曲阜师范大学：电子信息工程专业《数字电路》课程教学大纲

《数字电路》教学大纲适用专业：通信、电子信息、物联网专业总学时：74学时（理论54学时，实验20学时）制定者：尹慧一、说明1、课程的性质、地位和任务：《数字电子技术基础》是通信信息类（包括物联网、电子类）专业的专业基础课程，是实践性很强的技术基础课。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，即通过本课程的学习，使学生在理解数字电路的基本概念、基本电路的工作原理和基本分析方法的基础上，能对主要的技术指标采用工程近似方法进行计算，具备运用子技术的能力，为学习后续课程和电子技术在专业中的应用打好基础。2、课程教学的基本要求：通过本课程的学习，要求学生在熟练掌握逻辑代数基本知识、数字电路的基本分析和设计方法，理解逻辑门电路和常用逻辑器件的工作原理的基础上能用中小规模集成电路进行电路设计：掌握脉冲波形产生与变换电路、数模与模数转换电路的结构与工作原理，对于大规模集成电路的运用和数字系统的设计也应作适当的了解。主讲教师在授课中要突出重点、分散难点，使学生对于主要的问题有清楚、深刻的印象，牢固掌握所学知识。3、教法特点：本课程采用课堂讲授和课堂讨论相结合的手段开展教学，加强平时的辅导和答疑，积极采用现代化多媒体手段，提高学生的学习积极性并发挥它的主观能动性，努力推进教学改革，提高教学效果。《数字电子技术基础》是一门实践性很强的技术基础课，其实践环节由《数字电子技术基础实验》课程或相关课程解决。4、先修课程：电路理论、模拟电子技术。5、课程学时分配：

《数字电路》教学大纲 适用专业：通信、电子信息、物联网专业 总 学 时：74 学时（理论 54 学时，实验 20 学时） 制 定 者：尹慧 一、说明 1、课程的性质、地位和任务： 《数字电子技术基础》是通信信息类（包括物联网、电子类）专业的专业 基础课程，是实践性很强的技术基础课。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， 即通过本课程的学习，使学生在理解数字电路的基本概念、基本电路的工作原理 和基本分析方法的基础上，能对主要的技术指标采用工程近似方法进行计算，具 备运用子技术的能力，为学习后续课程和电子技术在专业中的应用打好基础。 2、课程教学的基本要求： 通过本课程的学习，要求学生在熟练掌握逻辑代数基本知识、数字电路的基 本分析和设计方法，理解逻辑门电路和常用逻辑器件的工作原理的基础上能用中 小规模集成电路进行电路设计；掌握脉冲波形产生与变换电路、数模与模数转换 电路的结构与工作原理，对于大规模集成电路的运用和数字系统的设计也应作适 当的了解。主讲教师在授课中要突出重点、分散难点，使学生对于主要的问题有 清楚、深刻的印象，牢固掌握所学知识。 3、教法特点： 本课程采用课堂讲授和课堂讨论相结合的手段开展教学,加强平时的辅导和 答疑，积极采用现代化多媒体手段,提高学生的学习积极性并发挥它的主观能动 性,努力推进教学改革,提高教学效果。 《数字电子技术基础》是一门实践性很强的技术基础课，其实践环节由《数 字电子技术基础实验》课程或相关课程解决。 4、先修课程：电路理论、模拟电子技术。 5、课程学时分配：

章次内容总学时讲授习题数制和码制2255二逻辑代数基础33三门电路四1010组合逻辑电路五66触发器六16142时序逻辑电路存储器、复杂可编程器件和七22现场可编程门阵列00八可编程逻辑器件0九硬件描述语言简介实验讲十66脉冲波形的产生和整形十44.2数模与模数转换器合计54546、考核方式：考试二、理论教学内容与学时安排一、数制和码制（一）内容概要：1.数字和码制的概念：2.数制之间的转换；3.BCD码、原码、反码、补码；4.其他常用编码；（二）学时安排：2学时重点：（1）二、十六进制及其与十进制的相互转换；（2）8421码：掌握逻辑变量、逻辑函数和逻辑问题的描述方法。二、逻辑代数基础

