spContent=让我们一起进入数字电路实验的世界!让课程带你循序渐进的学习常用仪器使用技巧,通过中小规模集成电路了解数字电路基础模块的设计与应用,从一个电路、一根连线、一次测试、一次解决问题开始进入数字电路设计的大门!
让我们一起进入数字电路实验的世界!让课程带你循序渐进的学习常用仪器使用技巧,通过中小规模集成电路了解数字电路基础模块的设计与应用,从一个电路、一根连线、一次测试、一次解决问题开始进入数字电路设计的大门!
—— 课程团队
课程概述
本课程以典型数字电路基础单元模块为研究对象,在实验教学的层次化教学体系中起到了承上启下的作用。课程以模块化实验内容为载体,将实验技能、测试方法、仿真方法和实验素养的培养贯穿于实验之中。在课程的设计上既重视学生对基础理论知识的认知过程又强调对知识的灵活应用技巧,为学生逐步提高电路应用能力、设计能力、分析评价与总结能力和独立思考能力提供了硬件平台与设计指导。
授课目标
在基于理论学习的基础上深入理解相关理论知识,掌握实验电路的构成原理及方法。
熟悉常用电子仪器设备的应用,熟练掌握对实验系统的测试及分析方法、数据处理方法以及实验结论的表达方法,逐步掌握分析问题和解决问题能力。
课程大纲
实验项目1 数字电路仪器使用与测试方法研究
课时目标:将课程内容分解为9段知识点,分别进行讲解,掌握数字示波器的工作原理;如何正确判断示波器的工作状态;示波器的基本使用方法(包括如何使波形同步、示波器各个系统的正确设置、利用示波器进行波形参数测量的多种方法);低频信号源的使用方法(强调阻抗匹配和带载测量的概念、符合数字逻辑电路电平要求的连续脉冲的产生);完成对校准方波的测试;用低频信号源产生指定信号并完成测试。
MOOC视频教学内容:
⑴ 数字示波器面板及接口介绍(7分27秒)
⑵ 校准方波的测试(1分42秒)
⑶ 如何使波形同步(3分48秒)
⑷ 示波器垂直系统的正确设置(4分10秒)
⑸ 示波器水平系统的正确设置(1分17秒)
⑹ 如何利用“光标测试”功能测量波形参数(3分00秒)
(7) 如何进行利用“自动测试”功能测量波形参数(2分20秒)
(8) 低频信号源的使用(9分30秒)
(9) 如何利用“光标测试”功能测量波形参数(4分06秒)
实验项目2 常用数字逻辑门电路的研究
课时目标:将课程内容分解为5段知识点,分别进行讲解,掌握数字逻辑箱的基本使用方法;掌握CD4070逻辑功能的测试;掌握非门的时延测试以及数字示波器的光标测量功能
MOOC视频教学内容:
(1) 数字逻辑箱与常用门电路简介 (3分46秒 )
(2)门电路的时延与示波器的光标测量简介(6分32秒)
(3)逻辑开关的高低电平测量与4070逻辑功能测试(2分25秒)
(4)多个非门串联测量平均时延(4分38秒)
(5)4070逻辑功能测试与门电路的时延测量演示(3分27秒)
实验项目3 常用数字逻辑门输入输出特性测试
课时目标:将课程内容分解为6段知识点,分别进行讲解,掌握反相器电压传输特性的工作原理;了解负载电阻及负载电容对输出特性的影响;学习相应的测试方法。
MOOC视频教学内容:
⑴ 实验简介及实验原理(6分43秒)
⑵ 反相器电压传输特性测试(5分14秒)
⑶ 负载对输出特性的影响(3分22秒)
⑷ 反相器电压传输特性测试演示(1分20秒)
⑸ 负载电阻对输出特性的影响(2分04秒)
(6) 负载电容对输出特性的影响(3分36秒)
实验项目4 编码器与译码器的研究
课时目标:将课程内容分解为5段知识点,分别进行讲解,掌握优先编码器的工作原理;显示译码器的工作原理;编码—译码显示系统的工作原理;掌握编码器和显示译码器及七段数码管的电路连接及测试方法,掌握编码器输入输出波形的测试方法。
MOOC视频教学内容:
⑴ 优先编码器的工作原理(6分17秒)
⑵ 显示译码器的工作原理(5分39秒)
⑶ 编码—译码显示系统的工作原理(5分33秒)
⑷ 编码器和译码器电路连接及测试演示(3分42秒)
⑸ 编码器输入输出波形测试演示(1分18秒)
实验项目5 数据选择器及二进制译码器的应用
课时目标:将课程内容分解为7段知识点,分别进行讲解,掌握数据选择器及二进制译码器的工作原理,使用方法;基本逻辑功能的测试;以及实现数据选择器实现逻辑函数原理及方法。
MOOC视频教学内容:
⑴ 数据选择器实验目的和原理(3分54秒)
⑵ 数据选择器实现逻辑函数原理(3分07秒)
⑶ 二进制译码器原理(3分26秒)
⑷ 数据选择器实验内容与要求(3分13秒)
⑸ 二进制译码器实验内容及实验注意事项(3分30秒)
⑹数据选择器实验演示(2分48秒)
(7)二进制译码器实验演示(2分16秒)
实验项目6 基本RS和D触发器的应用
课时目标:将课程内容分解为6段知识点,分别进行讲解,掌握基本RS触发器、D触发器的逻辑功能。掌握触发器逻辑功能的测试方法。掌握时序电路测试方法。掌握用D触发器构成异步计数器的方法并测试时序波形。
