个人介绍
数字电路与数字逻辑

主讲教师:史毅敏

教师团队:共5

  • 史毅敏
  • 李隆
  • 郝劲波
  • 张琳丽
  • 张铃
学校: 西安建筑科技大学
开课院系: 理学院
开课专业: 电子信息科学与技术
课程英文名称: The Digital Circuit and Digital Logic
课程编号: A112056
学分: 3.5
课程介绍
《数字电路与数字逻辑》课程是电子信息科学与技术专业本科生非常重要的一门专业基础课程,具有较强的理论性、应用性和工程实践性,和实际应用密切相关,而且其应用理论和方法随着数字电路器件的发展而不断变革与完善。本课程主要介绍了数制编码和逻辑代数的基础知识,基本数字器件集成逻辑门和触发器的基本外特性以及组合逻辑电路、时序逻辑电路的分析方法和设计方法等。通过该课程的学习,学生将掌握有关数字电子技术的基础知识,了解数字电路基本逻辑单元的功能,学会分析和设计中、大规模数字电路及数字系统,从而培养学生们分析问题和解决问题的能力,为以后深入学习相关领域知识及实际应用打下坚实的基础。
教师团队

史毅敏

职称:讲师

单位:西安建筑科技大学

部门:理学院

李隆

职称:教授

单位:西安建筑科技大学

部门:理学院

郝劲波

职称:讲师

单位:西安建筑科技大学

部门:理学院

张琳丽

职称:副教授

单位:西安建筑科技大学

部门:理学院

张铃

职称:副教授

单位:西安建筑科技大学

部门:理学院

参考教材

1.教材:《数字电子技术基础》杨颂华主编,西安电子科技大学出版社,20167月第3版。

2.参考书:

1).《数字电子技术基础》,阎石主编,  高等教育出版社20164月第6版。

2).《数字电子技术基础》,康华光主编,高等教育出版社,20141月第6版。

3).《数字电子技术基础》,杨聪锟主编,高等教育出版社,20145月第1版。


课程大纲

“数字电路与数字逻辑”课程教学大纲

课程名称:数字电路与数字逻辑

课程编码:110273

    分:2

总学时/内实践学时:32/0

课程性质:必修课程

课程类型:专业基础课程

开课单位:理学院物理系

适应对象:电子信息科学与技术专业

先修课程:《计算机基础》《电路分析基础》

建议教材及参考书:

1.教材:《数字电子技术基础》杨颂华主编,西安电子科技大学出版社,20167月第3版。

2.参考书:

1).《数字电子技术基础》,阎石主编,  高等教育出版社20164月第6版。

2).《数字电子技术基础》,康华光主编,高等教育出版社,20141月第6版。

3).《数字电子技术基础》,杨聪锟主编,高等教育出版社,20145月第1版。

1.课程教学目标

本课程是面向电子信息类各专业开设的专业必修课,旨在通过理论教学与实践操作训练,使学生掌握数字电路基础知识、分析和设计电路原理,理解数字电路概念,了解中规模组合和时序电路的知识,独立解决电子线路的安装和调试方法,并能解决电子设备中出现的一些问题;培养学生具备电子行业道德和强烈的社会责任感,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。

本课程教学目标具体为:

目标1. 掌握逻辑代数的基本定律和运算规则,逻辑函数的最小项和最大项两种标准形式,代数和卡诺图法化简。理解并掌握基本RS触发器、时钟控制的触发器和集成触发器。了解脉冲产生电路和整形电路的特点和脉冲电路的基本分析方法,掌握555定时器的功能及其应用。了解半导体存储器,掌握ROM的结构、类型和应用。【支撑电子信息科学与技术专业本科人才培养方案毕业要求12

目标2. 了解数字集成电路的分类和集成门电路在使用中的实际问题,掌握TTL集成逻辑门和CMOS集成逻辑门的工作原理。理解并掌握组合逻辑电路的分析和设计方法,掌握中规模组合逻辑器件功能表的解读。理解并掌握时序逻辑电路的分析和设计方法,掌握常用时序逻辑器件的应用。在对逻辑电路分析和设计的掌握基础上,进行综合电路的设计。【支撑电子信息科学与技术专业本科人才培养方案毕业要求23

2.课程教学内容及要求

第1章  数制与编码

(1)教学内容:

第一节数字逻辑电路概述

第二节 数制

1. 进位计数制

2. 进位计数制之间得转换

第三节 编码

1.带符号数的编码

    2.二-十进制编码(BCD码)

    3.可靠性编码

    4.字符代码

(2)教学要求:

    通过本章内容的学习,了解数制,理解带符号数的编码,掌握数制的转换

(3)教学重点:不同数制的转换,-十进制编码(BCD

(4)教学难点:不同数制的转换。

(5)支撑的课程教学目标:目标3

第2章  逻辑代数基础

(1)教学内容:

