数字电路设计？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-09-27 09:28 标签： 数字电路与逻辑设计张俊涛

(电子信息工程、电气与自动化本科专业适用)

西北师范大学物理与电子工程学院

西北师范大学电子信息工程专业课程教学大纲

《数字电子技术基础》是一门理论性、实践性很强的专业基础课程，是电子信息工程专业和电气与自动化专业的一门专业核心课，实验教学在该课程中占有极其重要的地位，本实验课程着眼于学生的动手技能和综合应用所学知识能力的培养。

通过实验验证理论，使学生进一步理解数字电路的基本原理，学会使用常用电子仪器的测量、调试数字电路逻辑功能的方法；学会使用各种集成数字电路元器件，使学生对基本数字电路具备初步分析、运用、设计的能力，具备分析检查与排除故障、解决和处理实验结果的能力，学会运用电子电路辅助设计软件进行电路设计并仿真，为后续课打下良好的基础。通过实验引导、启发学生解放思想、更新观念、摆正理论与实践的关系。

本课程所开实验内容参考实验项目总表，其中，基础性实验题目6个，设计性实验题目6个，综合性实验题目1个，共计13个实验。其中必做实验9个，选做实验4个。必做实验中的1个综合设计题目要求在四周时间内指导完成。

实验课教学分为教师讲解和学生操作两部分。上课时，教师首先利用30分钟左右的时间对实验原理和实验内容作讲解，然后学生根据教师讲解进行实验操作。另外，对于学生较难理解和实验课内容超前理论教学内容的操作，教师还应在实验之前做演示操作。

本实验建议采用综合评定的考核方法:平时成绩ⅹ40%+考试成绩ⅹ60%。平时成绩包括实验操作成绩占40%和实验报告成绩占60%。

实验报告是实验工作的全面总结，是教师考核学生实验成绩的主要依据。实验报告是学生分析、归纳、总结实验数据、讨论实验结果的书面记录。

实验报告要用规定的实验报告纸书写，其内容包括：实验名称、学生姓名、班号和实验日期、实验目的和要求、实验仪器、设备与材料、实验原理、实验步骤、实验数据、计算结果、实验结果分析、讨论与心得体会。

修订日期：2017年10月9日

大纲编写负责人：郭威彤，张维昭

负责实验室：数字电路实验室

  1. 训练学生用实验方法分析和研究数字电路的问题，使学生能更好的掌握电子技术实验的基础知识、基本方法和基本技能，养成实事求是的科学态度和积极创新的科学作风。
  2. 使学生了解组成数字计算机和其它数字系统的各种基本逻辑电路；能熟地运用有关基本知识和基本理论对各类逻辑电路进行分析。
  3. 通过对实验事实的分析,研究相关规律，理论联系实际，使学生既打好独立工作的基础，又能将所学知识真正应用于实践，并能根据具体问题设计出相应电路。
  4. 掌握逻辑电路设计的传统方法和采用中大规模集成电路、可编程逻辑器件进行逻辑设计的新方法。
  5. 使学生初步养成良好的工作品德和严肃的实验习惯，初步达到完成一份完整的实验报告应具的技术性、学术性。

基本门电路逻辑功能的测试

组合逻辑电路的设计（一）

组合逻辑电路的设计（二）

随机存取存储器（RAM）

（三）实验项目内容及要求

  1. 基本门电路逻辑功能的测试
  1. 验证常用TTL基本门电路的逻辑功能，用真值表记录实验数据，并判断是否与理论值吻
  1. 验证三态门的逻辑功能，学会三态门的简单电路连接，记录实验数据。
  2. 掌握基本门电路对应的集成块的应用。
  3. 给出简单的逻辑表达式，用集成块进行电路连接，填写实验结果。

2.用与非门组成的电路

  1. 掌握组合逻辑电路的设计方法。
  2. 学会用TTL门电路的逻辑功能的测试方法。
  3. 静态测试与非门的输入输出端电压值，分析结果。
  4. 利用与非门实现基本的逻辑功能，在实验箱上验证。
  5. 掌握组合逻辑电路的设计方法，逻辑函数的化简方法，以及用与非门实现特定的逻辑功能。

【实验设备和仪器】数字电路实验箱、导线、万用表；74LS00。

3.组合逻辑电路的设计（一）

  1. 掌握组合逻辑电路的设计方法和设计步骤。
  2. 学会用基本门电路实现组合逻辑电路。
  3. 给出设计题目、设计条件、设计要求，让学生自己动手设计组合逻辑控制电路，然后在实验箱上搭建电路并验证。目的是让学生初步掌握组合逻辑电路设计的方法及门电路的简单应用方法。

