安徽师范大学数字电子技术本科教学大纲

安徽师范大学皖江学院电子信息系 数字电子技术教学大纲
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《数字电子技术》教学大纲
一、说明
1、课程的性质、地位和任务
本课程是安徽师范大学电子信息工程专业、通信工程专业本科生的专业必修课。作为电
子信息工程专业和通信工程专业主要的专业基础课，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、基本知识和基本应用，掌握数字电路的分析方法和设计方法。
2、课程教学的基本要求
（1）在保证该课程教学的科学性和系统性的前提下，坚持理论密切联系实际，并着重
突出本课程的应用性和实践性。
（2）有关本课程的基本概念、基本知识和基本技能，作为教学的重点内容，要求学生
牢固掌握并熟练运用；要求学生系统掌握数字电路（包括组合逻辑电路、时序逻辑电路）的
分析、设计和应用；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电路系统问
题打下坚实的基础。
（3）课堂讲授实行启发式，力求做到少而精，突出重点，并注意将培养和提高学生的
分析问题和解决问题的能力放在重要位置。
（4）坚持课后练习是教好、学好本门课程的关键。在整个教学过程中，将根据正常教
学进度布置一定量的课后作业，并要求学生按时完成。
3、本课程的重点与难点
重点：本课程的有关基本概念、基本理论、基本知识和基本应用；常见组合逻辑电路的
功能分析、设计及其应用；常见触发器的功能分析、功能表示；常见时序逻辑电路的功能分
析、功能表示及其应用；时序逻辑电路的设计。
难点：正逻辑和负逻辑的概念；用 MSI 实现组合逻辑电路的设计；时序逻辑电路的分析、
设计，以及常见中规模集成计数器的应用；常见脉冲产生与整形电路的应用。
二、课堂教学时数及课后作业题型分配（含数量）
章 目 教 学 内 容
教 学
时 数
教学方式
或 手 段
课 后 作 业
思考题 练习题
一 绪论 1 讲授(多媒体) √
二 数制和代码 4 讲授(多媒体) √ √
三 逻辑代数基础 10 讲授(多媒体) √ √
四 逻辑门电路 6 讲授(多媒体) √ √
五 组合逻辑电路 12 讲授(多媒体) √ √
六 触发器 8 讲授(多媒体) √ √
七 时序逻辑电路 14 讲授(多媒体) √ √
八 脉冲波形的产生和整形 5 讲授(多媒体) √ √
课程性质：专业必修课 先修课程：《模拟电子技术》
总学时：78
理论学时：60 实验或讨论学时：18（有）
开课学院：皖江学院 适用专业：电子信息工程
大纲执笔人： 教学院长审定：
教研室主任审核：
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九 D/A 与 A/D 转换 选修
十 半导体存储器 选修
合 计 60
三、正文
第一章 绪论
【教学目的】
通过本章教学，使学生明确数字电子技术的学科性质、基本内容和学习意义，了解本门
课程的教学要求和学习方法。
【重点难点】
电子技术的分类；数字量与模拟量的特点；数字电路的特点、应用；典型的脉冲波形及
脉冲的主要参数。
第一节 课程性质与基本内容
一、电子技术分类；
二、脉冲波形；
三、研究对象；
四、课程性质；
五、基本内容。
第二节 学习意义与教学要求
一、学习意义；
二、教学要求。
【思考题】
1、 思考数字电子技术在日常生活中的应用。
第二章 数制与代码
【教学目的】
通过本章教学，使学生掌握常见的数制（如：十进制、二进制、八进制、十六进制等）
及其之间的相互转换；掌握常见的代码（如：8421 码、余三码、循环码等）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。
【重点难点】
本章的重点是常见的数制（如：十进制、二进制、八进制、十六进制等）及其之间的相
互转换；常见的代码（如：8421 码、余三码、循环码等）以及数制与代码之间的相互转换。
难点是数制与代码之间的相互转换以及二进制数（包括正、负二进制数）的表示法和补码的
运算。
第一节 数制
一、十进制；
二、二进制；
三、八进制和十六进制；
四、任意进制。
第二节 数制之间的相互转换
一、其他进制数转换为十进制数；
二、十进制数转换为其他进制数；
三、二进制数与八进制数之间的相互转换；
四、二进制数与十六进制数之间的相互转换。
第三节 二进制数的表示法
一、补码；
二、反码；
三、二进制数的正负表示法；
四、二进制数的补码运算。
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第四节 代码
一、二—十进制码；
二、误差检测码；
三、字符，数字代码。
【思考题】
1、 思考任意进制的规律。
2、 思考二进制数补码运算的规律。
3、 思考二进制数与二—十进制码之间的区别及相互转换。
第三章 逻辑代数基础
【教学目的】
通过本章教学，使学生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、同或等）；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）化简；了解逻辑函数
的 Q-M 化简。
【重点难点】
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）化简；逻辑函数的 Q-M 化简。
第一节 基本概念
一、逻辑函数；
二、基本逻辑运算；