章次 内容 总学时 讲授 习题 一 数制和码制 2 2 二 逻辑代数基础 5 5 三 门电路 3 3 四 组合逻辑电路 10 10 五 触发器 6 6 六 时序逻辑电路 16 14 2 七 存储器、复杂可编程器件和 现场可编程门阵列 2 2 八 可编程逻辑器件 0 0 九 硬件描述语言简介 实验讲 0 十 脉冲波形的产生和整形 6 6 十一 数模与模数转换器 4 4 2 合计 54 54 6、考核方式：考试 二、理论教学内容与学时安排 一、数制和码制 （一）内容概要： 1．数字和码制的概念； 2．数制之间的转换； 3．BCD 码、原码、反码、补码； 4．其他常用编码； （二）学时安排：2学时 重点：（1）二、十六进制及其与十进制的相互转换； （2）8421码；掌握逻辑变量、逻辑函数和逻辑问题的描述方法。 二、逻辑代数基础

（一）内容概要：1.逻辑代数的基本运算；2.逻辑代数的基本公式；常用公式和基本定理；3.逻辑函数的几种表示方法；4.逻辑函数的公式法化简；5.逻辑函数的卡诺图化简；（二）学时安排：5学时重点：（1）逻辑代数基本公式和常用公式基本定理：（2）逻辑函数的公式化简法和卡诺图化简法：难点：（1）逻辑函数中的约束概念及化简法。数制的相互转换在概念清楚以后可举例说明，逻辑问题的描述方法主要讲清不同描述方法之间的关系，逻辑代数一定要找出常用公式、基本定理的最简方法，卡诺图化简法主要是把步骤和原则掌握好，一定要牢记约束项的处理方法。三、门电路（一）内容概要：1.二、三极管的开关特性；2.最简单的门电路；3.TTL门电路：4.其他类型的门电路；5.CMOS门电路。（二）学时安排：3学时重点：（1）集成组件的外特性。掌握集成组件的逻辑功能。难点：（1）集成门电路的主要参数及使用方法（2）二极管、普通三极管、CMOS管开关特性CMOS、TTL门电路结构，工作原理。对集成组件的外特性、逻辑功能进行详细说明，集成门电路的主要参数及使用方法可举一例引导，二极管、普通三极管、CMOS管开关特性CMOS、TTL门电路结构，工作原理主要讲特点

（一）内容概要： 1．逻辑代数的基本运算； 2．逻辑代数的基本公式；常用公式和基本定理； 3．逻辑函数的几种表示方法； 4．逻辑函数的公式法化简； 5．逻辑函数的卡诺图化简； （二）学时安排：5学时 重点：（1）逻辑代数基本公式和常用公式基本定理； （2）逻辑函数的公式化简法和卡诺图化简法； 难点：（1）逻辑函数中的约束概念及化简法。 数制的相互转换在概念清楚以后可举例说明，逻辑问题的描述方法主要讲清 不同描述方法之间的关系，逻辑代数一定要找出常用公式、基本定理的最简方法， 卡诺图化简法主要是把步骤和原则掌握好，一定要牢记约束项的处理方法。 三、门电路 （一）内容概要： 1．二、三极管的开关特性； 2．最简单的门电路； 3．TTL 门电路； 4．其他类型的门电路； 5．CMOS 门电路。 （二）学时安排：3学时 重点：（1）集成组件的外特性。掌握集成组件的逻辑功能。 难点：（1）集成门电路的主要参数及使用方法。 （2）二极管、普通三极管、CMOS 管开关特性 CMOS、TTL 门电路结构，工 作原理。 对集成组件的外特性、逻辑功能进行详细说明，集成门电路的主要参数及使 用方法可举一例引导，二极管、普通三极管、CMOS 管开关特性 CMOS、TTL 门电 路结构，工作原理主要讲特点

