數(shù)字邏輯電路教學(xué)大綱

1、數(shù)字邏輯電路教學(xué)大綱(96學(xué)時(shí))一.課程的性質(zhì)和內(nèi)容本課程是技工學(xué)校電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)和家用電器維修專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。主要內(nèi)容包括：邏輯代數(shù)基礎(chǔ)知識(shí)、基本邏輯門(mén)電路、組合邏輯電路、觸發(fā)器、時(shí)序邏輯電路、脈沖信號(hào)的產(chǎn)生與整形、數(shù)模轉(zhuǎn)換和模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)字集成電路應(yīng)用等。二.課程的任務(wù)和要求本課程的任務(wù)是對(duì)電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)和家用電器維修專(zhuān)業(yè)的學(xué)生進(jìn)行基本數(shù)字邏輯電路的功能、特點(diǎn)、工作原理、基本分析方法和數(shù)字集成電路應(yīng)用等知識(shí)的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)數(shù)字邏輯電路的分析能力和實(shí)驗(yàn)技能，為后續(xù)課程學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。具體要求是：(1)掌握邏輯函數(shù)的公式和卡諾圖化簡(jiǎn)法。(2)掌握基本的CMOS和TTL邏輯門(mén)電路。(3)掌握組合邏輯

2、電路分析和設(shè)計(jì)的基本方法。(4)掌握各類(lèi)觸發(fā)器的邏輯功能。(5)掌握時(shí)序邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)方法。(6)了解脈沖信號(hào)的產(chǎn)生與整形電路。(7)了解數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換原理。(8)了解數(shù)字集成電路及其應(yīng)用。三.教學(xué)中應(yīng)注意的問(wèn)題本課程是一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，邏輯性強(qiáng)，與實(shí)際結(jié)合密切，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生正確的邏輯思維能力，提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力都有十分重要的作用。針對(duì)培養(yǎng)有一定理論基礎(chǔ)的中級(jí)技能人才的目標(biāo)，在教學(xué)中注意盡量采用現(xiàn)代化的教學(xué)手段和方法；理論與實(shí)踐相結(jié)合，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課，合理安排理論課與實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生掌握必要的理論知識(shí)，具有分析和解決數(shù)字邏輯電路問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)字邏輯電路的能力。

3、學(xué)生應(yīng)用數(shù)字邏輯電路的能力包括：完成數(shù)字邏輯電路驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΓC合應(yīng)用數(shù)字邏輯電路知識(shí)完成一個(gè)數(shù)字邏輯電路產(chǎn)品制作、調(diào)試的能力和數(shù)字邏輯電路計(jì)算機(jī)仿真能力。四、課程內(nèi)容及要求第一章 數(shù)字電路基礎(chǔ) （16學(xué)時(shí)）教學(xué)要求：1了解數(shù)字信號(hào)、數(shù)字電路、數(shù)制和編碼的概念。2了解半導(dǎo)體二極管、三極管和MOS管的開(kāi)關(guān)特性。3理解二、八、十六、十進(jìn)制計(jì)數(shù)體制及其相互轉(zhuǎn)換。4掌握邏輯變量與邏輯函數(shù)、基本邏輯運(yùn)算、邏輯函數(shù)的最簡(jiǎn)表達(dá)式、真值表、邏輯函數(shù)的最小項(xiàng)、邏輯函數(shù)的最小項(xiàng)表達(dá)式及卡諾圖的基本概念。5理解邏輯函數(shù)的基本公式、常用公式和定理。6會(huì)用公式化簡(jiǎn)法和卡諾圖化簡(jiǎn)法將邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)為最簡(jiǎn)與或表達(dá)式，會(huì)對(duì)含有