三、复合逻辑运算。
第二节 逻辑代数的基本定律、规则和公式
一、逻辑代数的基本定律；
二、逻辑代数的基本规则；
三、逻辑代数的常见公式。
第三节 逻辑函数的公式法化简
一、逻辑等式的公式法证明；
二、逻辑函数的公式法化简；
三、逻辑函数表达式的形式。
第四节 逻辑函数的表示方法
一、真值表；
二、逻辑函数表达式；
三、逻辑电路图。
第五节 逻辑函数的卡诺图
一、卡诺图的构成；
二、逻辑函数的卡诺图表示；
三、逻辑函数的卡诺图化简。
第六节 正逻辑和负逻辑
一、正逻辑和负逻辑的概念；
二、逻辑函数的正逻辑和负逻辑表示。
※第七节 逻辑函数的 Q-M 化简
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本节选修。
一、逻辑函数的 VEM 化简；
二、逻辑函数的 Q-M 化简。
【思考题】
1、 思考反演规则和对偶规则的应用。
2、 思考逻辑函数表达式的不同形式之间的相互转换。
3、 思考同一逻辑函数的正、负逻辑表示的区别和联系。
4、 思考最小项、最大项、约束项的在逻辑代数中的应用。
第四章 逻辑门电路
【教学目的】
通过本章教学，使学生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。
【重点难点】
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）。
第一节 晶体管的开关特性
一、二极管的开关特性；
二、三极管的开关特性；
三、MOS 管的开关特性。
第二节 基本逻辑门电路
一、二极管与门和或门；
二、三极管非门。
第三节 TTL 集成逻辑门电路
一、TTL 非门和或门；
二、TTL 复合门；
三、TTL 集电极开路门和三态门。
第四节 CMOS 集成门电路
一、CMOS 非门和或门；
二、CMOS 复合门；
三、CMOS 传输门，
三态门和漏极开路门。
【思考题】
1、 思考 ECL 电路，I
2
L 电路与 TTL 电路的联系和区别。
2、 思考 CMOS 电路在使用中应注意的问题。
第五章 组合逻辑电路
【教学目的】
通过本章教学，使学生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。
【重点难点】
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
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（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。
第一节 组合逻辑电路的分析和设计
一、组合逻辑电路的特点；
二、组合逻辑电路的分析；
三、组合逻辑电路的设计。
第二节 数据选择器
一、基本概念；
二、4—1 数据选择器；
三、8—1 数据选择器；
四、数据选择器的应用。
第三节 加法器
一、基本概念；
二、半加器；
三、全加器；
四、多位加法器。
第四节 数值比较器
一、一位数值比较器；
二、多位数值比较器。
第五节 编码器
一、二进制编码器；
二、二—十进制编码器；
三、优先编码器。
第六节 译码器
一、二进制译码器；
二、二—十进制译码器；
三、显示译码器；
四、译码器的应用。
※第七节 组合逻辑电路的竞争-冒险
本节选修。
一、竞争-冒险现象；
二、竞争-冒险的产生原因；
三、竞争-冒险的消除方法。
【思考题】
1、 思考数据选择器在实现逻辑函数方面的应用及其级连扩展。
2、 思考译码器在实现逻辑函数和数据分配器方面的应用及其级连扩展。
3、 思考卡诺图在组合逻辑电路的竞争-冒险方面的应用。
第六章 触发器
【教学目的】
通过本章教学，使学生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。了解触发器的基本应用。
【重点难点】
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；触发器的公式法类型转换
和图形法类型转换。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
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互转换；触发器的公式法类型转换和图形法类型转换。
第一节 基本 RS 触发器
一、组成结构；
二、工作原理；
三、功能表示。
第二节 同步触发器
一、同步 RS 触发器；
二、同步 D 触发器；
三、同步 JK 触发器；
四、同步 T，T
/
触发器。
第三节 主从触发器
一、主从 RS 触发器；
二、主从 JK 触发器。
第四节 边沿触发器
一、边沿 JK 触发器；
二、边沿 D 触发器。
※第五节 触发器的类型转换
本节选修。
一、触发器类型的公式法转换；
二、触发器类型的图形法转换。
【思考题】
1、 思考不同触发器（如：基本 RS 触发器、同步触发器、主从触发器、边沿触发
器）功能分析的方法之间的联系与区别。
2、 思考同步 JK 触发器的一次变化的问题。
3、 思考激励表的应用。
第七章 时序逻辑电路
【教学目的】
通过本章教学，使学生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；了解异步时序逻辑电路的设计。
【重点难点】
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
