《数字电子技术》教学大纲

课程名称

数字电子技术

课程编号

064100411(原074100006)

英文名称

Digital Electronic technology

总学时/学分

60

理论学时

50

实验学时

10

上机学时

0

课外学时

0

适用专业

建电，电气，自动化，轨道,智电

开课学期

4，4,3,4，3

一、课程概述

数字电子技术课程是电气类专业的一门专业基础课，理论严密、逻辑性强，有广阔的工程背景。学习数字电路课程对培养学生的科学思维能力，树立理论联系实际的工程观点和提高学生分析问题和解决问题的能力都有重要的作用。

先修课程：《模拟电子技术》、《电路原理》等。

后续课程：《单片机技术》、《微机原理》、《PLC技术》等。

通过本课程的学习，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，培养学生分析问题解决问题的能力，为学生学习后继专业课程打好基础。具备进行实验的初步技能，并为后续课程准备必要的数字电路知识。要求授课教师在深刻理解教材内容的基础上，注意前后课程的衔接及本学科的发展，及时补充新内容，使学生及时了解到本学科的重要进展及发展方向。

本课程的教学环节包括：课堂讲授、课内实验、课外作业等。通过本课程各个教学环节的学习，重点培养学生数字电路分析与计算的能力、实践操作能力及发现问题、分析问题及解决问题的能力，使学生熟练掌握电路的基本理论和分析数字逻辑电路的基本方法，为后续专业课学习打下坚实的理论基础和实践基础。

二、教学目标

• 较好地掌握数字电子技术的基础知识和基本概念。
• 掌握基本功能电路的性能及应用方法，具备一定的数字电路分析和设计能力。
• 读懂中等复杂程度以上的数字电路。
• 提高使用仪器，测试电路和排除电路故障的能力。
• 本课程将努力提高在线课程质量，利用先进的教学理念和在线平台，改革教学方法和内容，探索新的教学模式，推动跨校共享课程建设，扩大教学资源的受益面，建设成为受学生欢迎的一门精品在线开放课程。
• 培养学生爱国主义、敬业精神，引导正确的三观外，授课内容与思政教育相辅相成，即利用课程内容引出思政，又通过思政进一步提高学习的趣味性，调动学习积极性。

三、课程教学目标与毕业要求之间的对应关系

插入课程教学目标与培养规格对应关系矩阵，以附件形式列在课程教学大纲后面

四、课程主要内容及学时分配

第一章数字逻辑概论（共6学时，支撑教学目标①②）

【教学目标】：

• 建立数字电路的基本概念
• 对本课程中介绍的基本单元电路在数电系统中的位置和作用有一个深刻的了解。 
• 掌握几种常用数制及其相互转换；建立逻辑变量和逻辑函数的概念和三种逻辑运算的定义；掌握描述逻辑函数的几种方法，真值表，逻辑式，波形图。

