《数字逻辑与数字系统设计》是电类专业大类核心（必修）课程，具有较强的理论性、实践性，是面向实际应用的重要专业基础课，是整个电类专业培养目标中一个重要的能力单元，与其他课程有着很强的关联性，起着承上启下的作用。
本课程内容以数字电路设计为目的，贯穿EDA技术为主线，包括逻辑代数、组合逻辑电路、时序逻辑电路和数字系统、存储与转换等模块。首先讲解数制、码制和逻辑代数等基础知识，接着重点讲解组合逻辑电路和时序逻辑电路的分析与设计方法，再讨论脉冲波形的产生与变换电路、半导体存储器和数/模与模/数转换器的原理及使用方法，最后介绍当今数字系统设计的新方法，包括硬件描述语言和可编程逻辑器件。使学生具有硬件和软件设计中、大规模数字系统的能力，全面提高学生数字电路方面的综合素质与创新能力。
本课程是在传统的数字电子技术课程基础上，增加了大规模可编程逻辑器件和硬件描述语言应用的知识；拓展学生电子设计自动化的应用和数字系统设计的能力，使学生具备健全的人格、涵养家国情怀，牢记使命担当。
该课程2002年为江苏省优秀课程，2012年、2016 、2020年为中国矿业大学校级精品课程。2019年为江苏省在线开放立项建设课程，2020年为首届国家级一流本科课程（线下类型）， 2021年为首届江苏省一流本科课程（线上类型），2022年为中国矿业大学课程思政示范课程， 2023年为第二届国家级一流本科课程（线上类型）。2024年获得江苏省普通本科高校课程思政典型案例（课程）。
《数字逻辑与数字系统设计》是电气电子信息类专业基础（必修）课。本课程的任务是使学生获得数字逻辑与数字系统等方面的基本理论、基本知识和基本技能。目的在于培养学生分析问题和解决问题的能力以及实践动手能力，为以后深入学习电子技术某些领域中的内容以及为电子技术在专业中的应用打好基础。
（1）知识目标：通过本课程的学习，可以使学生熟悉数制与编码、逻辑函数及其化简、集成逻辑部件、中大规模集成组合逻辑构件。掌握组合逻辑电路分析和设计、同步时序逻辑电路分析和设计、异步时序逻辑电路分析和设计；中规模集成时序逻辑电路分析和设计。了解可编程逻辑器件、数字系统设计，掌握数字系统的基本算法与逻辑电路实现，掌握HDL设计数字系统。为专业课的学习打下坚实的基础。
（2）能力目标：能够综合应用组合逻辑、时序逻辑及其相关中小规模集成电路、大规模集成电路CPLD/FPGA、电子设计自动化EDA、硬件描述语言HDL的知识与技能，针对工农业生产过程中、社会生活中出现的问题，提出针对性的解决较为复杂工程问题的思路和方案，并通过利用现代电子技术手段加以实现。
（3）素质目标：培养解决较为复杂工程问题过程中的团队合作精神、科技报告撰写能力，牢固树立自主学习、求真务实的精神、不断创新的意识，健全的人格、高尚的家国情怀。
第 1 讲 绪论
1.1 课程背景（说课）
1.2 数字技术及其发展现状
1.3 模拟与数字
第 1 讲 绪论-单元作业
第 1 讲 绪论-单元测试
第2讲 数制变换
2.1 进位计数制
2.2 数制转换
2.3 符号数表示及计算
第2讲 数制转换-单元测试
第2讲 数制转换-单元作业
第3讲 码制
3.1 二-十进制码（BCD码）
3.2 格雷码、奇偶校验码的特点及构成
第3讲 码制-单元作业
第3讲 码制-单元测试
第 4 讲 逻辑代数基本运算规则
4.1 逻辑代数中的逻辑运算
4.2 逻辑函数的描述方法
4.3 逻辑代数的基本公式
4.4 逻辑代数的基本规则
第 4 讲 逻辑代数基本运算规则--单元测验
第 4 讲 逻辑代数基本运算规则--单元作业
第 5 讲 逻辑函数的代数法化简
5.1 逻辑代数公式的证明
5.2 逻辑函数的代数化简
第 5 讲 逻辑函数的代数法化简--单元测验
第 5 讲 逻辑函数的代数法化简--单元作业
第 6 讲 逻辑函数的卡诺图化简
6.1 最小项与最小项表达式
6.2 逻辑函数的卡诺图
6.3 卡诺图化简
第 6 讲 逻辑函数的卡诺图化简--单元作业
第 7 讲 逻辑门基础
7.1 门电路概述
7.2 半导体器件的开关特性
7.3 分立元件门电路
第 7 讲 逻辑门基础--单元测试
第 7 讲 逻辑门基础--单元作业
第 8 讲 TTL集成门电路
8.1 TTL集成门电路