是时序逻辑电路的设计；时序逻辑电路的功能表示（如：方程组、状态表、状态图、时序图）；
常用时序电路，尤其是计数器、移位寄存器组成及工作原理。
第一节 时序逻辑电路的基本概念
一、时序逻辑电路的定义；
二、时序逻辑电路的特点。
第二节 时序逻辑电路的分析
一、时序逻辑电路的分析步骤；
二、时序逻辑电路的功能表示。
第三节 计数器
一、二进制计数器；
二、十进制计数器；
三、计数器的应用。
第四节 寄存器
一、基本寄存器；
二、移位寄存器。
※第 5 节 同步时序逻辑电路的设计
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本节选修。
一、时序逻辑电路的设计步骤；
二、同步时序逻辑电路的设计方法。
【思考题】
1、 思考组合逻辑电路与时序逻辑电路之间的区别。
2、 思考常见中规模集成计数器的应用。
3、 思考时序逻辑电路的设计时状态化简与状态分配的问题。
第八章 脉冲的产生、整形电路
【教学目的】
通过本章教学，使学生掌握施密特触发器、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 定时器组成脉冲电路（如施密特触发器，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。
【重点难点】
本章的重点和难点是 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的电路组成、工作原理及其应用。
第一节 555 定时器
一、电路组成；
二、基本功能。
第二节 施密特触发器
一、电路组成；
二、工作原理；
三、施密特触发器的应用。
第三节 单稳态触发器
一、电路组成；
二、工作原理；
三、单稳态触发器的应用。
第四节 多谐振荡器
一、电路组成；
二、工作原理；
三、多谐振荡器的应用。
【思考题】
1、 思考施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器在电路中的应用。
※第九章 数模和模数转换器
【教学目的】
本章是选修内容，通过本章教学，使学生了解 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；了解 A/D 转换器的基本原理，
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）的电路组成和工作原理。
【重点难点】
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， 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）的电路组成和工作原理。难点是
倒 T 型电阻网络 DAC 的电路组成和工作原理；双重积分型 ADC 的电路组成和工作原理。
第一节 D/A 转换器
一、D/A 基本原理；
二、权电阻网络 DAC；
三、倒 T 型电阻网络 DAC。
第二节 A/D 转换器
一、A/D 基本原理；
二、逐次逼近型 ADC；
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三、双重积分型 ADC。
【课程考试】
本课程考试采取“闭卷”(占总成绩的 70%)方式进行。主要测试本课程的基本概念、基
本理论、基本知识和基本应用，测评学生的理解、分析、设计、应用和综合等方面能力。
※第十章 半导体存储器
【教学目的】
本章是选修内容，通过本章教学，使学生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，存储器容量
的扩展方法及如何用存储器实现组合逻辑函数。
【重点难点】
本章的重点是半导体存储器的功能及分类；只读存储器 ROM、随机存储器 RAM 的组成及
工作原理；存储器容量的扩展及如何用存储器实现组合逻辑函数。难点是存储器容量的扩展
及如何用存储器实现组合逻辑函数。
第一节 只读存储器 ROM
一、固定 ROM；
二、PROM；
三、EPROM；
四、E
2
ROM。
第二节 随机存储器 RAM
一、静态随机存储器 SRAM；
二、动态随机存储器 DRAM。
第三节 存储器容量的扩展
一、位扩展方式；
二、字扩展方式。
第四节 用存储器实现组合逻辑函数
用存储器实现组合逻辑函数。
【课程考试和成绩】
本课程考试采取“闭卷”(占总成绩的 70%)方式进行。主要测试本课程的基本概念、基
本理论、基本知识和基本应用，测评学生的理解、分析、设计、应用和综合等方面能力。
《数字电子技术》课程期末考试的成绩占《数字电子技术》课程总成绩的 60%。
《数字电子技术》课程实验的成绩占《数字电子技术路》课程总成绩的 30%。
《数字电子技术》课程平时和作业的成绩占《数字电子技术》课程总成绩的 10%。
四、使用教材与教学参考书目
【使用教材】
阎石，《数字电子技术基础》，高等教育出版社，1998 年 11 月第 4 版
【教学参考书目】
1、康华光，《电子技术基础（数字部分）》，高等教育出版社，2006 年 1 月第 5 版。
2、余孟尝，《数字电子技术基础简明教程》，高等教育出版社，1999 年第 2 版。
3、韩振振，《数字电路逻辑设计》，大连理工大学出版社，2000 年 8 月第 3 版。
4、江国强，《现代数字逻辑电路》，电子工业出版社，2002 年 8 月版。
5、Robert D.Thompson，《数字电路简明教程》，电子工业出版社，2003 年 7 月第 1
版。