四、组合逻辑电路（一）内容概要：1.组合逻辑电路的定义、特点；2.组合逻辑电路的分析方法和设计方法：3.常用集成组合逻辑电路的逻辑功能及使用方法、功能扩展；4.常用集成组合逻辑电路的工作原理；5.用SSI，MSI设计组合逻辑电路的基本方法；6.竞争一冒险现象。（二）学时安排：10学时重点：（1）常用集成组合逻辑器件的逻辑功能及应用：（2）逻辑电路的设计方法。组合电路中的竞争一冒险。难点：（1）逻辑电路的设计方法。组合电路中的竞争一冒险。对集成组合逻辑器件一定要讲清楚它的逻辑功能、如何应用，容易出错在什么地方，组合电路的分析、组合电路的设计关键是方法步骤要完整，特殊情况的可多举几例简要说明。组合电路中的竞争一冒险概念要清楚。五、触发器（一）内容概要：1.各种触发器的逻辑功能、触发方式、触发特性；2.触发器逻辑功能的各种描述方法；3.触发器工作原理及各种触发器之间逻辑功能的转换；4.触发器的电路结构。（二）学时安排：6学时重点：（1）逻辑功能（2）触发方式。难点：（1）工作原理。从基本RS触发器---同步RS触发器---主从RS触发器---边沿触发器说明触发方式、电路结构的区别，以JK、D触发器为例说明触发器的逻辑功能、工作原理

四、组合逻辑电路 （一）内容概要： 1．组合逻辑电路的定义、特点； 2．组合逻辑电路的分析方法和设计方法； 3．常用集成组合逻辑电路的逻辑功能及使用方法、功能扩展； 4．常用集成组合逻辑电路的工作原理； 5．用 SSI，MSI 设计组合逻辑电路的基本方法； 6．竞争—冒险现象。 （二）学时安排：10学时 重点：（1）常用集成组合逻辑器件的逻辑功能及应用； （2）逻辑电路的设计方法。组合电路中的竞争一冒险。 难点：（1）逻辑电路的设计方法。组合电路中的竞争一冒险。 对集成组合逻辑器件一定要讲清楚它的逻辑功能、如何应用，容易出错在什 么地方，组合电路的分析、组合电路的设计关键是方法步骤要完整，特殊情况的 可多举几例简要说明。组合电路中的竞争一冒险概念要清楚。 五、触发器 （一）内容概要： 1．各种触发器的逻辑功能、触发方式、触发特性； 2．触发器逻辑功能的各种描述方法； 3．触发器工作原理及各种触发器之间逻辑功能的转换； 4．触发器的电路结构。 （二）学时安排：6学时 重点：（1）逻辑功能； （2）触发方式。 难点：（1）工作原理。 从基本 RS 触发器-同步 RS 触发器-主从 RS 触发器-边沿触发器说明触 发方式、电路结构的区别，以 JK、D 触发器为例说明触发器的逻辑功能、工作原 理

六、时序逻辑电路（一）内容概要：1.时序逻辑电路的定义、特点和分类2.同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路分析的基本方法；3.常用时序逻辑电路的逻辑功能和使用方法、功能扩展及构成任意模值的计数器；4.用门电路和触发器设计同步时序逻辑电路的基本方法：5.常用时序逻辑电路的工作原理；6.异步逻辑电路的基本设计方法；7.时序逻辑电路的竞争一冒险现象。（二）学时安排：16学时重点：（1）时序逻辑电路特点及其基本分析方法：（2）常用中规模组件的应用：（3）同步时序逻辑电路的设计方法。难点：（1）同步时序逻辑电路的设计方法：（2）异步时序逻辑电路的基本分析方法、设计方法。讲清时序逻辑电路的特点，对常用中规模集成组件的逻辑功能、如何应用重点讲解，时序逻辑电路的分析、时序逻辑电路的设计关键是方法步骤要完整，时序逻辑电路设计时怎样进行逻辑抽象获得状态转换图可多举几例。七、半导体存储器（一）内容概要：1.半导体存储器ROM、RAM的结构框图、功能特点和使用方法：2.RAM的字扩展、位扩展；3.用ROM和PLA实现组合逻辑函数；4.ROM、RAM的工作原理；5.PROM、EPROM工作原理；6.动态MOS存储器。（二）学时安排：2学时