8.2 TTL集成门外特性
8.3 OC门及其应用
8.4 三态门及其应用
第 8 讲 TTL集成门电路--单元测验
第 8 讲 TTL集成门电路--单元作业
第 9 讲 MOS集成门电路
9.1 CMOS反相器电路及其特性
9.2 其他典型CMOS集成门电路
9.3 TTL电路与CMOS电路的接口
9.4 门电路使用注意事项
第 9 讲 MOS集成门电路--单元作业
第 9 讲 MOS集成门电路--单元测试
第10讲 组合电路的分析与设计方法
10.1 组合逻辑电路分析
10.2 组合逻辑电路设计
10.3 组合逻辑电路中的竞争与险象
组合逻辑电路的分析与设计方法-单元作业
组合逻辑电路的分析与设计方法- 单元测验
第11讲 编码器
11.1 编码器
11.2 MSI编码器及其应用
编码器-单元测验
编码器-单元作业
第12讲 译码器
12.1 变量译码器
12.2 二-十进制译码器
12.3 显示译码器
译码器-单元测验
译码器-单元作业
第13讲 分配器和选择器
13.1 数据分配器与数据选择器
13.2 MSI数据选择器及其应用
第13讲 分配器和选择器-单元测验
第13讲 分配器和选择器-单元作业
第14讲 加法器
第14讲 加法器
第14讲 加法器-单元作业
第14讲 加法器-单元测验
第15讲 数值比较器
第15讲 数值比较器及其应用
第15讲 数值比较器-单元测验
第15讲 数值比较器-单元作业
第16讲 基本RS触发器
16.1 触发器概述
16.2 基本RS触发器工作原理
16.3 基本RS触发器描述方法
第16讲 基本RS触发器-单元测试
第17讲 触发器电路结构及动作特点
17.1 同步触发器的电路结构及动作特点
17.2 主从触发器（一）
17.3 主从触发器（二）
17.4 边沿触发器（双极型）
17.5 边沿触发器（MOS型）
第17讲 触发器电路结构及动作特点-单元作业
第17讲 触发器电路结构及动作特点-单元测试
第18讲 触发器的逻辑功能描述及应用
18.1 触发器逻辑功能描述
18.2 不同功能触发器间的转换
18.3 触发器应用
第18讲 触发器的逻辑功能描述及应用-单元测验
第18讲 触发器的逻辑功能描述及应用-单元作业
第 19 讲 时序逻辑电路的特点及描述方法
19.1 时序逻辑电路的特点分类及方程描述
19.2 时序逻辑电路的图表描述
第 20 讲 时序逻辑电路的分析
20.1 同步时序逻辑电路分析
20.2 异步时序逻辑电路分析
第 20 讲 时序逻辑电路的分析-单元测试
第 20 讲 时序逻辑电路的分析-单元作业
第 23 讲 寄存器和移位寄存器
23.1 寄存器（数码寄存器）
23.2 移位寄存器工作原理
23.3 移位寄存器应用
第23节 寄存器和移位寄存器-单元测验
第23节 寄存器和移位寄存器-单元作业
第 21 讲 时序逻辑电路的设计
21.1 同步时序逻辑电路的设计（一）
21.2 同步时序逻辑电路的设计（二）
21.3 异步时序逻辑电路的设计
21.4 时序逻辑电路的自启动设计
第 21 讲 时序逻辑电路的设计-单元作业
第 21 讲 时序逻辑电路的设计-单元测试
第 22 讲 计数器
22.1 同步二进制计数器原理
22.2 异步二进制计数器原理
22.3 十进制计数器原理
22.4 MSI集成计数器及其应用
22.5 计数容量M小于芯片容量N的计数器设计
22.6 计数容量M大于芯片容量N的计数器设计
第22讲 计数器-单元测试
第22讲 计数器-单元作业
第 24 讲 其它常见时序逻辑电路及竞争-冒险现象
24.1 顺序脉冲发生器
24.2 序列信号发生器
24.3 时序逻辑电路中的竞争-冒险现象
第 24 节 其它常见时序逻辑电路及竞争-冒险现象-单元测试
第 24 讲 其它常见时序逻辑电路及竞争-冒险现象-单元作业
第25讲 555时基电路及其应用
25.1 555时基电路的结构及功能
25.2 单稳态触发器
25.3 多谐振荡器
25.4 施密特触发器
第25讲 555时基电路及其应用-单元测试
第25讲 555时基电路及其应用-单元作业
第26讲 只读存取存储器（ROM）
26.1 半导体存储器概述
26.2 只读存储器ROM
