、 自 主 学 习 实验 课程目标 3 5 FPGA 基本应用 1. 能够熟练运用计算机仿真软 件和 FPGA 开发板进行 FPGA 实验。 2. 掌握基于原理图输入方式的 数字电路 FPAG 实验设计方 法。 3. 掌握基于 IP 核的数字电路 FPAG 实验设计方法。 4. 掌握基于 Verilog 语言输入方 式的数字电路 FPAG 实验设 计方法。（本实验重点）。 3 全 开 放 、 自 主 学 习 实验 课程目标 2 课程目标 3 6 FPGA 综合应用 1. 掌握 FPGA 开发板数码管的 动态扫描原理。 2. 掌握 FPGA 开发板的数码管 动态显示实验的设计方法。 3. 了解二进制数转化为 BCD 码 的基本原理以及 Verilog 程序 设计方法。 4. 掌握 7 段数码管滚动显示电 话号码或学号的实验原理和 设计方法。 3 全 开 放 、 自 主 学 习 实验 课程目标 2 课程目标 3 7 数字电子技术综合设 计实验 1 1. 了解抢答器电路、彩灯控制系 统的工作原理和设计方法。 2. 掌握数字电子电路综合设计 实验的一般流程和安装、调试 方法。（本实验重点） 3 全 开 放 、 自 主 学 习 实验 课程目标 1 课程目标 3 8 数字电子技术综合设 计实验 2 1. 根据数字电子技术某个章节 或多个章节内容，自主构思、 策划、完成、总结一个自主设 计型实验的全过程。 2. 可利用电子技术硬件实验平 台或 FPGA 开发板，完成自主 设计型实验内容。 3 全 开 放 、 自 主 学 习 实验 课程目标 1 课程目标 2 课程目标 3 五、课程教学方法 本课程采用全开放、自主学习的实验教学方法，包含以下两个方面：

1.全开放实验教学模式（1）实验时间开放实验室开放时间为每周一至周六的8:00一21:00，学生可以在上述时间段内的任何时间，根据自己的学习进度和空闲时间，通过预约选课或自由方式到实验室进行实验。（2）实验元器件开放实验室设置常用元器件库，学生可以根据实验需求，领取相应的元器件。（3）实验教学过程学生可一次完成或多段式累加完成实验，可连续或间断的实验过程给学生以极大的便利和自由。（4）实验教学数字化资源实验中使用的仪器仪表以及实验教学内容，均录制了视频课件。此外提供给学生文本、图片、动画、视频等形式的丰富多样数字化教学资源。2.自主学习的实验教学模式本课程采用以学生自主学习为根本，教师辅导为辅助的自主式授课模式，通过研讨式互动教学，注重培养学生从实验角度，学习和思考理论知识。利用网络教学平台，为学生提供实验选课、课件预习、预考核、仪器仪表使用视频、实验教学视频以及成绩查询等服务。在实验中心网站(eelab.hit.edu.cn）和国家级精品资源共享课程网站（www.icourses.cn）上均放置了与课程相关的数字化教学资源，用来拓宽学生自主学习的条件和实践创新的途径。六，课程考核方法课程考核以检验课程目标的达成度为手段，进而评价学生学习成果的达成度。考核的环节包括平时成绩和期未考试，总成绩以百分计，满分100分。其中平时成绩包括实验操作和实验报告成绩，各考核环节所占分值比例及考核细则如下表所示。考核环节所占分值考核与评价细则对应课程目标平时成绩包含8个实验项目，每个实验项目包含操作成绩和报告成绩。（1）每个实验的操作成绩满分为5分，由实验指导教课程目标1师依据评分标准当堂给出成绩：课程目标2平时成绩50（2）每个实验项目的报告成绩5分为满分；课程目标3（3）以上两项最后合计，为每个实验项目的综合得分，汇总所有实验项目后给出最终平时成绩，（1）按题目要求完成实验内容和撰写试卷，监考教师记录学生的实验表现：（2）上交试卷，由实验教师结合考试时的实验表现和期末考试50课程目标1考试试卷最终给出成绩。（3）考试命题以大纲中的应知应会内容为主，多张试卷，考试随机发放，并保证逐年有所变化。七、主要教材与参考书