六、时序逻辑电路 （一）内容概要： 1．时序逻辑电路的定义、特点和分类； 2．同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路分析的基本方法； 3．常用时序逻辑电路的逻辑功能和使用方法、功能扩展及构成任意模值的计 数器； 4．用门电路和触发器设计同步时序逻辑电路的基本方法； 5．常用时序逻辑电路的工作原理； 6．异步逻辑电路的基本设计方法； 7．时序逻辑电路的竞争—冒险现象。 （二）学时安排：16学时 重点：（1）时序逻辑电路特点及其基本分析方法； （2）常用中规模组件的应用； （3）同步时序逻辑电路的设计方法。 难点：（1）同步时序逻辑电路的设计方法； （2）异步时序逻辑电路的基本分析方法、设计方法。 讲清时序逻辑电路的特点，对常用中规模集成组件的逻辑功能、如何应用重 点讲解，时序逻辑电路的分析、时序逻辑电路的设计关键是方法步骤要完整，时 序逻辑电路设计时怎样进行逻辑抽象获得状态转换图可多举几例。 七、半导体存储器 （一）内容概要： 1．半导体存储器 ROM、RAM 的结构框图、功能特点和使用方法； 2．RAM 的字扩展、位扩展； 3．用 ROM 和 PLA 实现组合逻辑函数； 4．ROM、RAM 的工作原理； 5．PROM、EPROM 工作原理； 6．动态 MOS 存储器。 （二）学时安排：2学时

重点：（1）存储器的工作原理及主要应用。详细说明存储器的电路结构、工作原理、存储容量扩展方式、主要应用。八、可编程逻辑器件*（一）内容概要：1.可编程阵列逻辑；2.通用阵列逻辑；3.可擦除的可编程逻辑器件：4.复杂可编程逻辑器件；5.现场可编程门阵列；6.在系统可编程通用数字开关。（二）学时安排：0学时九、硬件描述语言*（一）内容概要：1.VerilogHDL简介；2.VerilogHDL描述逻辑电路的实例；（二）学时安排：2学时十、脉冲波形的产生和整形（）内容概要：1.施密特触发器的特点和应用；2.单稳态触发器的特点和应用；3.多谐振荡器触发器的特点和应用。4.555定时器的电路结构、工作原理及应用；5.集成单稳态触发器；6.对称式多谐振荡器；7.石英晶体多谐振荡器；

重点：（1）存储器的工作原理及主要应用。 详细说明存储器的电路结构、工作原理、存储容量扩展方式、主要应用。 八、可编程逻辑器件* （一）内容概要： 1．可编程阵列逻辑； 2．通用阵列逻辑； 3．可擦除的可编程逻辑器件； 4．复杂可编程逻辑器件； 5．现场可编程门阵列； 6．在系统可编程通用数字开关。 （二）学时安排：0学时 九、硬件描述语言* （一）内容概要： 1．Verilog HDL 简介； 2．Verilog HDL 描述逻辑电路的实例； （二）学时安排：2学时 十、脉冲波形的产生和整形 （一）内容概要： 1．施密特触发器的特点和应用； 2．单稳态触发器的特点和应用； 3．多谐振荡器触发器的特点和应用。 4．555定时器的电路结构、工作原理及应用； 5．集成单稳态触发器； 6．对称式多谐振荡器； 7．石英晶体多谐振荡器；