4、約束項(xiàng)的邏輯函數(shù)進(jìn)行卡諾圖化簡(jiǎn)。教學(xué)內(nèi)容：§11 數(shù)字電路概述（1學(xué)時(shí)）§12 數(shù)制與編碼（2學(xué)時(shí)）§13 基本邏輯運(yùn)算（2學(xué)時(shí)）§14 基本邏輯公式、定理（2學(xué)時(shí)）§15 邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)（3學(xué)時(shí)）§16 邏輯函數(shù)的表示方法（2學(xué)時(shí)）§17 半導(dǎo)體器件的開(kāi)關(guān)特性（2學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)一 數(shù)字實(shí)驗(yàn)儀、數(shù)字萬(wàn)用表、邏輯筆、示波器的使用（2學(xué)時(shí)）教學(xué)建議： 1邏輯代數(shù)是分析和設(shè)計(jì)數(shù)字電路的基礎(chǔ)，學(xué)好邏輯代數(shù)對(duì)于數(shù)字電路的學(xué)習(xí)是非常重要的。2教學(xué)中要注意指導(dǎo)學(xué)生理解和記憶與、或、非三種基本邏輯關(guān)系和運(yùn)算及由它們復(fù)合而成的與非、或非、與或非、異

5、或邏輯運(yùn)算。3在邏輯代數(shù)公式、定理教學(xué)過(guò)程中，要注意那些與普通代數(shù)不同的特殊公式、定理，要求學(xué)生特別注意記憶摩根定理、同一律、還原律等。4邏輯函數(shù)卡諾圖圖形化簡(jiǎn)法簡(jiǎn)單、直觀(guān)，步驟明確，初學(xué)者易于掌握。教學(xué)中應(yīng)加強(qiáng)練習(xí)和指導(dǎo)。5邏輯函數(shù)的五種表示方法各有特點(diǎn)，本質(zhì)相通，可以互換。真值表、函數(shù)式、邏輯圖的相互轉(zhuǎn)換，對(duì)于數(shù)字電路的分析、設(shè)計(jì)，極為重要，要求學(xué)生熟練掌握。第二章 邏輯門(mén)電路(14學(xué)時(shí))教學(xué)要求：1了解分立元件門(mén)電路的組成。2理解與門(mén)、或門(mén)、非門(mén)、與非門(mén)、或非門(mén)、異或門(mén)、與或非門(mén)、三態(tài)門(mén)等門(mén)電路的符號(hào)、表達(dá)式、真值表、功能及波形圖。3了解CMOS和TTL集成電路的特點(diǎn)，常用集成電路系列產(chǎn)

6、品及其特性。能應(yīng)用常用集成門(mén)電路構(gòu)成簡(jiǎn)單的邏輯電路。4了解集成電路使用中應(yīng)注意的一些問(wèn)題以及CMOS和TTL門(mén)電路的主要參數(shù)。教學(xué)內(nèi)容：§21 分立元件門(mén)電路（2學(xué)時(shí)）§22 TTL集成門(mén)電路（2學(xué)時(shí)）§23 CMOS集成門(mén)電路（2學(xué)時(shí)）§24 門(mén)電路的應(yīng)用（2學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)二 TTL與非門(mén)特性測(cè)試（2學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)三 用CMOS或TTL或非門(mén)實(shí)現(xiàn)與門(mén)、或門(mén)、非門(mén)、或非門(mén)邏輯功能（2學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)四 集成開(kāi)路門(mén)和三態(tài)輸出門(mén)（2學(xué)時(shí)）教學(xué)建議：1通過(guò)分立元件與門(mén)、或門(mén)、反相器的教學(xué)，具體地體會(huì)與、或、非三種邏輯運(yùn)算與半導(dǎo)體電子電路的聯(lián)系。2集成門(mén)電路是教學(xué)的重點(diǎn)。對(duì)于

7、CMOS和TTL集成門(mén)電路著重說(shuō)明它們的外部特性邏輯功能和電氣特性。3關(guān)注具有特色的三態(tài)門(mén)、OC門(mén)、OD門(mén)和傳輸門(mén)的教學(xué)。第三章 組合邏輯電路（22學(xué)時(shí)）教學(xué)要求：1理解組合邏輯電路的特點(diǎn)，掌握基本分析與設(shè)計(jì)方法。2了解加法器、比較器、編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)據(jù)分配器的基本原理、邏輯符號(hào)、真值表和邏輯功能。3掌握加法器、編碼器、譯碼器等組合邏輯數(shù)字集成電路的使用方法。4使用基本邏輯門(mén)電路、數(shù)據(jù)選擇器等小規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)組合邏輯電路。5了解奇偶校驗(yàn)器、只讀存儲(chǔ)器、可編程邏輯器件的基本原理。教學(xué)內(nèi)容：§31 組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)（2學(xué)時(shí)）§32 加法器（2學(xué)時(shí)）

