课程概述

          数字电子技术是电气信息类、电子信息类、计算机类和工科其他专业的一门重要的技术基础课，它是一门研究数字信号的编码、运算、记忆、计数、存储、分配、测量和传输的科学技术，在计算机、通信、雷达、控制、家电、数码产品、机电、汽车、航空、航天等不胜枚举的领域，都得到极其广泛的应用，且发展势头异常迅猛。

     通过本门课程的学习，不仅可以提高逻辑思维能力，使思维清晰化、严谨化，并且通过理论联系实践的能力培养，还可以提高分析和解决问题的综合能力以及解决实际工程问题的能力。

    本课程主要教学内容包括三个部分：

(1) 数字电子技术基础知识——模仿课堂板书的形式，展示教学内容，设置启发式问答环节，激发学习兴趣。

(2) 基于Multisim仿真软件的仿真实践——电子技术基础课程必须配合实验教学环节，即理论与实践相结合，才能更好地理解基础知识。

(3) 基于可编程逻辑器件的Verilog HDL语言实例——真正做到“学以致用”。



证书要求

线上成绩构成：

    占平时分的20%即满分20分：单元检测分数x10%共占16分，期末考试x10%共占4分。

    线上成绩在线下实际课程中的成绩占比由各任课老师根据各班的实际情况决定。


预备知识

电路基础，模拟电子技术基础。


授课大纲

第一讲 逻辑代数基础

模拟信号与数字信号

数制与码制

基本逻辑运算

组合逻辑运算

逻辑运算规律

逻辑代数基础

第二讲 逻辑函数的代数化简

逻辑代数规则

逻辑函数的表示方法

最小项与最大项

逻辑表达式的化简

逻辑函数的代数化简

第三讲 逻辑函数的卡诺图化简

变量卡诺图

函数卡诺图

函数卡诺图化简方法

具有约束的卡诺图化简

逻辑函数的卡诺图化简

第四讲 简单门电路与TTL门电路

集成电路

简单门电路I

简单门电路II

TTL门电路I

TTL门电路输出特性

TTL门电路电压传输特性与噪声容限

TTL门电路输入特性与扇出系数

简单门电路与TTL门电路

第五讲 TTL门电路与其它门电路

TTL门电路输入端负载特性

TTL门电路静态功耗与延迟时间

集电极开路门

三态门

CMOS门

CMOS传输门

TTL门电路与其它门电路

第六讲 组合电路的分析与设计

组合数字电路分析

组合数字电路设计

加法器

组合电路的分析与设计

组合电路的分析与设计

第七讲 代码转换电路

编码器

二进制译码器

代码转换译码器

显示译码器

代码转换电路

第八讲 中规模集成电路

数据选择器

数码比较器

竞争与冒险

中规模集成电路

第九讲 触发器

基本R-S触发器

同步R-S触发器

D型触发器

J-K型触发器

边沿触发器

锁存器

触发器的Multisim仿真实验

触发器

第十讲 时序电路的分析与设计

时序电路的特点与分类

同步时序电路的分析

异步时序电路的分析

同步时序电路的设计(一)

同步时序电路的设计(二)

时序电路的分析与设计

第十一讲 中规模集成时序电路I

中规模同步加法计数器

同步加法计数器的应用

中规模同步可逆计数器

中规模异步加法计数器

异步加法计数器的应用

中规模集成时序电路

第十二讲 中规模集成时序电路II

寄存器

移位寄存器型计数器

顺序脉冲发生器

序列脉冲发生器

中规模集成时序电路II

第十三讲 半导体存储器与可编程逻辑器件概述

只读存储器ROM

ROM的应用

随机存储器RAM

可编程逻辑器件

半导体存储器与可编程逻辑器件概述

第十四讲 脉冲产生及变换电路

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

脉冲产生及变换电路

第十五讲 DAC与ADC

数-模转换器DAC

模-数转换器ADC

AD与DA的Multisim仿真

DAC与ADC

参考资料

[1] 阎石主编，数字电子技术基础（第五版），北京，高等教育出版社，2005

[2] 康华光主编，电子技术基础（数字部分）（第五版），北京，高等教育出版社，2006

[3] 秦曾煌主编，电工学（下册），电子技术（第五版），北京，高等教育出版社，1999

[4] 杨春玲 王淑娟主编，数字电子技术基础（第二版），北京，高等教育出版社，2017

[5] Victor P.Nelson，H.Troy NagleBill D.Carroll，J.David Irwin，Digital Logic Circuit Analysis & 

      Design，Prentice Hall，1997

[6] John F.Wakerly，Digital Design，Higher Education Press，2001

[7] Thomas L.Floyd， Digital Fundamentals A Systems Approach，China Machine Press，2014

[8] 夏宇闻 编著， Verilog数字系统设计教程（第三版），北京，北京航空航天大学出版社，2013

[9] 吕波 王敏等编著，MULtisim14 电路设计与仿真，北京，机械工业出版社，2016

常见问题

Q :  “数字电子技术基础”课程需要哪些预备知识？

A :  电路的基础知识，例如串联电路的分压原理、并联电路的分流原理以及戴维南等效原理等。模拟电子技术中半导体器件（二极管、晶体管和场效应管）的基本工作原理和外特性。如果具备一定的计算机和通讯技术常识会更好。

Q :  数字电路和模拟电路的区别？

A :  处理模拟信号的电子电路称为模拟电路，模拟信号在时间和数值上都具有连续性，用测量仪器在任意时刻采样的瞬时值都具有明确的物理意义。数字信号在时间和数值上都是离散的，处理数字信号的电子电路称为数字电路。数字电路和模拟电路都含有半导体器件，在模拟电路中，三极管工作在线性放大区，电路对微弱信号的变化非常敏感。在数字电路中，三极管工作在非线性区，具有开关特性。

Q :  有数电基础的同学与计算机专业的同学相比，在应用Verilog HDL语言进行硬件设计时有哪些优势？

A :  计算机专业的同学虽然没有学过“数字电子技术”，但他们掌握编程语言的能力很强。与他们相比，学过“数字电子技术基础”课程的同学，在电子系统的调试与设计过程中，更容易发现软件编程中的“Bug”以及硬件电路中存在的问题，工程实践能力更强。

Q :  本课程配套的教材是哪本？

A :  哈尔滨工业大学电类专业本科生选用教材是杨春玲和王淑娟老师主编的《数字电子技术基础（第二版）》，北京，高等教育出版社，2017。