《数字电子技术》教学大纲
学时：68/17学时 学分：4学分
理论学时：68学时 实验或讨论学时：17学时
适用专业：电子类专业、计算机类专业
大纲执笔人：陶文海 大纲审定人：危启正
一：教学大纲说明
（一）： 课程的性质
电子类专业、计算机类专业必修课。
（二）： 课程的地位
本课程是安徽师范大学电子类专业、计算机类专业本科生的主要技术基础课。
（三）： 课程的任务、要求和目的
本课程的主要任务是使学生掌握数字电子技术的基本概念、基本理论和基本应用，掌握数字电路的分析方法和设计方法。
本课程的基本要求是系统掌握逻辑电路（重点是组合逻辑电路、时序逻辑电路）的分析、设计和应用。
本课程的目的是在保证学生掌握基本内容的前提下，培养、提高学生处理实际问题和自学的能力，为今后学习有关专业课，以及为解决工程实践中所遇到的数字系统问题打下坚实的基础。
（四）： 先修课程
《模拟电子技术》
（五）： 课程教学改革
考虑到当前数字电子技术的飞速发展，适当地新技术、新方法的内容。如：引入变量卡诺图VEM，逻辑函数的Q-M化简，时序逻辑电路设计中关于状态化简、状态分配的新技术和新方法，中大规模集成电路的逻辑设计等。
二：教学大纲
(一)：课程理论教学内容
绪论
掌握数字量与模拟量的特点，数字电路的特点、应用；明确脉冲的基本概念；了解典型的脉冲波形及脉冲的主要参数。
第一章 数制与代码
第1节 数制
第2节 数制之间的相互转换
第3节 二进制数的表示法
第4节 代码
本章的重点是常见的数制（如：十进制、二进制、八进制、十六进制）及其之间的相互转换；常见的代码（如：8421码、余三码、循环码）以及数制与代码之间的相互转换。
难点是二进制数（包括正、负二进制数）的表示法和补码的运算。
教学要求是掌握常见的数制（如：十进制、二进制、八进制、十六进制）及其之间的相互转换；掌握常见的代码（如：8421码、余三码、循环码）以及数制与代码之间的相互转换。了解二进制数（包括正、负二进制数）的表示和补码的运算。
第二章 逻辑代数基础
第1节 基本概念
第2节 逻辑代数的基本定律、规则和公式
第3节 逻辑函数的公式法化简
第4节 逻辑函数的表示方法
第5节 逻辑函数的卡诺图
第6节 逻辑电路图
第7节 正逻辑和负逻辑
※第8节 逻辑函数的Q-M化简
本章的重点是三种基本的逻辑运算（如：与、或、非）和常见的复合逻辑运算（如：异或、同或）；逻辑代数的基本定理、基本规则和常见公式；逻辑函数的公式法化简和逻辑等式的公式法证明；逻辑函数的表示方法（如：真值表、逻辑函数表达式、卡诺图、逻辑电路图）及其之间的相互转换；逻辑函数的卡诺图化简（包括带有随意项的卡诺图的化简）；正逻辑和负逻辑的概念。
难点是逻辑函数的公式法化简和逻辑等式的公式法证明；逻辑函数的卡诺图化简（包括带有随意项的卡诺图的化简）；正逻辑和负逻辑的概念；引入变量的卡诺图（VEM）；逻辑函数的Q-M化简。
教学要求是掌握三种基本的逻辑运算（如：与、或、非）和常见的复合逻辑运算（如：异或、同或）；掌握逻辑代数的基本定理、基本规则和常见公式；掌握逻辑函数的公式法化简和逻辑等式的公式法证明；掌握逻辑函数的表示方法（如：真值表、逻辑函数表达式、卡诺图、逻辑电路图）及其之间的相互转换；掌握逻辑函数的卡诺图化简（包括带有随意项的卡诺图的化简）；掌握正逻辑和负逻辑的概念。了解最小项、最大项、约束项的概念及其在逻辑函数化简中的应用；了解引入变量的卡诺图（VEM）；了解逻辑函数的Q-M化简。
第三章 逻辑门电路
第1节 晶体管的开关特性
第2节 基本逻辑门电路
第3节 TTL集成逻辑门电路
第4节 MOS门电路
本章的重点是晶体管的开关特性；基本逻辑门电路；TTL集成逻辑门电路（包括TTL反相器的工作原理，静态输入、输出、电压传输特性及输入端负载特性，开关特性）；MOS门电路（包括CMOS反相器的工作原理及静态特性）。