8、67;33 數(shù)值比較器（1學(xué)時(shí)）§34 編碼器（2學(xué)時(shí)）§35 譯碼器（2學(xué)時(shí)）§36 數(shù)據(jù)選擇器（1.5學(xué)時(shí)）§37 數(shù)據(jù)分配器（0.5學(xué)時(shí)）§38 奇偶校驗(yàn)器（1學(xué)時(shí)）§39 只讀存儲(chǔ)器(ROM) （1學(xué)時(shí)）§310可編程邏輯器件(PLD) （1學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)五 組合邏輯電路的設(shè)計(jì)與調(diào)試（2學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)六 加法器及其應(yīng)用（2學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)七 編碼器、譯碼器及其應(yīng)用（2學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)八 用數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)組合邏輯電路（2學(xué)時(shí)）教學(xué)建議：1本章教學(xué)重點(diǎn)是組合邏輯電路的特點(diǎn)和分析、設(shè)計(jì)方法，組合邏輯電路分析、設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用要貫穿本章教學(xué)的始終

9、。2將組合邏輯電路中的競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)提前講授，便于引起學(xué)生對(duì)此問(wèn)題的關(guān)注。3對(duì)于加法器、數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)據(jù)分配器、數(shù)值比較器可以采用組合邏輯電路分析的方法進(jìn)行教學(xué)，即先給出實(shí)際邏輯電路，然后分析說(shuō)明電路的功能。4對(duì)于編碼器、譯碼器可以用組合邏輯電路設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行教學(xué)。5通過(guò)實(shí)驗(yàn)加強(qiáng)對(duì)各種組合邏輯電路的理解，提高應(yīng)用邏輯代數(shù)和門(mén)電路知識(shí)實(shí)現(xiàn)各種組合邏輯電路的能力。多做實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)字集成電路的能力。第四章 觸發(fā)器（12學(xué)時(shí)）教學(xué)要求：1了解觸發(fā)器的分類(lèi)、基本RS觸發(fā)器、同步RS觸發(fā)器、主從結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器和維持阻塞等邊沿觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)、工作原理和動(dòng)作特點(diǎn)。2理解同步RS觸發(fā)器、D觸發(fā)器、T(T)觸發(fā)

10、器、JK觸發(fā)器的邏輯功能和描述方法、各種觸發(fā)器之間的相互轉(zhuǎn)換。3能應(yīng)用各種觸發(fā)器構(gòu)成簡(jiǎn)單的邏輯電路。教學(xué)內(nèi)容：§41 基本RS觸發(fā)器（2學(xué)時(shí)）§42 同步觸發(fā)器（2學(xué)時(shí)）§43 主從觸發(fā)器（2學(xué)時(shí)）§44 邊沿觸發(fā)器（1學(xué)時(shí)）§45 觸發(fā)器的分類(lèi)與轉(zhuǎn)換（1學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)九 D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器的邏輯功能測(cè)試（2學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)十 觸發(fā)器類(lèi)型轉(zhuǎn)換及觸發(fā)器應(yīng)用（2學(xué)時(shí)）教學(xué)建議：1本章教學(xué)的重點(diǎn)是觸發(fā)器的邏輯功能及表示方法。2從電路結(jié)構(gòu)上說(shuō)明基本觸發(fā)器、鐘控觸發(fā)器、主從觸發(fā)器和邊沿觸發(fā)器。3從邏輯功能上說(shuō)明RS觸發(fā)器、D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器和T（T）觸發(fā)器。4

