数字电子技术_厦门工学院_中国大学MOOC(慕课)

SPOC学校专有课程

数字电子技术

开课时间： 2025年02月16日 ~ 2025年06月27日

学时安排： 3-5小时每周

进行至第11周，共19周已有 331 人参加

立即参加

spContent=数字系统广泛应用于通信、计算机、自动控制、互联网、物联网等领域，数字系统与我们的日常生活也密切相关，例如，智能手机、数字电视、数码相机、医用心电图仪、CT仪器设备等都是数字技术的应用实例。本课程将从数字信号的表示开始，讲述数字设计需要的基础知识和各种设计方法，带你进入数字设计世界。

数字系统广泛应用于通信、计算机、自动控制、互联网、物联网等领域，数字系统与我们的日常生活也密切相关，例如，智能手机、数字电视、数码相机、医用心电图仪、CT仪器设备等都是数字技术的应用实例。本课程将从数字信号的表示开始，讲述数字设计需要的基础知识和各种设计方法，带你进入数字设计世界。

—— 课程团队

课程概述

数字电子技术基础是数字系统设计的入门课程，也是电子、光电、电气、通信、自动化等专业的一门主要技术基础课程，有很强的实践性和工程应用背景。

本课程由华中科技大学电子技术基础课程教学团队提供。华中科技大学电子技术基础课程，2003被评为首批“国家精品课程”，2016年获得首批“国家级精品资源共享课”称号。

课程内容以逻辑分析与设计为主线，讲解逻辑分析和设计所必须的基础理论。为降低学习难度，内容安排采用先“逻辑”后“电路”次序。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，再介绍当今数字设计的新方法仿真数字电路。采用“视频讲授＋在线练习”的教学模式，生动形象、直观明了，易于理解。

课程2021年被认定为福建省线上线下一流课程。

授课目标

课程掌握数字逻辑电路的基本原理、基本分析和基本设计方法，掌握数字集成电路的基本使用方法，了解可编程逻辑器件原理。

掌握半导体存储器、数/模和模/数转换电路的工作原理，为后续课程（如单片机与原理及应用、嵌入式系统、集成电路设计等）学习打下基础。

成绩要求

本学期课程采用线上线下混合式教学，成绩构成：期末考试40%，平时成绩60%（线上视频学习完成度9%+线上讨论3%+线上出勤3%+线上作业练习9%+线下出勤3%+线下小测12%+项目设计15% +线下项目展示6%）。

课程大纲

第1章数字逻辑概述

1.1 概述

1.2 数制

1.3 不同进制间的转换

1.5 常用的编码

第2章逻辑代数

2.2 基本逻辑运算

2.3 逻辑代数的基本公式和定理

2.4 逻辑函数及其表示方法

2.5 逻辑函数表达式的形式

2.6 逻辑函数的化简方法

第3章组合逻辑电路

3.1 组合逻辑电路的分析

3.2 组合逻辑电路的设计

3.3 组合逻辑电路中的竞争冒险

3.4 编码器

3.5 译码器

3.6 数据分配器与数据选择器

3.7 数值比较器与加法运算电路

3.8 仿真软件Multisim学习

3.9 仿真软件Proteus学习

抢答器1的设计

第4章锁存器和触发器

4.1 基本双稳态电路

4.2 锁存器

4.3 触发器

4.4 触发器的逻辑功能

习题解析

抢答器2的设计

第5章时序逻辑电路

5.6 计数器

5.1 概述

5.2 同步时序逻辑电路的分析

5.3 同步时序逻辑电路的设计

5.4 异步时序逻辑电路的分析

5.5 寄存器和移位寄存器

第6章波形的产生与变换

6.1 单稳态触发器

6.2 施密特触发器

6.3 多谐振荡器

6.4 555定时器及其应用

抢答器3的设计

总复习

第一章复习

第二章复习

第四章复习

第五章复习

第六章复习

第九章复习

展开全部

预备知识

二极管、三极管（BJT、MOS）等电子器件的基础知识。

参考资料

[1] 康华光主编，电子技术基础（数字部分）（第六版）．北京：高等教育出版社，2014

[2] 刘玉玲主编. 数字电子技术. 北京：电子工业出版社，2025

[3] 刘玉玲主编. 数字电子技术. 大连：大连理工大学出版社，2021

[4] 罗杰，彭容修主编．数字电子技术基础（第三版）．北京：高等教育出版社，2014.

[5] 阎石主编，数字电子技术基础（第五版），北京：高等教育出版社，2006

[6] 罗杰主编．Verilog HDL与FPGA数字系统设计．北京：机械工业出版社，2015.