1. 全开放实验教学模式 （1）实验时间开放 实验室开放时间为每周一至周六的8:00—21:00，学生可以在上述时间段内的任何时间，根据自 己的学习进度和空闲时间，通过预约选课或自由方式到实验室进行实验。 （2） 实验元器件开放 实验室设置常用元器件库，学生可以根据实验需求，领取相应的元器件。 （3） 实验教学过程 学生可一次完成或多段式累加完成实验，可连续或间断的实验过程给学生以极大的便利和自由。 （4） 实验教学数字化资源 实验中使用的仪器仪表以及实验教学内容，均录制了视频课件。此外提供给学生文本、图片、 动画、视频等形式的丰富多样数字化教学资源。 2. 自主学习的实验教学模式 本课程采用以学生自主学习为根本，教师辅导为辅助的自主式授课模式，通过研讨式互动教学， 注重培养学生从实验角度，学习和思考理论知识。利用网络教学平台，为学生提供实验选课、课件 预习、预考核、仪器仪表使用视频、实验教学视频以及成绩查询等服务。在实验中心网站 (eelab.hit.edu.cn)和国家级精品资源共享课程网站(www.icourses.cn)上均放置了与课程相关的数字化 教学资源，用来拓宽学生自主学习的条件和实践创新的途径。 六、课程考核方法 课程考核以检验课程目标的达成度为手段，进而评价学生学习成果的达成度。考核的环节包括 平时成绩和期末考试，总成绩以百分计，满分100分。其中平时成绩包括实验操作和实验报告成绩， 各考核环节所占分值比例及考核细则如下表所示。 考核环节 所占分值 考核与评价细则 对应课程目标 平时成绩 50 平时成绩包含8个实验项目，每个实验项目包含操作成 绩和报告成绩。 （1）每个实验的操作成绩满分为5分，由实验指导教 师依据评分标准当堂给出成绩； （2）每个实验项目的报告成绩 5 分为满分； （3）以上两项最后合计，为每个实验项目的综合得分， 汇总所有实验项目后给出最终平时成绩。 课程目标 1 课程目标 2 课程目标 3 期末考试 50 （1）按题目要求完成实验内容和撰写试卷，监考教师 记录学生的实验表现； （2）上交试卷，由实验教师结合考试时的实验表现和 考试试卷最终给出成绩。 （3）考试命题以大纲中的应知应会内容为主，多张试 卷，考试随机发放，并保证逐年有所变化。 课程目标 1 七、主要教材与参考书

1.主要教材.廉玉欣，电子技术实验教程.高等教育出版社.2018年0李琰.电工电子EDA实践教程高等教育出版社.2020年2.参考书.杨春玲，王淑娟.数字电子技术基础（第二版），高等教育出版社.2017年撰写人：廉玉欣审核人：李日期：2023年3月20日

1. 主要教材  廉玉欣. 电子技术实验教程. 高等教育出版社. 2018 年  李琰. 电工电子 EDA 实践教程. 高等教育出版社. 2020 年 2. 参考书  杨春玲，王淑娟. 数字电子技术基础（第二版）. 高等教育出版社. 2017 年. 撰写人：廉玉欣 审核人：李琰 日 期：2023 年 3 月 20 日

附件：毕业要求（摘自工程教育认证通用标准）专业必须有明确、公开的毕业要求，毕业要求应能支撑培养目标的达成。专业应通过评价证明毕业要求的达成。专业制定的毕业要求应完全覆盖以下内容1.工程知识：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题。2.问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论。3.设计/开发解决方案：能够设计针对复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。4.研究：能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。5.使用现代工具：能够针对复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。6.工程与社会：能够基于工程相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。7.环境和可持续发展：能够理解和评价针对复杂工程问题的专业工程实践对环境、社会可持续发展的影响。8.职业规范：具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。9.个人和团队：能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。10.沟通：能够就复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。11.项目管理：理解并掌握工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用。12.终身学习：具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力

附件： 毕业要求 （摘自工程教育认证通用标准） 专业必须有明确、公开的毕业要求，毕业要求应能支撑培养目标的达成。专业应通 过评价证明毕业要求的达成。专业制定的毕业要求应完全覆盖以下内容： 1.工程知识：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题。 2.问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通 过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论。 3.设计/开发解决方案：能够设计针对复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求 的系统、单元（部件）或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健 康、安全、法律、文化以及环境等因素。 4.研究：能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究，包括设计实 验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。 5.使用现代工具：能够针对复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现 代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。 6.工程与社会：能够基于工程相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践和复杂 工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。 7.环境和可持续发展：能够理解和评价针对复杂工程问题的专业工程实践对环境、社 会可持续发展的影响。 8.职业规范：具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在工程实践中理解并遵守 工程职业道德和规范，履行责任。 9.个人和团队：能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角 色。 10.沟通：能够就复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰 写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。并具备一定的国际视野，能够在 跨文化背景下进行沟通和交流。 11.项目管理：理解并掌握工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用。 12.终身学习：具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力