第一节逻辑代数的基本运算

1. 逻辑函数的基本概念

2. 三种基本逻辑运算

第二节 逻辑代数的基本定律和运算规则

1. 基本定律

2. 三个重要规则

3. 若干常用公式

第三节 复合逻辑和常用逻辑门

1.  符合逻辑运算和复合门

    2.常用逻辑门及逻辑函数表达式的常用形式

    3.常用逻辑门的等效符号及有效电平

第四节 逻辑函数的两种标准形式

1. 最小项和标准与或式

 2.最大项和标准或与式

     3.常用逻辑门的等效符号及有效电平

第五节 逻辑函数的化简方法

1. 代数化简法

  2. 卡诺图化简法

3. 具有无关项的逻辑函数及其化简

(2)教学要求:

通过本章内容的学习,了解逻辑关系,理解逻辑函数的标准形式,掌握逻辑函数化简。

(3)教学重点:逻辑函数的两种标准形式和化简。

(4)教学难点:卡诺图化简法。

(5)支撑的课程教学目标:目标3

第3章  集成逻辑门(自学)

(1)教学内容:

第一节  数字集成电路的分类

第二节 TTL集成逻辑门

  1. TTL与非门的工作原理

  2. TTL与非门的特性与参数

  3. TTL集成电路系列

第三节 CMOS集成逻辑门

  1. COMS反相器

  2. COMS逻辑门

  3. COMS传输门

  4. COMS集成电路系列

第四节 集成门电路在使用中的实际问题

  1. TTL电路与COMS电路的接口

  2. COMS电路的使用注意事项

(2)教学要求:

通过本章内容的学习,了解数字集成电路的分类,TTL集成逻辑门,COMS集成逻辑门,集成门电路在使用中的实际问题。

(3)教学重点:集成门电路在使用中的实际问题。

(4)教学难点:TTL门电路与非门的工作原理。

(5)支撑的课程教学目标:目标3

第4章  组合逻辑电路

(1)教学内容:

第一节  组合逻辑电路的分析

第二节 组合逻辑电路的设计

第三节 常用中规模组合逻辑器件及应用

1. 编码器

  2.译码器

  3.数据选择器

4. 数据分配器

5. 数值比较器

6.加法器

第四节 组合逻辑电路中的竞争与冒险

(2)教学要求:

通过本章内容的学习,了解部分组合逻辑器件的应用理解电路中的竞争冒险现象和消除方法,掌握组合逻辑电路的分析和设计,译码器和选择器实现逻辑函数的方法等。

(3)教学重点:组合电路的分析方法,译码器和选择器的应用

(4)教学难点:组合电路的设计方法。

(5)支撑的课程教学目标:目标4目标5

第5章  触发器

(1)教学内容:

第一节  基本RS触发器

1. 基本RS触发器的电路结构和工作原理

2. 基本RS触发器的功能描述

第二节 时钟控制的触发器

1. 钟控RS触发器

2. 钟控D触发器

3. 钟控JK触发器

4. 钟控T触发器和T/触发器

5. 电平触发方式的工作特点

第三节 集成触发器

1. 主从JK触发器

2.边沿触发器

第四节 触发器的逻辑符号及时序图

1. 触发器的逻辑符号

2. 时序图

(2)教学要求:

通过本章内容的学习,了解基本和钟控触发器的工作原理,理解并掌握各种触发器的功能。

(3)教学重点:熟悉各种触发器的功能。

(4)教学难点:根据触发器的逻辑符号,做出对应的时序图。

(5)支撑的课程教学目标目标3

第6章 时序逻辑电路的分析和设计

(1)教学内容:

第一节  时序逻辑电路概述

1. 时序逻辑电路的特点

2. 时序逻辑电路的分类

3. 时序逻辑电路的功能描述

第二节 同步时序逻辑电路的分析

1. 同步时序逻辑电路的一般分析方法

2. 典型时序逻辑电路的分析

第三节 异步时序逻辑电路的分析

第四节 同步时序逻辑电路的设计方法

1. 建立原始状态图和状态表

2. 状态化简

3. 状态分配

4. 同步时序逻辑电路的设计举例

第五节  常用集成时序逻辑器件及应用

1. 集成计数器

2. 集成寄存器和移位寄存器

3. 序列信号发生器

(2)教学要求:

通过本章内容的学习,了解中规模逻辑器件的功能和应用,理解并掌握同步时序逻辑电路的一般分析和设计方法,以及各种模值计数器的设计。

(3)教学重点:熟悉同步时序逻辑电路的分析和设计方法。

(4)教学难点:异步时序逻辑电路的分析方法。

(5)支撑的课程教学目标:目标4目标5

第7章 脉冲波形的产生与整形

(1)教学内容:

第一节概述

1. 脉冲产生电路和整形电路的特点

2. 脉冲电路的基本分析方法

第二节 555定时器及其应用

1. 555定时器的组成与功能

2. 555定时器的典型应用

第三节 集成单稳态触发器

(2)教学要求:

通过本章内容的学习,了解555定时器的组成,理解555定时器的功能,掌握555定时器的应用等。

(3)教学重点:理解555定时器的的组成和应用。

(4)教学难点:555定时器的的功能。

(5)支撑的课程教学目标:目标4

第8章 存储器和可编程逻辑器件(自学)

(1)教学内容:

第一节半导体存储器概述

第二节 只读存储器(ROM

1.  ROM的结构

2.  ROM的类型

3.  ROM的应用

第三节 集成单稳态触发器

(2)教学要求:

通过本章内容的学习,了解半导体存储器,理解可编程逻辑器件的结构特点,工作原理,掌握使用方法和编程方法

(3)教学重点:可编程逻辑器件的工作原理。

(4)教学难点:可编程逻辑器件的编程方法。

(5)支撑的课程教学目标:目标3

第9章 数/模和模/数转换器(自学)

(1)教学内容:

第一节概述

第二节 D/A转换器

1.  D/A转换器的基本工作原理

2.  D/A转换器的主要电路形式

3.  D/A转换器的主要技术指标

4.八位集成D/A转换器

第三节 A/D转换器

1. A/D转换器的基本工作原理

2. A/D转换器的主要电路形式

3. A/D转换器的主要技术指标

4. 八位集成A/D转换器

(2)教学要求:

通过本章内容的学习,了解D/A转换器和A/D转换器的基本工作原理,掌握主要电路形式

(3)教学重点:D/A转换器和A/D转换器的主要电路形式

(4)教学难点:工作原理

(5)支撑的课程教学目标:目标3

3.内实践教学内容及要求

4.学时分配

章节

学时分配

合计

讲课

习题课

上机课

讨论课

实验课

其它

第一章

2

0





2

第二章

6

1





7

第四章

6

1





7

第五章

4

1





5

第六章

8

1





9

第七章

2






2

合计

28

4





32

5.课程思政教学设计

序号

教学目标

授课章节

课程思政融入点

1

远大理想塑造

0章绪论

介绍数字技术的发展,特别是贴近生活的数电电子技术的应用,讨论数电技术发展的迅速和带给人们的便利,国家科技强国战略等,引导学生立足实践,树立宏大理想,为祖国的科技发展贡献力量。

2

激发和提高创新意识

2章逻辑代数基础

 

5G时代新模式的开启与智能手机的发展,世界首台运算性能超过10亿亿次并行规模超千万核的划时代超级计算机;从逻辑函数的五种描述方法去理解辩证法中事物的多样性,引导学生将大学中所获得的知识、思想、方法和动机的多样性融合于创新能力的培养中。

3

个体与整体的辨证关系

4章组合逻辑电路

在组合电路中每个门电路实现一个功能只有所有功能加在一起,才能构成一套完整的逻辑,引导学生正确看待个体与整体的辨证关系,充分发挥个人在创新团队中的作用,在提高团队凝聚力和综合性创新能力的同时实现个人创造力和核心力。

4

自主创新能力的提高

6章时序逻辑电路的分析和设计

引导学生要从辨证唯物主义角度认识学习过程,通过本课程学习,掌握自然历史的规律,利用自然规律进行创新改造,提高自主创新能力。

5

知行合一,迎难而上

7章脉冲波形的产生与整形

综合本课程所学,构建复杂的数字系统。“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。”理论知识不能只停留在原理性内容上,做到知行合一,就要有实践,正所谓“知者行至始,行者知之成”。在实践中不断总结创新经验,深入学习,迎难而上。

6.考核方式及成绩评定

1)考核方式

本课程考核方式为考试,其中期末考核方式为标准答案考试,过程考核方式为课堂出勤、作业完成情况及期中考试情况。

2)成绩评定

 

 

课程总评成绩

成绩组成

成绩占比(%

期末考核成绩

40%

 

 

 

过程考核成绩

出勤

10%

作业完成

20%

期中考试

15%



观看视频

15%

总计

100%

制定者:史毅敏

审定者:    批准者:     校对者:

制定日期:2020616


课程评价

教学资源
课程章节 | 文件类型   | 修改时间 | 大小 | 备注
2.1 逻辑代数的常用公式
视频
.mp4
2022-09-23 39.62MB
2.3 逻辑函数的最大项和标准或与式
视频
.mp4
2022-09-23 59.49MB
2.4 逻辑函数的化简
视频
.mp4
2022-09-23 38.44MB
4.1 组合逻辑电路的分析
视频
.mp4
2022-09-23 26.86MB
 
视频
.mp4
2022-09-23 26.34MB
4.2 组合逻辑电路的设计
视频
.mp4
2022-09-23 32.17MB
4.3 常用中规模组合逻辑器件及应用
视频
.mp4
2022-09-23 57.98MB
 
视频
.mp4
2022-09-23 29.64MB
 
视频
.mp4
2022-09-23 44.16MB
5.1 基本RS触发器
视频
.mp4
2022-09-23 45.21MB
5.3 集成触发器
视频
.mp4
2022-09-23 62.38MB
6.1 时序逻辑电路概述
视频
.mp4
2022-09-23 82.57MB
6.4 同步时序逻辑电路的设计方法
视频
.mp4
2022-09-23 82.10MB
6.5 常用集成时序逻辑器件及应用
视频
.mp4
2022-09-23 73.61MB
 
视频
.mp4
2022-09-23 78.88MB
 
视频
.mp4
2022-09-23 86.19MB
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