数字电子技术基础

21世纪,没有任何一项技术像电子技术一样“割裂”着我们的生活,让我们在现实和虚拟世界中游走。当我们享用着手机、电脑、iPad给我们的生活带来乐趣的同时,你们是否想探索它们背后的秘密?跟我们一起来学数字电子技术,从简单的数字电路分析到设计案例的成功实践,实现从新手到数字化高手的蜕变!

哈尔滨工业大学

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数字电子技术基础
  • 分类: 电子
  • 平台: 中国大学MOOC
  • 语言: 中文

课程概述

数字电子技术基础课程是为电气信息类及相关专业的本科生开设的一门专业基础课,是电类专业本科生的必修课程,对实现专业人才培养目标具有承上启下的关键作用。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。在职电气科技人员和社会人员通过本门课程的学习,也会提高解决实际工程问题的能力。

授课目标

本课程的教学目的如下:(1) 掌握电子技术的基本理论、基本知识和基本分析方法,能够分析由多个单元电路组成的电子电路系统的工作原理; (2) 了解电子技术的发展趋势,掌握最新的电子技术知识;(3) 具有采用计算机仿真软件进行分析和设计简单电子电路的能力;(4) 具有独立查阅电子技术资料的能力。

证书要求

课堂测试与章节单元测验占30%,完成设计案例作业占20%,期末考试占50%。
按百分制计分,60分~84分为合格,85分~100分为优秀。

预备知识

电路基础,模拟电子技术基础。

授课大纲

第一章 逻辑代数
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
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

第二章 逻辑门电路
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
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

第三章 组合逻辑电路
组合数字电路分析
组合数字电路设计
加法器
编码器
二进制译码器
代码转换译码器
显示译码器
数据选择器
数码比较器
竞争与冒险

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,北京,高等教育出版社,2011
[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

(1) “数字电子技术基础”课程需要哪些预备知识?
答: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。
(2)数字电路和模拟电路的区别?
答: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。
(3)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?
答: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。

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