8.其他单元脉冲电路。（二）学时安排：6学时重点：（1）555定时器的电路结构，工作原理及主要应用；（2）常用TTL，CMOS集成单稳，施密特触发器应用。难点：（1）555定时器的工作原理及主要应用；（2）门电路构成的多谐振荡器。仔细分析555定时器的电路结构、工作原理，详细分析555定时器构成施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的电路结构特点。十一、数一模和模一数转换（一）内容概要：1.掌握A/D转换过程；2.掌握典型的A/D、D/A转换器的主要性能指标及使用方法；3.理解采样/保持的原理性电路；4.理解典型A/D、D/A转换器的工作原理；5.了解其他类型A/D、D/A转换器。（二）学时安排：4学时重点：（1）常用D／A和A/D转换器的特点及应用；难点：（1）倒T型网络转换器，逐次逼近或双积分A/D转换器的工作原理。举例说明常用D/A和A/D转换器的特点及应用。对倒T型网络转换器，逐次逼近或双积分A/D转换器的工作原理进行分析说明。三、课堂作业、考核和记分作业布置的原则和数量：学生做习题是教学活动的实践环节，它可以帮助学生牢固掌握数字电路的基本概念、基本理论和方法，作业以要求掌握的内容为主，应有一定难度，并有较宽的覆盖面，数量以每节2一3题为宜。对学生做作业的要求：学生应该按时、规范、整洁、不漏题独立完成作业，最好能用图形、曲线

8．其他单元脉冲电路。 （二）学时安排：6学时 重点：（1）555定时器的电路结构，工作原理及主要应用； （2）常用 TTL，CMOS 集成单稳，施密特触发器应用。 难点：（1）555定时器的工作原理及主要应用； （2）门电路构成的多谐振荡器。 仔细分析555定时器的电路结构、工作原理，详细分析555定时器构成施密特 触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的电路结构特点。 十一、数—模和模—数转换 （一）内容概要： 1．掌握 A/D 转换过程； 2．掌握典型的 A/D、D/A 转换器的主要性能指标及使用方法； 3．理解采样/保持的原理性电路； 4．理解典型 A/D、D/A 转换器的工作原理； 5．了解其他类型 A/D、D/A 转换器。 （二）学时安排：4学时 重点：（1）常用 D／A 和 A／D 转换器的特点及应用； 难点：（1）倒 T 型网络转换器，逐次逼近或双积分 A／D 转换器的工作原理。 举例说明常用 D／A 和 A／D 转换器的特点及应用。对倒 T 型网络转换器，逐 次逼近或双积分 A／D 转换器的工作原理进行分析说明。 三、 课堂作业、考核和记分 作业布置的原则和数量： 学生做习题是教学活动的实践环节，它可以帮助学生牢固掌握数字电路的 基本概念、基本理论和方法，作业以要求掌握的内容为主，应有一定难度，并 有较宽的覆盖面，数量以每节2—3题为宜。 对学生做作业的要求： 学生应该按时、规范、整洁、不漏题独立完成作业，最好能用图形、曲线