4.组合逻辑电路的设计（二）

  1. 掌握组合逻辑电路的设计方法和设计步骤。
  2. 学会用基本门电路实现组合逻辑电路。
  3. 给出设计题目、设计条件、设计要求，让学生自己动手设计组合逻辑控制电路，目的是让学生初步掌握组合逻辑电路设计的方法及门电路的简单应用方法。

【实验设备和仪器】数字电路实验箱、导线；74LS00、74LS32。

  1. 掌握二进制译码器的逻辑功能和特点。
  2. 用集成电路验证二进制译码器的逻辑功能，验证结果，记录数据。
  3. 用组合逻辑电路连接二进制译码器，记录数据，并与步骤二对比结果。
  4. 掌握译码器和数码管显示器的原理和应用，通过数码显示管掌握显示译码器的逻辑功能。
  5. 使用数码管显示特定字型。

【实验设备和仪器】数字电路实验箱、导线；74LS139、74LS248。

6.集成触发器及其应用

  1. 掌握各类触发器及测试方法。
  2. 熟悉D、JK触发器的触发方式。
  3. 利用集成数字电路验证基本RS、D、JK触发器的逻辑功能。
  4. 了解触发器之间的相互转换，实现不同触发器之间的转换，要求给出详细的转换步骤。

【实验设备和仪器】数字电路实验箱、导线；74LS00、74LS74、74LS76芯片。

  1. 掌握中规模集成计数器的使用方法。
  2. 学习运用上述组件设计简单计数器的技能。
  3. 验证各种进制的计数功能，并学会用真值表观察其波形的方法。
  4. 在实验箱上搭建已知电路，由实验结果分析逻辑功能。
  5. 设计一个特定进制计数器，目的是让学生初步掌握电路设计的方法及门电路的简单应用方法。

【实验设备和仪器】数字电路实验箱、导线；74LS90。

  1. 熟悉移位寄存器的组成和工作特点。
  2. 验证由触发器构成的移位寄存器的逻辑功能。
  3. 掌握集成双向移位寄存器74LS194的逻辑功能和使用方法。
  4. 验证集成双向移位寄存器74LS194的逻辑功能。
  5. 利用集成双向移位寄存器连接环形、扭环形计数器，并熟悉自启动的含义。
  6. 利用集成双向移位寄存器74LS194连接三分频电路，并学会用真值表观察其波形的方法。

【实验设备和仪器】数字电路实验箱、导线，74LS74、74LS194。

  1. 掌握锁存器74LS373的功能和应用。
  2. 验证锁存器74LS373的逻辑功能。
  3. 学会数据的串并转换，实现数据串行/并行转换的电路，并分析其工作原理，并通过实验观察数据的转换过程。

【实验设备和仪器】数字电路实验箱、导线，74LS373、74LS194。

  1. 熟悉555定时器的组成和工作原理。
  2. 掌握555定时器的应用。
  3. 利用555定时器连接多谐振荡器。
  4. 利用555定时器连接单稳态触发器。
  5. 利用555定时器设计一个楼梯路灯的控制电路。

【实验设备和仪器】数字电路实验箱、导线、二极管、电阻、电容，555定时器。

11.随机存取存储器（RAM）

  1. 熟悉RAM的工作原理及使用方法。
  2. 结合集成电路74LS193和74LS125连接RAM2114的读写电路，完成数据的写入。
  3. 改变74LS125的状态，实现RAM2114的数据读出，并比较是否与写入的数据一致。
  1. 了解模数转换器的结构与工作原理。
  2. 了解模数转换器ADC0809的性能指标与使用。
  3. 验证输入模拟信号为单极性的模数转换器ADC0809的逻辑功能。
  4. 设计电路，完成输入模拟信号为双极性的模数转换器，记录数据结果，并用示波器观察输出波形。

【实验设备和仪器】数字电路实验箱、导线、万用表、示波器、电位器，ADC0809。

13.数字综合设计实验

  1. 掌握逻辑电路设计的传统方法和采用中大规模集成电路、可编程逻辑器件进行逻辑设计的新方法，能根据客观提出的设计要求选用合适的集成电路芯片完成各种逻辑部件的设计。
  2. 多路流水灯的设计、自动寻迹小车的设计、数字钟的设计、数字（四位）倒计时器的设计、五位计数/计时器的设计、数字频率计的设计，上述实验六选一。

【实验设备和仪器】根据所选题目，学生自己准备。

1．杨志民、马永杰，《电工学和电路分析实验》，电子科技大学出版社，1994年3月第一版

2．摆玉龙、张维昭、张津京，《电子技术实验教程》，清华大学出版社，2015年12月第一版

本课程使用教具和现代教育技术的指导性意见

本实验课程使用EL-ELL-V、TPE-D3II型数字电路实验装置用于学生的学习。在引进国内先进课件的基础上，将结合我院教学研究和改革的实践，不断改革教学内容、方法和手段，逐步自主开发一些具有特色的电路分析实验，以丰富实验教学的内容，活跃学生的思想，增强学生对电路分析实验的兴趣 ，进一步提高实验教学质量。

