数字电子技术基础(1)

数字电子技术基础 教学与实验大纲

合肥工业大学电气与自动化工程学院

电工电子教研组 2002年6月

数字电子技术基础 The Base of Digital Electronics

课程编号：04××2×××

学 时：数字电子技术基础：50+14 学分：4 课程性质：必修

选课对象：自动化系，电气工程系，生物医学工程系

内容概要：介绍电子技术中数字电路的基本理论和分析、设计方法。 建议选用教材：《数字电子技术基础》阎石主编，高教出版社

《电子技术实验指导书》李国丽、朱维勇主编，中国科技大学出版社

主要参考书：《电子技术基础 数字部分》康华光主编，高教出版社

《数字电子技术基础》教学大纲

学时：50+14 学分：4

教学大纲说明

一、课程的目的与任务

《数字电子技术基础》是继《模拟电子技术基础》课程后，电气类、自控类和电子类等专业学生在数

字电子技术方面入门性质的技术基础课，是电子技术基础的一个部分，其目的和任务是让学生获得数字电路的基本知识，为以后深入学习《微机原理及其应用》等课程的内容打下基础。

二、课程的基本要求

通过数字电子技术基础课程的学习，使学生获得数字电路的基本理论、基本知识和基本技能，培养学生分析问题和解决问题的能力，为数字电子技术在专业中的应用打好基础。

三、与其他课程的联系与分工

《数字电子技术基础》中应用了《模拟电子技术基础》中二极管、三极管的基本知识，应注意两门课在时间上的配合，即《模拟电子技术基础》应是这门课的前续课程。

《数字电子技术基础》的后续课程是《微机原理及其应用》等其它专业课程，数字电子技术基础课程中的各种集成电路知识将为这些后续课程的学习打下良好基础。

四、课程的内容与学时分配 章次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 内容 逻辑代数基础 门电路 组合逻辑电路 触发器 时序逻辑电路 脉冲波形的产生和整形 半导体存储器 可编程逻辑器件 数——模和模——数转换 总学时数 总学时数 7-8 9-10 12-13 7-8 11-12 8-9 4-5 0 6-7 64-72 课堂讲授学时数 7-8 8-9 7-8 5-6 9-10 6-7 4-5 0 4-5 50-58 实验时数 1 5 2 2 2 2 14

五、本课程的性质及适应对象

自动化、电气工程、生物医学工程专业必修

教学大纲内容

第一章 逻辑代数基础

逻辑代数的基本公式、定理，各种逻辑函数的公式化简和卡诺图化简。 教学提示：

本章要求学生熟练掌握二、十六进制及其与十进制的相互转换；熟练掌握8421码。一般了解其它常用编码。熟练掌握逻辑代数基本定律与定理、逻辑问题的描述方法、逻辑函数的化简与变换。

第二章 门电路

半导体二极管、三极管的开关特性，最简单的与、或、非门电路，TT门电路，COS门电路。 教学提示：

本章要求学生熟练掌握TTL和CMOS非门的逻辑功能、特性、参数和使用方法。正确理解TTL和CMOS门电路结构及工作原理（推拉、三态、OC）。一般了解其它逻辑电路。

第三章 组合逻辑电路

组合逻辑电路的分析和设计方法，若干常用组合逻辑电路，组合逻辑电路中的竞争——冒险现象。

教学提示：

本章要求学生熟练掌握组合逻辑电路的分析与设计的基本方法，熟练掌握常用集成组合逻辑器件（编码器、译码器、数据选择器、加法器、数值比较器）的逻辑功能及使用方法。正确理解其工作原理，一般了解竞争——冒险现象。

第四章 触发器

各种触发器的电路功能及动作特点，触发器的逻辑功能及描述方法。 教学提示：

本章要求学生熟练掌握各种触发器的逻辑功能、触发方式和特性，正确理解其工作原理。一般了解其电路结构。

第五章 时序逻辑电路

时序逻辑电路的分析方法、设计方法，若干常用时序逻辑电路。 教学提示：

本章要求学生熟练掌握时序电路的基本分析方法，正确理解同步时序逻辑电路的基本设计方法。熟练掌握常用集成时序逻辑器件（74LS194，74161，74191，74160，74LS190，74LS290）的逻辑功能及使用方法。正确理解其工作原理。正确理解移位寄存器，一般了解动态MOS移位寄存器。

第六章 脉冲波形的产生和整形

施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器，555定时器及其应用。 教学提示：

本章要求学生熟练掌握555定时器的工作原理及应用，正确理解施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的电路组成及其工作原理，一般了解石英晶体多谐振荡器和压控振荡器。

第七章 半导体储存器

只读存储器（ROM），随机存储器（RAM），存储器容量的扩展，用存储器实现组合逻辑函数。 教学提示：

本章要求学生正确理解ROM、RAM的功能、使用方法及其工作原理，掌握用存储器实现组合逻辑函数的方法。

第九章 数——模和模——数转换

各种D/A和A/D转换器。 教学提示：

本章要求学生正确理解典型的A/D、D/A转换器的工作原理及其使用方法，正确理解A/D、D/A转换

器的电路结构，一般了解常用集成采样/保持器件。

建议选用教材和参考书目

选用教材：《数字电子技术基础》（第四版），阎石主编，高教出版社 主要参考书：《电子技术基础 数字部分》（第四版），康华光主编，高教出版社

数字电子技术基础 课程实验大纲

课程名称：数字电子技术基础

英文名称：The Base of Digital Electronics 课程编号：04××2×××

一、实验的目的与任务

数字电子技术基础是一门实践性很强的课程，通过实验可以使学生及时掌握和巩固所学的基本理论，

掌握常用仪器的使用方法。 二、实验基本要求

1、 通过实验使学生学会正确使用常用电子仪器，如示波器、信号发生器、数字万用表、稳压电源等。 2、 通过实验使学生掌握基本的测试技术。

3、 通过实验使学生具有查阅电子器件手册的能力。

4、 通过实验使学生能根据技术要求选用合适的元器件，设计常用的小系统，并进行组装和调试。 5、 通过实验使学生初步具有分析、寻找和排除电子电路中常见故障的能力。 6、 通过实验使学生初步具有正确处理实验数据、分析误差的能力。