第27讲 随机存取存储器（RAM）
27.1 随机存储器RAM
27.2 半导体存储器应用
第28讲 数模转换器
28.1 DA转换的基本原理和权电阻网络DAC
28.2 T型和倒T型电阻网络DAC
28.3 集成DAC的原理及主要技术指标
第29讲 模数转换器
29.1 AD转换的基本原理
29.2 逐次逼近型ADC
29.3 双积分型ADC
第30讲 PLD基础
30.1 数字系统设计基础
30.2 PLD器件的结构和编程原理
第31讲 CPLD
31.1 CPLD/FPGA 的主要结构与原理
第32讲 HDL设计初步
32.1 HDL描述方法
32.2 HDL基本元素和语法
32.3 HDL编程元素
32.4 HDL电路设计
第33讲 数字系统设计举例
33.1 有限状态机设计
33.2 数字系统设计举例
第34讲 EDA技术在数字设计中的应用
组合逻辑电路设计示范课
第35讲 电子设计仿真平台Proteus及其在数字电路中的应用
第35-1节 电子设计与仿真平台Proteus介绍
第35-2节 电子设计与仿真平台Proteus安装
第35-3节 电子设计与仿真平台Proteus基本操作
第35-4节 电子设计与仿真平台Proteus数字电路仿真设计
大学物理、电路理论、模拟电子技术
1.曹国清主编.数字电路与逻辑设计（第二版）. 中国矿业大学出版社，2010.
2.袁小平主编.电子技术综合设计教程.机械工业出版社，2008.
3.袁小平主编.数字电子实验教程.机械工业出版社，2012.
4.阎石主编. 数字电子技术（第六版）.高等教育出版社，2016.
5.康华光主编. 电子技术基础数字部分（第六版）.高等教育出版社，2014.
6.邓元庆主编. 数字电路与系统设计（第三版）. 西安电子科技大学出版社，2016.
7.臧春华,沈嗣昌,蒋璇编著. 数字设计引论（第二版）.高等教育出版社，2010.
8.袁小平主编.数字逻辑与数字系统设计实验教程(江苏省高校重点教材）.机械工业出版社，2022.
9.袁小平主编,数字逻辑与数字系统设计（中国矿业大学“十四五”规划教材.试用版）,2025.
Q：学习这门课程真的需要那么多的模拟电子技术课程的基础吗？需要掌握到什么程度？
A：电子技术包括模拟电子技术和数字电子技术。但是不用担心，学习数字电子技术知识只是需要少量的模拟电子技术知识，用到的模拟电子技术知识是最基本、最简单的，可能比你们在模拟电子技术课上遇到的要简单的多。例如比如二极管、三极管的基本原理及其特性，运算放大器的虚短、虚断概念等。即使你记不清了，到时候结合课程中的问题再复习一下，很快就能掌握。另外，利用课程中的实例，也可以使得你对模拟电子技术知识和工具的意义和应用价值有更加深刻的认识。
Q：是不是光看视频就能够完成学习任务了吗？
A：远远不够。数字电子技术基础课程的内容很广，很多地方知易行难，需要多阅读和练习。教学视频仅仅是一个提纲性的索引。如果要学好这门课程，通过视频学习的同时还需要仔细阅读教材和相关辅助材料，以及亲自完成相关的练习和作业，才能从理论上真正掌握这门课程。
Q：是不是通过在线课程就可以掌握数字电子技术基础知识？
A：不可以。数字逻辑与数字系统包括理论知识和实践知识，通过在线课程能够使得学生较好掌握其理论知识，但是实践知识的获得还需要通过数字逻辑与数字系统实验环节才能获得，因此可以通过模拟仿真、远程虚拟实验、翻转课堂等实践环节才能从理论上真正掌握这门课程。
Q：《数字逻辑与数字系统设计》课程的特色是什么？
A：首先，《数字逻辑与数字系统设计》课程主要包括数字逻辑和数字系统设计的两方面知识，在传统的数字电子技术知识的基础上，引入复杂可编程逻辑器件、HDL语言。
其次，通过跟踪现代电子技术的最新成果-电子设计自动化（EDA）技术，引入模拟仿真软件Proteus、数字系统设计平台Quartus，做到“虚实结合”、“软硬兼施”。
第三，通过学习要求学生掌握数字系统设计的方法、步骤等开发过程，做到知行合一。
第四，本课程内容具有一定的高阶性、挑战度，具有鲜明的时代性。
教授
副教授
副教授
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