[7] 国家精品资源共享课程华中科技大学《电子技术基础》网址： https://www.icourses.cn/coursestatic/course_2550.html

教学日历

周	章	节	知识点	视频时长	单元测验
第 1 周	第一章数字逻辑概论（ 4 学时）	1.1 数字信号描述方法	01-01 数字信号描述方法	14'49"	第4周周6 23:00 前完成
		1.2 数制	01-02 数制	14'44"
			01-03 二-十进制数转换	15'36"
			01-04 其它不同数制间的转换	9'57"
			01-05 二进制数的算术运算	10'54"
		1.3 二进制数的算术运算	01-06 有符号数表示（一）	6'27"
			01-07 有符号数表示（二）	14'55"
			01-08 补码的加减运算	15'34"
		1.4 二进制代码	01-09 二—十进制码	13'38"
			01-10 格雷码	14'2"
			01-11 ASCII码和奇偶校验码	10'14"
第 2 周	第二章逻辑代数（ 4 学时）	2.1 逻辑代数简介	02-01 逻辑代数简介	9'10"	第4周周6 23:00 前完成
		2.2 逻辑运算和集成逻辑门简介	02-02 逻辑代数基本运算	15'54"
			02-03 复合逻辑运算	7'34"
			02-04 三态输出逻辑门简介	3'55"
			02-05 集成逻辑门简介	13'47"
		2.3 逻辑代数的基本定理和规则	02-06 逻辑代数的基本定律	11'55"
		2.3 逻辑代数的基本定理和规则	02-07 逻辑代数的基本规则	8'25"
		2.4 逻辑函数及其表示方法	02-08 逻辑函数及其表示方法	13'51"
		2.5 逻辑函数的代数化简法	02-09 逻辑函数表达式的形式	10'35"
			02-10 逻辑函数的代数化简法	7'52"
			02-11 逻辑函数表达式的变换	11'46"
		2.6 逻辑函数的卡诺图化简法	02-12 逻辑函数最小项表达式	13'27"
			02-13 逻辑函数最大项表达式	10'22"
			02-14 卡诺图的引出	15'10"
			02-15 逻辑函数的卡诺图表示法	6'55"
			02-16 逻辑函数的卡诺图化简法	13'1"
			02-17 含无关项的逻辑函数化简	10'2"
		2.7 逻辑门的等效符号及其应用	02-18 逻辑门的替代符号	14'59"
第 3 周	第三章组合逻辑电路（ 10 学时）	3.1 组合逻辑电路的分析	03-01 组合逻辑电路的分析	11'15"	第10周周6 23:00 前完成
		3.2 组合逻辑电路的设计	03-02 组合逻辑电路的设计过程	11'36"
		3.2 组合逻辑电路的设计	03-03 组合逻辑电路的优化实现	6'19"
		3.3 组合逻辑电路中的竞争冒险	03-04 组合逻辑电路中的竞争冒险	9'23"
		3.4 编码器	03-05 编码器	14'45"
		3.4 编码器	03-06 编码器的应用	14'51"
第 4 周		3.5 译码器	03-07 二进制译码器	11'25"
			03-08 二进制译码器的应用	10'43"
			03-09 二-十进制译码器	5'49"
			03-10 七段显示译码器	12'55"
			03-11 数字显示电路	12'32"
		3.6 数据分配器与数据选择器	03-12 数据分配器	9'8"
			03-13 数据选择器	11'10"
			03-14 数据选择器的应用	10'19"
		3.7 数值比较器与加法运算电路	03-15 数值比较器	9'34"
			03-16 数值比较器的应用	8'41"
第 5 周			03-17 半加器和全加器	7'9"
			03-18 多位数加法器	12'27"
	第四章锁存器和触发器（ 6 学时）	4.1 概述	04-01 概述	13'31"	第14周周6 23:00前完成
		4.2 SR锁存器	04-02 用或非门组成的 SR 锁存器（一）	13'24"
			04-03 用或非门组成的 SR 锁存器（二）	12'16"
			04-04 用与非门组成的 SR 锁存器	18'33"
			04-05 门控SR锁存器	10'6"
第 6 周		4.3 D锁存器	04-06 D锁存器的电路结构	14'38"
		4.3 D锁存器	04-07 D锁存器的动态特性	13'26"
		4.4 主从D触发器	04-08 主从D触发器	16'55"
			04-09 有其他控制端的 D 触发器（一）	12'45"
			04-10 有其他控制端的 D 触发器（二）	15'42"
			04-11 主从D触发器的动态特性	12'55"
