数字电子技术(1) 一、课程名称：数字电子技术(1) Digital Electronics Technology (1) 课程负责人：曾孝平 二、学时与学分：72+8学时, 4.5学分 三、适用专业：通信、电子、生物医电等专业 四、课程教材：王疏银编. 数字电路与逻辑设计（第3版）. 高教出版社，1999年 五、参考教材：阎石编. 数字电子技术基础（第4版）. 高教出版社，1998年 康华光编. 电子技术基础数字部分（第4版）. 高教出版社，2000年 六、开课单位：通信工程学院 七、课程的性质、目的和任务： 本课程是电子类各专业的一门主要技术基础课。其目的是使学生掌握脉冲电路和数字电路的工作原理、分析方法和设计方法，学会PSPICE电路分析软件对数字电路的模拟仿真，或学会一种典型的PLD开发系统软件进行数字系统的设计、分析与仿真，使学生具有一定的实践技能和应用能力。 八、课程的基本要求 1. 掌握常用数制与常用码。 2. 掌握逻辑代数的基本定理，常用公式及其化简方法。 3. 正确理解二极管、双极型三极管及场效应三极管的开关特性，分区等效电路及其应用。 4. 熟悉逻辑门电路的外特性及正确使用联接，掌握TTL.CMOS基本逻辑门的功能，了解ECL及其他门的主要特点。 5. 掌握组合逻辑电路的分析方法和设计方法，熟悉常用典型组合电路，了解组合逻辑电路的冒险现象和消除方法。 6. 掌握触发器的电路结构、逻辑功能、特征方程、激励表、异步值0和值1，掌握主从和边沿触发方式的特点。 7. 掌握同步、异步时序电路的分析方法和设计方法。 8. 熟悉常用中规模数字集成电路的逻辑功能，掌握利用常用的中规模集成电路设计组合逻辑电路和时序逻辑电路的方法。 9. 掌握脉冲波形产生与变换电路的工作原理，波形参数的计算方法。 10. 了解大规模集成存储器的逻辑功能和MOS存储单元的基本工作原理，熟悉可编程逻辑器件的分类、基本工作原理与应用，了解ROM、PLA的基本工作原理，掌握PLA、GAL、CPLD、FPGA的基本工作原理和结构特点，掌握至少一种CPLD软件开发系统的使用（如MAX+plus II 或 ispDesignExpert System）。 11. 课程的实践教学环节独立开课，包括： 实验：28学时，（要求见“数字电子技术实验教学大纲”） 课程设计：二周，（要求见“数字电子技术(1)课程设计基本要求”） 九、课程的主要内容： 1. 绪论 脉冲信号、数字信号，计数制及其转换：二、十、八、十六进制，二进制负数的表示方法，数字系统中常用的几种码：BCD代码。 2. 逻辑函数及其化简 逻辑代数的基本运算：与、或、非的概念；基本公式、常用公式；代入、对偶与反演规则，常用导出逻辑运算，异或，同逻辑的运算性质，逻辑函数的标准形式，积之和式与和之积式，逻辑函数的化简：公式化简法、卡诺图法、具有无关项的逻辑函数及其化简，*逻辑函数的系统简化法：Q-M法。 3. 集成逻辑门 正、负逻辑概念，晶体二极管的开关特性、晶体三极管的开关特性，TTL与非门的工作原理，输入特性、输出特性、电压传输特性，异或门、OC门、三态门、ECL电路的工作原理，ECL门基本电路结构及工作原理，COMS门的基本电路结构、工作原理与外特性。 4. 组合逻辑电路 组合逻辑概念、组合逻辑电路的分析与设计方法，常用组合逻辑功能器件：全加器、编码器、译码器、数值比较器、数据选择器、奇偶产生/检验电路，组合逻辑电路设计：常用SSI、MSI器件实现组合逻辑函数，组合逻辑电路的竞争—冒险现象：产生竞争—冒险的原因，检查与消除竞争－冒险的方法。 5. 集成触发器 基本触发器、钟控触发器、主从触发器、边沿触发器的电路结构与触发特点，触发器的异步置“0”、异步置“1”，触发器逻辑功能及其描述方法：状态转移真值表、特征方程(状态方程)、状态转移图、激励表和时序图，触发器类型转换。 6. 时序逻辑电路 时序电路的分析方法：驱动方程、输入方程、状态转移方程、状态转移表、状态转移图和时序图，常用时序电路：寄存器、移位寄存器、同步计数器、异步计数器、序列信号发生器，时序电路的设计方法：设计原则和一般步骤，采用小规模集成器件设计同步计数器、异步计数器。采用中规模集成器件设计任意模值计数(分频)器。 7. 半导体存储器 半导体存储器：SAM、RAM、ROM、EPROM、EEPROM、FIFO、FILO，存储器的扩展，用ROM实现组合逻辑函数。 8. 可编程逻辑器件及其应用 可编程阵列逻辑器件PAL、通用逻辑阵列器件GAL、复杂可编程逻辑器件CPLD、现场可编程门列阵FPGA、专用集成电路ASIC，各种PLD的技术：EEPROM浮栅技术、OLMC、PLD的编程，ISP-PLD技术、FPGA的装载、PLD软件开发系统。 9. 脉冲单元电路 集成门构成的脉冲单元电路：集成门构成的施密特触发器、集成施密特电路。集成门构成的单稳态触发器、集成单稳态电路。集成门构成的多谐振荡器，555定时器及其应用：555定时器的电路结构、原理，用555定时器构成施密特电路、单稳态电路和多谐振荡器。 10. 模/数转换器与数/模转换器 模/数转换器与数/模转换器在转换系统中的应用与地位。数/模转换器的原理及其电路，D/A转换的速度和转换精度，模/数(A/D)转换过程中的取样、保持、量化、编码。V-T变换型、双积分式A/D、并联比较式A/D、串并型A/D转换器。 十、先修课程：电路分析基础、低频电子线路 十一、考核方式： 1. 期末考试：闭卷、笔试。 2. 成绩采用100分制记分，期末考试占80%，上机及平时占20%。 十二、学时分配； 理论讲课　72学时 1. 绪论 2学时 2. 逻辑函数及其化简 6学时 3. 集成逻辑门 10学时 4. 组合逻辑电路 8学时 5. 集成触发器 6学时 6. 时序逻辑电路 10学时 7. 半导体存储器 4学时 8. 可编程逻辑器件及其应用 10学时 9. 脉冲单元电路 6学时 10. 模数转换器和数模转换器 6学时 11. 习题课 2学时 12. 总复习 2学时 上机 8学时 1. 熟悉MAX+plus II系统及 用MAX+plus II系统进行组合逻辑电路设计与仿真 4学时 2. 用MAX+plus II系统进行时序逻辑电路设计与仿真 4学时 大纲制订者： 何 伟 大纲审定者： 曾孝平