难点是TTL集成逻辑门电路（包括TTL反相器的工作原理、传输特性、输入特性、输出特性、输入负载特性、动态特性，TTL与非门、或非门、与或非门、异或门及以及TTL门的改进系列，OC门、三态门以及OC门的负载电阻的计算）；和MOS门电路（包括CMOS反相器的静态特性，电压传输特性，电流传输特性，输入特性，输出特性，输入端噪声容限）。
教学要求是掌握晶体管的开关特性；掌握基本逻辑门电路组成和工作原理；掌握TTL反相器的工作原理，静态输入、输出、电压传输特性及输入端负载特性，开关特性；掌握CMOS反相器的工作原理及静态特性。了解门电路的定义及分类方法；了解其它TTL门（与非门、或非门、异或门、三态门，OC门）的工作原理及TTL门的改进系列；了解OC门的负载电阻的计算；了解CMOS反相器的动态特性以及其他CMOS门（与非门、或非门等）的工作原理。
第四章 组合逻辑电路
第1节 组合逻辑电路的分析和设计
第2节 数据选择器
第3节 加法器
第4节 数值比较器
第5节 编码器
第6节 译码器
第7节 用MSI实现组合逻辑电路的设计
※第8节 组合逻辑电路的竞争-冒险
本章的重点是组合逻辑电路的定义；组合逻辑电路的分析和设计；常用组合逻辑电路（如：数据选择器、加法器、数值比较器、编码器、译码器）的基本概念、工作原理及功能；用MSI（如：用数据选择器、加法器、译码器）实现组合逻辑电路的设计。
难点是用MSI（如：用数据选择器、加法器、译码器）实现中、大规模集成电路的组合逻辑设计；组合逻辑电路的竞争-冒险。
教学要求是掌握组合逻辑电路的定义；掌握组合逻辑电路的分析和设计；掌握常用组合逻辑电路（如：数据选择器、加法器、数值比较器、编码器、译码器）的基本概念、工作原理及功能；掌握用MSI实现组合逻辑电路的设计。了解组合逻辑电路的竞争-冒险现象、产生原因及消除方法。
第五章 触发器
第1节 基本RS触发器
第2节 同步触发器
第3节 主从触发器
第4节 边沿触发器
第5节 触发器的功能表示
第6节 触发器的类型转换
本章的重点是几种常见触发器（如：基本RS触发器、同步触发器、主从触发器、边沿触发器）的组成结构、工作原理和逻辑功能；触发器的功能表示（如：特性表、次态卡诺图、特性方程、激励表、状态转换图、波形图）及其之间的相互转换；触发器的类型转换（包括公式法、图形法）。
难点是主从触发器、边沿触发器的组成结构和逻辑功能；触发器的功能表示（如：特性表、次态卡诺图、特性方程、激励表、状态转换图、波形图）及其之间的相互转换；触发器的类型转换（包括公式法、图形法）。
教学要求是掌握几种常见触发器（如：基本RS触发器、同步触发器、主从触发器、边沿触发器）的组成结构和逻辑功能；掌握触发器的功能表示（如：特性表、次态卡诺图、特性方程、激励表、状态转换图、波形图）及其之间的相互转换；掌握触发器的公式法类型转换和图形法类型转换。了解触发器的应用。
第六章 时序逻辑电路
第1节 时序逻辑电路的基本概念
第2节 时序逻辑电路的分析
第3节 计数器
第4节 寄存器
第5节 同步时序逻辑电路的设计
本章的重点是时序逻辑电路的基本概念（如：时序逻辑电路的定义、分类等）；时序逻辑电路的分析；时序逻辑电路的功能表示（如：方程组、状态表、状态图、时序图）；常见时序逻辑电路（如：计数器、寄存器）的组成和工作原理；同步时序逻辑电路的设计。
难点是时序逻辑电路的分析；时序逻辑电路的功能表示（如：方程组、状态表、状态图、时序图）；常见时序逻辑电路（如：计数器、寄存器）的组成和工作原理；同步时序逻辑电路的设计；异步时序逻辑电路的定义及其分析。
教学要求是掌握时序逻辑电路的基本概念；时序逻辑电路的分析；深刻理解时序电路各方程组（输出方程组、驱动方程组、状态方程组），状态转换表、状态转换图及时序图在分析和设计时序电路中的重要作用；掌握同步时序逻辑电路的设计。了解常用时序电路，尤其是计数器、移位寄存器组成及工作原理，简单介绍异步时序逻辑电路的概念及其分析。
第七章 脉冲波形的产生与整形
第1节 555定时器
第2节 施密特触发器