11、通過(guò)實(shí)驗(yàn)理解觸發(fā)器的邏輯功能和不同類(lèi)型觸發(fā)器的轉(zhuǎn)換。第五章 時(shí)序邏輯電路（20學(xué)時(shí)）教學(xué)要求：1了解計(jì)數(shù)器、寄存器、順序脈沖發(fā)生器的分類(lèi)。2理解異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器及任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的分析方法。3掌握計(jì)數(shù)器、寄存器的功能和使用方法。4了解順序脈沖發(fā)生器的基本原理。教學(xué)內(nèi)容：§51 時(shí)序邏輯電路的分析方法和設(shè)計(jì)方法（2學(xué)時(shí)）§52 計(jì)數(shù)器（4學(xué)時(shí)）§53 寄存器（2學(xué)時(shí)）§54 順序脈沖發(fā)生器（2學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)十一 異步二進(jìn)制加、減計(jì)數(shù)器（2學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)十二 同步5進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)與測(cè)試（2學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)十三 N進(jìn)制計(jì)數(shù)器（2學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)十四 移位寄存

12、器（2學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)十五 計(jì)數(shù)型脈沖順序發(fā)生器（2學(xué)時(shí)）教學(xué)建議：1教學(xué)時(shí)應(yīng)抓住時(shí)序邏輯電路的基本特點(diǎn)，時(shí)序邏輯電路的輸出不僅與輸入有關(guān)，還與電路原來(lái)的狀態(tài)有關(guān)，而電路的狀態(tài)是由觸發(fā)器來(lái)記憶的。2計(jì)數(shù)器是典型的時(shí)序邏輯電路，應(yīng)用十分廣泛，它是教學(xué)的重點(diǎn)。通過(guò)計(jì)數(shù)器的學(xué)習(xí)，使學(xué)生理解時(shí)序邏輯電路的特點(diǎn)，掌握分析和設(shè)計(jì)方法。3對(duì)于寄存器、順序脈沖發(fā)生器等，講解有關(guān)概念和實(shí)現(xiàn)方法。4常用的時(shí)序邏輯電路功能表示方法有六種：邏輯圖、邏輯表達(dá)式、狀態(tài)表、卡諾圖、狀態(tài)圖和時(shí)序圖。雖然它們形式不同，特點(diǎn)各異，但本質(zhì)上是相通的，可以相互轉(zhuǎn)換。教學(xué)中應(yīng)關(guān)注邏輯圖到狀態(tài)圖和時(shí)序圖的轉(zhuǎn)換及由狀態(tài)圖到邏輯圖的轉(zhuǎn)換。第六章

13、脈沖信號(hào)的產(chǎn)生與整形（6學(xué)時(shí)）教學(xué)要求：1了解由門(mén)電路組成的多諧振蕩器。2了解555定時(shí)器的結(jié)構(gòu)，理解555定時(shí)器工作原理及邏輯功能。3用555定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、施密特觸發(fā)器、多諧振蕩器。4理解單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、施密特觸發(fā)器等脈沖電路的工作原理。教學(xué)內(nèi)容：§61 脈沖振蕩器（2學(xué)時(shí)）§62 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（1學(xué)時(shí)）§63 施密特觸發(fā)器（1學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)十六 555定時(shí)器的應(yīng)用（2學(xué)時(shí)）教學(xué)建議：1本章教學(xué)重點(diǎn)是多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、施密特觸發(fā)器電路的基本工作原理及其輸入、輸出電壓波形的定性分析。2集成電路555定時(shí)器使用靈活方便，應(yīng)用廣泛，可以構(gòu)成各種脈沖信號(hào)產(chǎn)生、整形電路。教學(xué)中應(yīng)關(guān)注555定時(shí)器的應(yīng)用，通過(guò)實(shí)驗(yàn)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)它的理解，提高應(yīng)用能力。3由門(mén)電路構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器和基本的RS觸發(fā)器在結(jié)構(gòu)上相似，只是用于反饋的耦合網(wǎng)絡(luò)不同，因而觸發(fā)器有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器具有一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，多諧振蕩器沒(méi)有穩(wěn)定狀態(tài)。教學(xué)中應(yīng)指出它們電路結(jié)構(gòu)上的區(qū)別和輸出狀態(tài)上的區(qū)別。第七章 數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換（4學(xué)時(shí)）教學(xué)要求：1理解數(shù)模轉(zhuǎn)換和模數(shù)轉(zhuǎn)換的基本原理。2了解常用A/D、D/A集成芯片的使用方法。教學(xué)內(nèi)容：§71 D/A轉(zhuǎn)換器（2學(xué)時(shí)）§72 A/D轉(zhuǎn)換器（2學(xué)時(shí)）教學(xué)建議：1