内容卖点提练：（1）以应用为导向，注重原理设计，简化器件内部电路分析，突出器件的功能及应用；（2）在精简教学内容的同时，注重教材内容的完整性；（3）紧贴应用，通过应用实例，由浅入深，循序渐进，培养系统设计能力。

本书分为三篇共12章。第一篇为数字电路基础，分为2章，主要讲述数字电路的基本概念、数制与编码以及数字系统分析与设计的工具－逻辑代数。第二篇讲述数字系统设计中常用的集成电路，分为7章，以原理为主线，以器件为目标，讲述基本门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路以及存储器、脉冲电路和A/D、D/A转换器，并通过章内的思考与练习和章未典型的设计项目以便及时地掌握应用。第三篇介绍数字设计新技术。分为3章，介绍EDA技术的概念、Verilog HDL硬件描述语言以及常用数字器件的描述和有限状态机设计方法。

前言 “数字电路与逻辑设计”是电子信息类和计算机类相关专业一门重要的专业基础课程，理论性和实践性都很强。在多年的电子技术教学实践中，编者深切地体会到高等教育必须适应社会的需求，将学以致用作为培养目标，组织教材内容和编写模式，设计项目和习题，使学生能够从系统的角度学习数字电路，进而提高系统设计的能力。 本书编者具有二十多年的电子技术教学经验，主讲EDA技术课程十多年，并具有组织和指导大学生电子设计竞赛、EDA/SOPC电子设计专题、模拟及模数混合应用电路竞赛十多届的丰富经验，为了达到学以致用的培养目标，编者在教材的架构、内容的侧重点、设计项目的构思、思考与练习和习题的精选等方面深入思考、精心安排。为了体现“数字电路与逻辑设计”课程的专业基础性，并兼顾没有时序电路难以有效构成数字系统的应用特点，本书采用理论与实践相结合的编排方式，在讲清数字电路理论的同时，注重器件的原理、功能及应用。为了突出教材的针对性和实用性，多数章节配有用于课堂启发教学的思考与练习，并在章末附有设计项目和习题，由浅入深，举一反三，注重系统观念的培养和应用能力的提高。 全书共三篇。第一篇为数字电路基础，分为2章，主要讲述数字电路的基本概念、数制与编码以及数字电路分析与设计的工具——逻辑代数。第二篇讲述数字系统设计中常用的集成电路，分为7章，以原理为主线，以器件为目标，并通过章内的思考与练习、章末典型的设计项目以便读者及时地掌握知识点并加以应用。第三篇介绍数字设计新技术，分为3章，主要介绍EDA技术的概念、Verilog HDL硬件描述语言以及常用数字器件的描述和有限状态机的设计方法，并配合设计项目，使读者能够快速地熟悉数字系统设计新技术。 本书的编写力求突出3个特点： （1） 精简——以应用为导向，注重原理设计，简化器件内部电路分析，突出器件的功能、特性和应用。 （2） 完整——在精选内容的同时，注重知识点的完整性。基本门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路、存储器、脉冲电路和A/D、D/A转换器在数字系统设计中不可或缺，因此本书均有介绍。 （3） 实用——通过章内的思考与练习以及许多典型的设计项目和设计性习题，由浅入深，循序渐进，培养读者系统设计的能力。 本书主要由张俊涛编写，陈晓莉参与编写了部分内容，帮助绘制了书中的插图，并承担了微课视频的录制、剪辑和优化工作。在本书编写过程中，编者参考了国内外许多经典的数字电路教材和著作，在此向相关作者表示深深的谢意。 本书可作为电子信息类、计算机类等专业本科教材或教学参考书，也可以作为数字电路自学和电子技术课程设计的参考书。将本书作为教材时可采用少学时和多学时两种教学模式，少学时可只讲述第一篇和第二篇，因为前两篇已经涵盖了传统数字电子技术的经典内容； 多学时可选讲第三篇，以拓展视野，进一步提高数字系统设计的能力。 本书配套提供教学大纲、教学课件和习题解答，仅面向选用本书作为教材的高校教师。书中“*”标记的习题表示该习题的复杂度超出了基本教学要求，属于提高部分的内容，与“课程设计”和“竞赛”相关。 鉴于编者的水平，书中难免存在疏漏、不妥甚至错误之处，恳请读者提出批评意见和改进建议。 编者2020年7月

我要回帖

更多关于 数字电路与逻辑设计张俊涛 的文章

 

随机推荐