		4.5 维持阻塞D触发器	04-12 维持阻塞D触发器	18'5"
		4.6 触发器的逻辑功能	04-13 D触发器	10'41"
			04-14 JK触发器	12'39"
			04-15 T触发器和SR触发器	13'2"
第 7 周	第五章时序逻辑电路（ 10 学时）	5.1 时序逻辑电路的基本概念	05-01 时序逻辑电路的基本概念	6'49"	第14周周6 23:00前完成
		5.1 时序逻辑电路的基本概念	05-02 时序逻辑功能的描述	10'8"
		5.2 同步时序逻辑电路的分析	05-03 同步时序逻辑电路分析（一）	9'33"
		5.2 同步时序逻辑电路的分析	05-04 同步时序逻辑电路分析（二）	14'2"
		5.3 同步时序逻辑电路的设计	05-05 同步时序逻辑电路设计（一）	12'8"
第 8 周		5.3 同步时序逻辑电路的设计	05-06 同步时序逻辑电路设计（二）	12'24"
		5.4 异步时序逻辑电路的分析	05-07 异步时序电路分析	13'59"
		5.5 寄存器和移位寄存器	05-08 寄存器及移位寄存器	18'45"
		5.6 计数器概念及异步二进制计数器	05-09 计数器概念和异步二进制计数器计数器	7'35"
第 9 周		5.7 同步二进制计数器	05-10 同步二进制计数器	9'59"
		5.8 集成计数器应用	05-11 集成计数器应用	14'56"
		5.9 其他计数器	05-12 其他类型计数器	7'1"
	第六章硬件描述语言 Verilog HDL（ 6 学时）	6.1 Verilog HDL程序的基本结构（可以提前到第4章之前学习6.1~6.6）	06-01 HDL概述	8'33"	第15周周6 23:00前完成
		6.1 Verilog HDL程序的基本结构（可以提前到第4章之前学习6.1~6.6）	06-02 HDL程序的基本结构	7'
		6.2 Verilog HDL基本语法规则	06-03 HDL基本语法规则（一）	10'44"
		6.2 Verilog HDL基本语法规则	06-04 HDL基本语法规则（二）	7'58"
第 10 周		6.3 Verilog HDL结构级建模	06-05 HDL结构级建模	10'42"
		6.4 Verilog HDL数据流建模	06-06 HDL数据流建模（一）	5'35"
		6.4 Verilog HDL数据流建模	06-07 HDL数据流建模（二）	5'35"
		6.5 组合逻辑电路的行为级建模	06-08 组合电路行为级建模	10'7"
		6.6 分层次的电路设计方法	06-09 分层次的电路设计	15'33"
		6.7 D触发器与寄存器行为级建模（学完第5章后，再学习6.7~6.11）	06-10 D触发器的行为级建模	16'17"
		6.7 D触发器与寄存器行为级建模（学完第5章后，再学习6.7~6.11）	6-11 寄存器的行为级建模	12'35"
		6.8 计数器与有限状态机的行为级建模	06-12 计数器的行为级建模	15'40"
		6.8 计数器与有限状态机的行为级建模	06-13 有限状态机的行为级建模	13'53"
		6.9 四位显示器的动态扫描控制电路设计	06-14 四位显示器的动态扫描控制电路设计	17'1"
		6.10 测试代码的编写与 ModelSim 功能仿真简介	06-15 编写组合电路的测试代码	12'35"
			06-16 基于ModelSim软件的功能仿真简介	15'27"
			06-17 编写时序电路的测试代码	13'54"
		6.11 常用系统任务和系统函数	06-18 常用的系统任务和系统函数	17'11"
第 11 周	第七章逻辑门电路（ 4 学时）	7.1 逻辑门电路简介	07-01 逻辑门电路简介	8'14"	第15周周6 23:00前完成
		7.2 基本CMOS逻辑门电路	07-02 MOS管及其开关特性	8'26"
		7.2 基本CMOS逻辑门电路	07-03 基本 CMOS逻辑门电路	7'48"
		7.3 CMOS逻辑门的不同输出结构	07-04 CMOS逻辑门的不同输出结构	11'31"
		7.4 CMOS逻辑门的主要参数	07-05 CMOS逻辑门的重要参数	12'14"
		7.5 类NMOS和BiCMOS逻辑门	07-06 类NMOS门电路和BiCMOS门电路	8'35"
		*7.6 TTL逻辑门电路（选学）	07-07 BJT的开关特性	8'3"
			07-08 TTL反相器	8'12"
			07-09 其它TTL门电路	8'23"
			07-10 抗饱和TTL门电路	8'51"
		7.7 逻辑门使用中的几个实际问题	07-11 逻辑门电路使用中的几个实际问题	16'46"