MOOC视频教学内容:
⑴ 基本RS触发器功能简介(5分10秒)
⑵ D触发器 功能简介(5分05秒)
⑶ D触发器的应用(5分14秒)
⑷ 基本RS和D触发器实验内容与测试(2分25秒)
⑸ 基本RS触发器构成和测试演示(2分10秒)
⑹ D触发器的应用二位二进制计数器构成和测试演示(3分20秒)
实验项目7 FPGA设计初步
课时目标:分为5段知识点,介绍常用的FPGA设计软件的使用方法,简易的电路仿真方法。入门设计方法。
(1)实际FPGA开发板的资源介绍。
(2)Verilog语言简介及简单应用示例。
(3) vivado 软件的安装及应用。
(4)FPGA设计仿真方法初步。
(5) 实际示例的下载演示。
实验项目8 同步计数器及其应用
课时目标: 将课程内容分解为5段知识点,分别进行讲解,掌握由同步计数器设计的任意模值计数器的时序输出波形测试方法,理解数字示波器的触发释抑功能,掌握示波器稳定显示原理。通过仿真实验内容加强对同步计数器应用电路的理解。
MOOC视频教学内容:
⑴ 实验目的及同步计数器74X163简介(5分53秒)
⑵ 74X163构成任意模计数器的方法(6分25秒)
⑶ 利用74X163构成十一进制计数器及实验任务(4分19秒)
⑷ 计数器自由计数状态实验演示(6分23秒)
⑸ 十一进制计数器实验演示(1分54秒)
实验项目9 移位寄存器及其应用
课时目标:将课程内容分解为6段知识点,分别进行讲解,掌握双向移位寄存器的工作原理,使用方法;基本逻辑功能的测试;以及构成环行计数器的方法,实现双向移位寄存器构成带自启动功能左移和右移的环行计数器,并测试其输出波形。
MOOC视频教学内容:
掌握中规模4位双向移位寄存器的逻辑功能及使用方法; 熟悉移位寄存器构成环形计器的应用;仿真测试移位寄存器的环行计数器,构成环形计数器。
⑴ 移位寄存器原理(8分7秒)
⑵ 移位寄存器应用(非自启动)(5分50秒)
⑶ 移位寄存器应用(自启动)(7分4秒)
⑷ 移位寄存器实验内容与测试(6分23秒)
⑸ 移位寄存器电路构成演示(48秒)
⑹移位寄存器电路测试演示(1分20秒)
实验项目10 数字电路基础实验总结
课时目标:将课程内容分解为2段知识点,分别进行讲解,总结课程所学个单元的知识要点。
总结所有实验内容以及测试方法。
⑴ 考试内容、电路、仪器检查方法(9分24秒)
⑵ 考试内容简要复习(8分10秒)
数字电路基础实验考试
课时目标:在规定的考试时间内完成要求的电路设计以及测试任务。考试以考试操作内容为载体,考察学生常规仪器的使用能力,常规仪器及电路、测试电缆等的检查能力,对实验电路的设计以及调试技能,对实验理论以及实验原理的掌握情况。
课程考试:课程结束后,学生可以参加课程的最后考试,试卷以文档方式提交,实验内容部分以仿真结果截图或硬件电路测试截图为答题方式。考试成绩占30%。
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预备知识
具有初步的数字逻辑基础知识
具有初步的电子仪器测量知识
具有初步的仿真软件MULTISIM应用知识
证书要求
本课程的学习环节包含:观看课程知识点视频、回答每段视频后的随堂测验、完成每个实验的课后单元测验、讨论(单元作业)、参与讨论区的讨论、参加期末考试。
课程学习成绩由三个部分构成:
(1)课后单元测试:在观看每段课程知识点视频后,需回答相应的随堂测验思考题;每一次实验结束后,需完成课后单元测验;占课程成绩的50%。
(2)讨论(单元作业):占课程成绩的20%。
(3)课程考试:课程结束后,学生可以参加课程的最后考试,试卷以文档方式提交,实验内容部分以仿真结果截图或硬件电路测试截图为答题方式。考试成绩占30%。
(4)积极参与讨论区针对每个实验发起的讨论。
完成课程学习并考核合格(>=60分)的可获得合格证书,成绩优秀(>85分)的可获得优秀证书。
参考资料
(一)教材:
《电子技术应用实验教程》基础篇 陈英主编 电子科技大学出版社 第2版 2016年
(二)参考资料:
1、数字设计—原理与实践(第4版),John F. Wakerly,林生 等译,机械工业出版社,2007
2、全国大学生电子设计竞赛网站https://www.nuedc.com.cn/
3、21ic中国电子网https://www.21ic.com/
4、EDN电子技术设计https://www.ednchina.com/
常见问题
Q : mooc的视频开放时间?A : 所有教学视频在开课时都一起发布的,可自由观看。
Q : 测验等的开放和截至时间如何设置的?A : 都是开放日的)0:00开放,截止日的23:00截至。
Q : 互评需要多少数量?A : 每次互评需要5份以上。