7、 通过实验使学生能独立写出严谨的、有理论根据的、实事求是的、文理通顺的字迹端正的实验报告。

三、实验原理

半导体器件知识，逻辑代数基础。

四、主要设备及器材配置

稳压电源、信号发生器、万用表、示波器、实验箱及各种电路器件等。

五、课程的学时学分

学分：4，教学学时：50，实验学时：14

六、适用对象

自动化系、电气工程系、生物医学工程系

七、实验项目与内容提要

数字电子技术基础实验 序号 实验名称 1 门电路与参数测试 2 内容提要 1、 验证与非门7400、或非门7402、非门7404的逻辑功能； 2、 TTL与非门7404有关参数测试。 实验要求 必开 实验时数 2 实验类型 验证 每组人数 2 所在实验室名称 电气学院电工电子实验室 备注 可用相关EDA软件完成并下载 可用相关EDA软件完成并下载 3 4 5 1、异或门7486功能测试； 半加器、2、学习用异或门7486和7400、 全加器 7404组成二进制半加器和全 必开 加器，并测试其功能； 3、 测试集成四位二进制全加器7483功能； 4、用7483构成余3加法器电 路。 1、 数据选择器74151逻辑 数据选功能测试； 择器 2、 用74151组成大、小月份 必开 检查电路； 3、 用74151组成比较两个二位二进制数是否相等的电路。 1、 测试四位数码比较器7485 数码比的逻辑功能； 较器 2、 用7400和2输入异或门 7486设计一个一位数码比 选开 较器并测试其功能正确性。 3、 猜数游戏 译码器1、 测试74LS138的逻辑功能； 必开 与数码2、 学习使用数码显示器。 显示器 2 验证 2 电气学院电工电子实验室 2 验证 2 电气学院电工电子实验室 可用相关EDA软件完成并下载 2 验证 2 2 电气学院 同上 电工电子实验室 2 验证 电气学院电工电子实验室 6 锁存器和触发器 1、 用与非门7400组成基本R-S 必开 锁存器并测试其功能； 2、 与非门7400组成D锁存器并测试其功能； 3、 D触发器7474功能测试； 4、 J-K触发器7476功能测试； 5、 用7476组成二位二进制计数器； 6、 用7474和7402组成三分频电路。 2 验证 2 电气学院电工电子实验室 可用相关EDA软件完成并下载 可用相关EDA软件完成并下载 7 中规模计数器 1、 2、 3、 4、 8 双向移位寄存器 1、 2、 3、 9 三态门及单数据总线 1、 2、 3、 4、 5、 1、 2、 3、 10 半导体存储器 十进制计数器7490功能测试； 用7490构成七进制计数器； 可预置计数器74161功能测试； 用74161构成七进制计数器。 双向移位寄存器7495三种运算方式功能测试； 用7495构成环形计数器； 用7495构成能自启动环形计数器 四总线缓冲器74125功能测试； 十进制计数器7493功能测试； 三线—八线译码器74138功能测试； 八位移位寄存器74164功能测试； 系统实验。 164RAM7489功能测试； 往7489中写入数据； 从7489中读出数据。 必开 2 验证 2 电气学院电工电子实验室 可用相关EDA软件完成并下载 选开 2 验证 2 电气学院电工电子实验室 选开 2 综合 2 电气学院电工电子实验室 可用相关EDA软件完成并下载 可用相关EDA软件完成并下载 选开 2 验证 2 电气学院电工电子实验室 11 脉冲振荡器 1、 2、 555定时器功能测试； 555定时器构成多谐振荡器。 必开 2 验证 2 电气学院电工电子实验室 12 单稳态触发器 13 CMOS门及施密特触发器 集成数模转换器 1、 用TTL与非门7400组成微选开 分型单稳态触发器； 2、 用555定时器组成单稳态触发器； 3、 集成单稳态电路74121功能测试。 1、 CMOS或非门4001功能测选开 试； 2、 用4001组成施密特触发器。 1、 集成八位数模转换器MC1408功能测试； 2、 观察数模转换器的阶梯波输出。 选开 2 验证 2 电气学院电工电子实验室 可用相关EDA软件完成并下载 可用相关EDA软件完成并下载 可用相关EDA软件完成并下载 可用相关EDA软件完成并下载 可用相关EDA软件完成并下载 2 验证 2 电气学院电工电子实验室 14 2 验证 2 电气学院电工电子实验室 15 逐次渐进型模数转换器 城市交通灯管理 1、 了解逐次渐进型模数转换器ADC0809的功能； 2、 学习测试模数转换器的方法。 选开 2 验证 2 电气学院电工电子实验室 16 17 数字钟 设计一个城市交通灯管理电路： 在X、Y路口各设红、黄、绿灯选开 三只，红、绿灯各保持亮状态25秒，“25秒时间到”时X、Y方向的红、绿灯切换的同时先让黄灯亮5秒。 设计一个能显示1/10秒、秒、分、选开 时的数字钟。 6 综合 2 电气学院电工电子实验室 6 综合 2 电气学院电工电子实验室 可用相关EDA软件完成并下载 可用相关EDA软件完成并下载 可用相关EDA软件完成并下载 八、实验指导书 《电子技术实验指导书》，李国丽，朱维勇主编。