【主要内容】： 

• 二进制、八进制、十六进制和十进制及其相互转换方法, 8421码、 BCD码等电流、电压参考方向、功率的概念；
• 基本逻辑运算、逻辑函数的概念及其表示方法

【重点】：基本逻辑运算、逻辑函数的概念及其表示方法

【难点】：数制之间的转换。

【教学活动设计】：线上预习，思政融入，课堂讨论，多媒体讲授、作业设计、讨论

第二章逻辑代数（共8学时，支撑教学目标①②）

【教学目标】：

• 理解并记住逻辑代数基本定律  
• 较熟练应用公式法化简函数，掌握用卡诺图化简逻辑函数的方法

【主要内容】：

• 逻辑代数的基本定律
• 逻辑函数的描述方法
• 分析逻辑函数的代数化简法和卡诺图法化简

【重点】：逻辑函数的描述方法、代数法和卡诺图法化简。

【难点】：逻辑函数的卡诺图法化简。

【教学活动设计】：线上预习，思政融入，课堂讨论，多媒体讲授、作业设计、讨论

第三章逻辑门电路（共6学时，支撑教学目标①②）

【教学目标】：

• 掌握半导体二极管和三极管MOS管的开关特性；
• 掌握与、或、非门电路；
• 掌握复合门电路及其应用。

【主要内容】：

• 二极管、三极管的开关特性，
• TTL、MOS基本门的原理、功能、参数及使用方法。

【重点】：TTL、CMOS基本逻辑门以及OC门的工作原理及应用。

【难点】：TTL、CMOS基本逻辑门、三态门的工作原理。

【教学活动设计】：线上预习，思政融入，课堂讨论，多媒体讲授、作业设计、讨论

第四章组合逻辑电路（共12学时，支撑教学目标①②③④）

【教学目标】：

• 掌握组合逻辑电路的分析方法和设计方法；
• 掌握常用组合逻辑电路（如：编码器、译码器、加法器等）的原理及应用方法
• 熟练掌握使用各  种芯片的能力。

   【主要内容】：

• 组合逻辑电路的分析与设计方法
• 常用集成组合逻辑逻辑电路的参数、功能、使用要点
• 用译码器、选择器产生函数的基本方法
• 竞争与冒险的原因及消除方法。

【重点】：组合逻辑电路的分析与设计方法，常用集成组合逻辑电路的功能、应用。

【难点】：常用集成组合逻辑电路的功能、应用。

【教学活动设计】：线上预习，思政融入，课堂讨论，多媒体讲授、作业设计、讨论

第五章锁存器和触发器（共12学时，支撑教学目标①②③④）

【教学目标】：

• 熟悉RS，D，JK，T等各类触发器的电路结构和动作特点； 
• 掌握各类触发器的逻辑功能，真值表，特性方程，状态转换图，时序图；
• 基本触发器，同步触发器，主从触发器，边沿触发器；触发器逻辑功能表示方法及转换。
• 使学生熟练掌握含有运算放大器的电阻电路的分析。

  【主要内容】：

• 双稳态存储单元电路、锁存器、触发器的电路结构和工作原理，理想化情况下的特性；
• 触发器的逻辑功能。

【重点】：锁存器、触发器的电路结构与工作原理；触发器的逻辑功能和描述方法。

【难点】：触发器的工作原理。

【教学活动设计】：线上预习，思政融入，课堂讨论，多媒体讲授、作业设计、讨论

第六章 时序逻辑电路（共16学时，支撑教学目标①②③④）

【教学目标】：

• 熟练掌握同步和异步时序逻辑电路的分析方法；
• 掌握时序逻辑电路分析和设计方法；
• 熟悉几种典型的时序逻辑电路，如计数器、寄存器等。

【主要内容】：

• 时序逻辑电路的基本概念，
• 用触发器构成的寄存器、计数器及简单时序系统的分析与设计；

【重点】：时序电路的分析、设计方法，集成计数器的设计。

【难点】：集成计数器的设计。

【教学活动设计】：线上预习，思政融入，课堂讨论，多媒体讲授、作业设计、讨论

第七章 存储器（共2学时，支撑教学目标①②③④）

【教学目标】：

• 了解存储器的基本概念；
• 掌握只读存储器（ROM）结构及其基本原理；
• 掌握随机存储器（RAM）结构及其基本原理。

【主要内容】：

• RAM、ROM 的结构、原理。

【重点】：只读存储器（ROM）结构及其基本原理

【难点】：随机存储器（RAM）结构

【教学活动设计】：线上预习，思政融入，课堂讨论，多媒体讲授、作业设计、讨论

第八章 脉冲波形的变换与产生（共8学时，支撑教学目标①②③④）

【教学目标】：

• 掌握多谐振荡器的工作原理；
• 了解单稳态触发器的工作原理；
• 熟悉555定时器的电路结构和功能，并能进行实际应用；
• 熟悉施密特触发器的工作原理和应用方法。