第 12 周	第八章半导体存储器（ 4 学时）	8.1 半导体存储器概述和分类	08-01 半导体存储器概述和分类	7'36"	第15周周6 23:00前完成
		8.2 只读存储器（ROM）	08-02 ROM的结构和工作原理	8'26"
			08-03 可编程ROM简介	16'38"
			08-04 ROM应用举例	9'9"
		8.3 随机存取存储器（RAM）	08-05 RAM的结构和工作原理	13'33"
			08-06 SRAM的读写操作定时图	6'38"
			08-07 同步SRAM、FIFO存储器及双口存储器简介	15'29"
			08-08 存储容量的扩展	8'42"
			08-09 RAM应用举例及本章小结	6'35"
第 13 周	第九章可编程逻辑器件（ 4 学时）	9.1 可编程逻辑器件概述	09-01 可编程逻辑器件概述	6'54"	第15周周6 23:00前完成
		9.1 可编程逻辑器件概述	09-02 可编程逻辑器件内部电路常用符号	4'59"
		9.2简单可编程逻辑器件	09-03 可编程逻辑阵列PLA和可编程阵列逻辑PAL	8'38"
		9.2简单可编程逻辑器件	09-04 通用阵列逻辑器件GAL	9'16"
		9.3 CPLD基本结构简介	09-05 CPLD基本结构简介	11'27"
		9.4 现场可编程门阵列FPGA	09-06-FPGA实现逻辑功能的基本原理	7'47"
		9.4 现场可编程门阵列FPGA	09-07 FPGA结构简介	12'47"
		*9.5 可编程逻辑器件开发过程简介( 选学)	09-08 可编程逻辑器件开发过程简介与本章小结	9'37"
			附1 基于Xilinx Vivado软件的FPGA开发过程
			附2 基于IP核的计数器电路设计
第 14 周	第十章脉冲波形的变换与产生（ 4 学时）	10.1 单稳态触发器	10-01 用门电路组成的微分型单稳态触发器	14'46"	第16周周6 23:00前完成
			10-02 集成单稳态触发器	7'32"
			10-03 单稳态触发器应用	8'10"
		10.2 施密特触发器	10-04 用门电路组成的施密特触发器	12'22"
			10-05 集成施密特触发器	7'11"
			10-06 施密特触发器应用	5'37"
		10.3 多谐振荡器	10-07 门电路组成的多谐振荡器	8'1"
			10-08 施密特触发器构成的多谐振荡器	5'43"
			10-09 石英晶体振荡器	7'52"
		*10.4 555定时器及其应用(选学)	10-10 555定时器及其组成的施密特触发器	7'31"
			10-11 555组成的单稳态触发器	7'42"
			10-12 555组成的多谐振荡器	6'23"
第 15 周	第十一章数模与模数转换器（ 4 学时）	11.1 D/A转换器	11-01 权电阻网络D/A转换器	10'14"	第16周周6 23:00，结业考试第17周三进行
			11-02 倒T形电阻网络D/A转换器	13'34"
			11-03 D/A转换器的输出方式	13'38"
			11-04 D/A转换器的主要技术指标	15'29"
		11.2 A/D转换器	11-05 A/D转换的一般工作过程	18'8"
			11-06 并行比较型A/D转换器	9'39"
			11-07 逐次比较型A/D转换器	11'33"
			11-08 双积分式A/D转换器	16'28"
			11-09 A/D转换器的主要技术指标	8'40"

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常见问题

（1）学习 “数字电子技术基础”课程需要哪些预备知识？

答：主要是模拟电子技术课程中半导体器件的基础知识，如二极管、三极管（MOS、BJT）的结构、工作原理及特性。

（2）数字电子技术和模拟电子技术之间有何区别？

答：在电子技术中，被传输、加工和处理的电信号通常分为两类：一类是模拟电信号，简称模拟信号或模拟量，其特点是它的电压或电流的幅值随时间连续变化。用于传输、加工和处理模拟信号的电子电路称为模拟电子技术，或简称模拟电路。

另一类是数字电信号，简称数字信号或数字量，其特点是它的电压或电流在幅值上和时间上都是离散的、不是连续的信号。表示数字量的信号称为数字信号。用于传输、加工和处理数字信号的电子电路称为数字电子技术，或简称数字电路。由于数字电路的各种功能是通过逻辑运算和逻辑判断来实现的，所以，又将数字电路称为数字逻辑电路。这两大类电路，都有着广泛的应用，其工程性和实践性很强。

（3）数字信号如何表示呢？

可以用两个离散值（0和1）来表示。

可以用高、低电平来表示。

还可以用波形图来表示。