逻辑与数字电路

课程代码

16041051

课程名称

逻辑与数字电路

Logic   and Digital Circuits

课程性质

逻辑与数字电路课程是电子技术方面入门性质的技术基础课，是一门理论与实践结合密切的硬件基本课程。

学分/学时

3学分 / 48学时

开课学期

二（3）

开课单位

电气工程学院

适用专业

电气工程及自动化及其相关专业

教学语言

演示文稿、讲解、作业、试卷均采用中文，术语采用中英文对照

先修课程

电路分析基础、高等数学、大学物理

后续课程

无

教材及参考书

²阎石主编.数字电子技术基础.第五版. 高等教育出版社，2006（教材）

参考书：

²黄正瑾主编.计算机结构与逻辑设计.高等教育出版社，2000

²康华光主编.电子技术基础（数字部分）.第四版.高等教育出版社，1998

²黄正瑾主编.在系统编程技术及其应用.第二版.东南大学出版社，1999

课程简介

本课程是为了让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，培养学生分析问题和解决问题的能力，为今后深入学习和学习计算机硬件、通讯、电子、控制、信号处理直至电力电子等专业课奠定必要基础，课程阐述数字系统的基本分析与设计方法、数制和码制理论、逻辑代数基础、数字逻辑电路的设计与实现、常见的数字与逻辑电路等。其任务是通过数字电路的学习，为后续微机原理、接口技术专业课程打下良好的理论和硬件基础；掌握数字系统的设计方法及常用器件的应用，培养学生具有一定的设计能力和解决实际问题的综合能力。

考核方式

²每周出勤     10%

²每周作业     20%

²期末考试   70%

实验教学

无

专业培养能力

1. 工程知识：具有从事电气工程专业所需数学、自然科学以及经济和管理知识；掌握电气工程基础理论和专业知识，具有较系统的工程实践学习经历；了解电气类专业的前沿发展现状和趋势；能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题。

2. 问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论。

4．研究：能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。

12. 终身学习：具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。

课程培养学生的能力

1)  掌握计算机的基本组成原理和数字逻辑设计的基本知识，通过本课程的学习，具备分析常见组合逻辑电路和时序逻辑电路等数字电路的能力[1,2]

2)  掌握机械测控系统建模的基本理论和方法，具备设计数字电路的能力；初步具有使用EDA软件进行设计数字电路的能力。[2,4]

3) 培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯，和对问题提出多种解决方案、选择不同设计方法，以及对设计进行简化和举一反三的能力[4,12]

4) 培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力，以及围绕课堂教学内容，阅读参考书籍和资料，自我扩充知识领域的能力。[2,4,12]

教学内容与

学时分配

根据工科类专业人才对现代数字系统综合设计与研究能力的要求以及现代数控技术发展趋势，教学内容包含数制和码制理论、逻辑代数基础、数字逻辑电路的设计与实现、常见的数字与逻辑电路等，并按照：基本概念、分析方法、案例分析等组织教学。理论教学课时44学时，研讨4学时，其中：

1、数制和码制（2学时/课内）

介绍数制的概念，各种常用数制的表示以及它们之间的转换；介绍真值和机器数、原码、反码、补码的概念，要求掌握三种码之间的转换及各自的运算方法；介绍信息编码的意义，掌握二进制码、循环码、8421码、余3码、标准ASCII码。

2．逻辑代数基础（6学时/课内）

介绍逻辑代数的基本运算、公式、定理，要求掌握基本和常用的逻辑运算，逻辑代数的公式、定理；介绍逻辑函数的五种表示方法及相互之间的转换；介绍逻辑函数的化简方法，要求掌握逻辑函数的公式法、卡诺图化简法，以及包含约束项、无关项的卡诺图化简。

3．门电路（4学时/课内）

主要介绍MOS和TTL集成逻辑门的逻辑功能和电气特性。熟悉高低电平与正负逻辑的概念，二极管、三极管、MOS管的开关特性；熟悉二极管与门和或门，三极管非门的电路结构及工作原理，掌握其电气特性和功能；掌握与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门、三态门、OC门、OD门、COMS传输门的逻辑符号、逻辑功能，熟悉各种门电路的特点和使用方法。

4.组合逻辑电路（10学时/课内）

掌握组合逻辑电路的特点、基本分析方法；掌握编码器、译码器、数制比较器、数据分配器、数据选择器、加法器等常用组合电路的功能、应用和实现方法，以及如何利用使能端进行扩展；熟悉逻辑电路的设计方法，学会如何使以上（2）中的基本逻辑电路来实现具体的逻辑功能；熟悉典型中规模集成组合逻辑器件的功能以及用中规模集成器件实现组合逻辑函数的方法；了解组合电路中的竞争冒险现象。

研讨：工程实践中逻辑电路系统的设计方法

5．触发器（4学时/课内）

熟悉RS、JK、D、T触发器的电路结构、工作原理，了解其触发方式的不同及各自的特点；掌握其逻辑符号、逻辑功能表示方法、触发方式及触发器间的相互转换。

6．时序逻辑电路（10学时/课内）

介绍时序电路的分析和设计方法，以及计数器等常用典型时序电路的功能及要求；掌握时序电路的特点、分类、功能描述方法，时序电路的基本分析和设计方法；熟悉计数器、寄存器、移位寄存器、顺序脉冲发生器的功能、应用；掌握同步计数器的工作原理，常用中规模集成计数器构成N禁止计数器的方法。

研讨：工程实践中时序逻辑电路系统的分析与设计

7．半导体存储器（2学时/课内）

介绍只读存储器（ROM）的内部结构和原理，以及存储器的扩展方式。

8.可编程逻辑器件（2学时/课内）

介绍可编程逻辑器件（PLD）的基本结构和分类，PAL、GAL、EPLD、CPLD、FPGA的基本结构及应用。

*9.硬件描述语言简介（不占学时/课外学习）

自学提高

10.脉冲波形的产生和整形（4学时/课内）

介绍常用的两类整形电路：施密特触发器和单稳态触发器，掌握其功能与应用；介绍多谐振荡器的集中常见形式，了解其原理掌握555定时器的原理与应用。

11．数模和模数转换（2学时/课内）

介绍D/A转换器和A/D转换器的基本原理和几种典型的D/A,A/D转换器；熟悉D/A,A/D转换器的基本原理和倒T型电阻网络D/A转换器，逐次逼近型、双积分型A/D转换器的基本工作原理。

12、机动（2学时/课内）

教学方法

课程教学以课堂教学、课外作业、综合讨论等共同实施。

本课程重点讲授逻辑代数基础、门电路、逻辑电路等数字逻辑电路系统的各环节。通过授课与讨论等重点培养学生的分析常见组合逻辑电路和时序逻辑电路等数字电路的能力、设计数字电路的能力，培养学生的工程实践能力。

本课程的教学将充分利用数字化技术制作丰富多彩的教学和辅导材料，调动学习积极性，提高教学效率。本课程注重教与学过程，采用每周作业、课堂研讨、考虑等多种形式综合考核，来锻炼学生的逻辑电路系统的分析与设计能力。

制定人

及发布时间

谭林林，2015年5月4日