【主要内容】：

• 单稳态触发器   
• 施密特触发器  
• 多谐振荡器     
• 555定时器及其应用

【重点】：施密特触发器；单稳态触发器；多谐振荡器。

【难点】：555定时器及其应用。

【教学活动设计】：线上预习，思政融入，课堂讨论，多媒体讲授、作业设计、讨论

五、实验项目

实验一组合逻辑电路的设计与测试（共2学时，支撑教学目标①②③④）

【教学目标】：

• 掌握TTL集成门电路的逻辑功能和测试方法
• 掌握TTL器件的使用规则
• 掌握组合逻辑电路的设计与测试方法

【主要内容】： 

• 验证TTL集成与非门74LS20的逻辑功能（0.5学时）

• 用步骤1同样的方法验证74LS00、74LS86、74LS08及74LS32的逻辑功能。（0.5学时）
• 用“与非”门设计一个表决电路。当四个输入端中有三个或四个为“1”时，输出端才为“1”。（1学时）

【重点】：测试芯片功能

【难点】：设计电路图

【教学活动设计】：2人一组，实验连线，老师检查验收

实验二 数据选择器及其应用（共2学时，支撑教学目标①②③④）

【教学目标】：

• 掌握中规模集成数据选择器的逻辑功能及使用方法掌握组合逻辑电路的设计与测试方法
• 学习用数据选择器构成组合逻辑电路的方法

【主要内容】： 

• 测试数据选择器74LS151的逻辑功能（0.5学时）
• 用8选1数据选择器74LS151设计三输入多数表决电路（0.5学时）
• 测试74LS153的逻辑功能（0.5学时）
• 用双4选1数据选择器74LS153实现全加器（0.5学时）

【重点】：测试151、153芯片功能

【难点】：151、153设计电路图

【教学活动设计】：2人一组，实验连线，老师检查验收

实验三 触发器及其应用（共2学时，支撑教学目标①②③④）

【教学目标】：

• 掌握基本RS、JK、D和T触发器的逻辑功能学习用数据选择器构成组合逻辑电路的方法
• 掌握集成触发器的逻辑功能及使用方法
• 熟悉触发器之间相互转换的方法

【主要内容】： 

• 测试基本RS触发器的逻辑功能（0.5学时）
• 测试双JK触发器74LS112逻辑功能（0.5学时）
• 测试双D触发器74LS74的逻辑功能（1学时）

【重点】：测试RS，JK，D触发器芯片功能

【难点】：RS，JK，D触发器芯片设计电路图

【教学活动设计】：2人一组，实验连线，老师检查验收

实验四 计数器及其应用（共2学时，支撑教学目标①②③④）

【教学目标】：

• 学习用集成触发器构成计数器的方法
• 掌握中规模集成计数器的使用及功能测试方法
• 运用集成计数计构成M进制计数器

【主要内容】： 

• 用74LS74 D触发器构成4位二进制异步加法计数器。（0.5学时）
• 测试CC4518同步双十进制计数器的逻辑功能（0.5学时）
• 用CC4518设计一个60进制计数器，并进行验证（1学时）

【重点】：测试74LS74 D触发器、CC4518芯片功能

【难点】：CC4518设计电路图

实验五 555时基电路及其应用（共2学时，支撑教学目标①②③④）

【教学目标】：

• 熟悉555型集成时基电路结构、工作原理及其特点
• 掌握555型集成时基电路的基本应用

【主要内容】： 

• 多谐振荡器连线（1学时）
• 施密特触发器连线（1学时）

【重点】：测试555定时器芯片功能

【难点】：555定时器芯片应用电路图

五、课程考核方式

指出教学目标指标点考核方式方法等。

六、教材名称及主要参考书

指出课程使用的相关教材与教学参考书的名称、作者、出版社、出版时间、版次等

1.推荐教材：

[1] 康华光主编，电子技术基础（数字部分）第五版   高等教育出版社

2.教学参考书：

[1] 阎 石主编，数字电子技术基础              高等教育出版社

[2] 王毓银主编，数字电路逻辑设计(第二版)       高等教育出版社 主要教学参考书：

撰写人

电气教研室

审订人

郭亚男

大纲制订委员会主任

李伟锋

制订日期：2020-6-10