文字帮助思考。教师批改作业的要求：教师应至少批改三分之一的作业，并做好记录，作为平时成绩的依据，作业批改后应及时反还给学生，对学生共同性的错误要评讲。课程考核要求：该课程采用闭卷笔试，考试内容以要求掌握、理解的内容为主，以学会应用知识为主。四、实现教学目标的措施和办法一、“数字电路”的授课教师最好是研究生毕业或副教授以上职称的教师，经过试讲并经教研室、系部领导同意。二、任课教师必须按教学大纲的要求行课，上课必须认真备课、写教案。三、每周定时、定地点答疑、辅导。四、每学期由教研室组织教师对教学情况进行检查，包括课堂纪律、教风、学风、作业、备课、辅导、考核等。五、每学期由教研室安排进行听课。六、考试办法。1．按基本要求，教研室统一命题，百分制记分，考试的要求是：检查学生掌握基本概念、基本准则是否清楚，基本理论的应用是否熟练、准确。2.由教研室组织统一阅卷、平分，百分制记分。3.监考老师认真监考，对考试作弊等及时处理，避免遗失试卷等事故。4.学期总分评定方法：平时成绩（包括听课、作业等）占20%，实验环节必不可少，要求学生认真完成，期未按10%的比例记入总成绩，（本课程若有一周的课程设计，期末按10%的比例记入总成绩），期末考试卷面成绩占70%（若有课程设计占60%）。七、教书育人要求、措施。1．教师应结合教学对学生进行思想教育、辨证唯物主义教育，进行科学世界观和方法论教育。2.在学期初教师要对学生进行学风教育，提出教学的要求、学习的方法

文字帮助思考。 教师批改作业的要求： 教师应至少批改三分之一的作业，并做好记录，作为平时成绩的依据，作 业批改后应及时反还给学生，对学生共同性的错误要评讲。 课程考核要求： 该课程采用闭卷笔试，考试内容以要求掌握、理解的内容为主，以学会应 用知识为主。 四、 实现教学目标的措施和办法 一、“数字电路”的授课教师最好是研究生毕业或副教授以上职称的教师，经过 试讲并经教研室、系部领导同意。 二、任课教师必须按教学大纲的要求行课，上课必须认真备课、写教案。 三、每周定时、定地点答疑、辅导。 四、每学期由教研室组织教师对教学情况进行检查，包括课堂纪律、教风、学风、 作业、备课、辅导、考核等。 五、每学期由教研室安排进行听课。 六、考试办法。 1．按基本要求，教研室统一命题，百分制记分，考试的要求是：检查学 生掌握基本概念、基本准则是否清楚，基本理论的应用是否熟练、准确。 2．由教研室组织统一阅卷、平分，百分制记分。 3．监考老师认真监考，对考试作弊等及时处理，避免遗失试卷等事故。 4．学期总分评定方法：平时成绩（包括听课、作业等）占20℅，实验环 节必不可少，要求学生认真完成，期末按10% 的比例记入总成绩，（本课程若 有一周的课程设计，期末按10% 的比例记入总成绩），期末考试卷面成绩占70℅ （若有课程设计占60℅）。 七、教书育人要求、措施。 1．教师应结合教学对学生进行思想教育、辨证唯物主义教育，进行科学 世界观和方法论教育。 2．在学期初教师要对学生进行学风教育，提出教学的要求、学习的方法

培养学生自主学习知识的能力。3．如发现学生有松懈、不交作业、缺课等情况教师应及时与班主任、系学管处联系，共同做好学生工作。4．教师应帮助学习差的学生找原因，鼓励他好好学习。5.教研室每学期分析学生学风情况并向系上汇报。教材与参考书教材：《数字电子技术基础》（第五版）阎石高教出版社参考书：[1]《数字电子技术基础》周良权高教出版社[2] 《数字电子技术》李中发水利水电出版社[3] 《电子技术基础》（数字部分）杨华[4] 《数字电子技术基础简明教程》（第二版）余孟尝

培养学生自主学习知识的能力。 3．如发现学生有松懈、不交作业、缺课等情况教师应及时与班主任、系 学管处联系，共同做好学生工作。 4．教师应帮助学习差的学生找原因，鼓励他好好学习。 5．教研室每学期分析学生学风情况并向系上汇报。 教材与参考书 教 材：《数字电子技术基础》(第五版) 阎石 高教出版社 参考书：[1] 《数字电子技术基础》 周良权 高教出版社 [2] 《数字电子技术》 李中发 水利水电出版社 [3] 《电子技术基础》（数字部分）杨华 [4] 《数字电子技术基础简明教程》（第二版）余孟尝