第3节 单稳态触发器
第4节 多谐振荡器
本章的重点是555定时器的构成及功能表；由555定时器构成的施密特触发器、单稳态触发器及多谐振荡器。
难点是555定时器的构成及功能表；由555定时器构成的施密特触发器、单稳态触发器及多谐振荡器。
教学要求是掌握一种施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的工作原理、脉宽及周期的计算方法；重点掌握由555定时器组成三种脉冲电路（施密特触发器，单稳触发器和多谐振荡器）的工作原理以及波形参数与电路参数之间的关系。了解脉冲产生及整形电路的分类及脉冲波形参数的定义。
第八章 数模和模数转换器
第1节 基本概念
第2节 D/A转换器
第3节 A/D转换器
本章的重点是D/A基本原理；常见D/A转换器（如：权电阻网络DAC，倒T型电阻网络DAC）的电路组成和工作原理；A/D转换器的基本原理、转换步骤、取样定理；常见A/D转换器（如：逐次逼近型ADC与双重积分型ADC）的电路组成和工组原理。
难点是常见D/A转换器（如：权电阻网络DAC，倒T型电阻网络DAC）的电路组成和工作原理；A/D转换器的转换步骤、取样定理；常见A/D转换器（如：逐次逼近型ADC与双重积分型ADC）的电路组成和工组原理。
教学要求是掌握D/A基本原理；掌握A/D转换器的基本原理。了解常见D/A转换器（如：权电阻网络DAC，倒T型电阻网络DAC）的电路组成和工作原理；了解A/D转换器的转换步骤、取样定理；了解常见A/D转换器（如：逐次逼近型ADC与双重积分型ADC）的电路组成和工组原理。
※第九章 半导体存储器
第1节 只读存储器（固定ROM、PROM、EPROM、E2ROM）
第2节 随机存储器（RAM）
第3节 存储器容量的扩展
第4节 PLD及其应用
本章是选修内容，了解半导体存储器的功能及分类，了解它们在数字系统中的作用。了解只读存储器ROM、随机存储器RAM的组成及工作原理，存储容量的扩展方法及如何用存储器实现组合逻辑的功能。
（二）： 课程理论教学时分配
序号
教 学 内 容
学时分配
1
绪论
2
2
数制和代码
4
3
逻辑代数基础
8
4
逻辑门电路
6
5
组合逻辑电路
12
6
触发器
6
7
时序逻辑电路
12
8
脉冲波形的产生和整形
4
9
D/A与A/D转换
4
合计
58
58
（三）： 实验教学内容及学时分配
实验一：《TTL集成逻辑门的逻辑功能和参数测试》 3学时
实验目的、要求
1： 掌握TTL集成与非门的逻辑功能和重要参数的测试方法；
2： 掌握TTL器件的使用规则；
3： 熟悉数字电路实验装置的结构，基本功能和使用方法。
实验二：《组合逻辑电路的设计与测试》 3学时
实验目的、要求
1： 掌握组合逻辑电路的设计与测试方法；
2： 进一步熟悉数字电路实验装置的结构，基本功能和使用方法。
实验三：《常见组合逻辑电路及其应用》 3学时
实验目的、要求
1： 掌握中规模集成译码器的逻辑功能及使用方法；
2： 熟悉数码管的使用；
3： 掌握中规模集成数据选择器的逻辑功能及使用方法；
4： 学习用数据选择器构成组合逻辑电路的方法。
实验四：《触发器及其应用》 3学时
实验目的、要求
1： 掌握基本RS触发器，JK、D和T触发器的逻辑功能；
2： 掌握集成触发器的逻辑功能及使用方法；
3： 熟悉触发器之间相互转换的方法。
实验五：《常见时序逻辑电路及其应用》 4学时
实验目的、要求
1： 掌握用集成触发器构成计数器的方法；
2： 掌握中规模集成计数器的使用及功能测试方法；
3： 运用集成电路计数器构成1/N分频器；
4： 掌握中规模4位双向移位寄存器的逻辑功能及使用方法；
5： 熟悉移位寄存器的应用。
（五）： 本课程考核方式、方法
1： 平时成绩占15%（其中考勤占5%、作业成绩占10%）；
2： 实验成绩占15%（其中考勤占5%、实验报告成绩占10%）；
3： 期末考试成绩占70%。
