課程(名稱.編號)簡索

領導藝術.綜合管理        人力資源.企業培訓        職務能力培訓系統班        銷售實戰.市場行銷        職場技能.個人成長        Office白領辦公達人        財經金融.投資理財        語言學習.出國留學        中國大陸證照培訓        資格考試.考証培訓        文化.生活.興趣.保健        生產管理.採購物流        移動開發        前端開發        後端開發        數據庫.服務器        網頁平面設計        雲計算.大數據        網絡營銷推廣        自然學科        工程技術學科

經濟管理學科

醫.藥.農.林學科

法律 學科

計算機工程學科

哲學.歷史學科

文學.藝術學科

教育社會學科

外語 學科

醫藥農林        哲學歷史        文學藝術        工程技術        基礎科學        經管法學

     數字電子技術已經滲透到現代社會的各個領域，大到航空、航天，小到我們身邊的手機和電器，數字電子技術改變了我們的生活方式。西安電子科技大學國家級精品課程「數字電路與系統設計」，將帶你進入數字電子技術的世界，讓你從一個數字電子產品的消費者成為一個設計者！

課程概述

    「數字電路與系統設計」被評為國家級精品課程,2015年9月10日在西電學堂建設了「數字電路與系統設計-絲綢之路雲課堂」。精品課程建設以來,實現了多種教學體系的靈活組合，為學生提供了根據興趣、愛好和今後的發展來設計課程學習的平台。

課程的性質

「數字電路與系統設計」是電子信息、計算機技術、自動控制、工業自動化、檢測技術、生物醫學工程等專業本科生必修的學科基礎課程。

課程的目標與任務

要求學生掌握數字電路的基本概念、基本原理和基本方法，瞭解電子設計自動化（EDA：Electronic Design Automation）技術和工具。數字電路部分要求學生掌握數制及編碼、邏輯代數及邏輯函數的知識；掌握組合邏輯電路的分析與設計方法，熟悉常用的中規模組合邏輯部件的功能及其應用；掌握同步時序邏輯電路的分析和設計方法，典型的中大規模時序邏輯部件。掌握EDA設計工具，培養學生設計較大規模的數字電路系統的能力。注重學生學習新知識、掌握新方法、培養新技能、解決新問題。

課程內容主要包括：數字電路基礎知識(數制、編碼、邏輯代數、邏輯門、觸發器等)，組合電路分析、設計方法，時序電路分析、設計方法，脈衝波形的產生與整形、可編程邏輯器件以及模擬-數字轉換等。

本課程與其它課程的聯繫和分工

學習該課程的先修課程有：高等數學、普通物理、電路分析基礎、模擬電路。「數字電路與系統設計」在學科基礎中的地位既要體現數字電子線路作為一門課程的完整性和電子線路體系結構的特點，也要體現為後續課程服務的目的。後續的專業課程如計算機組成原理，微機原理、接口技術等都是數字電路系統高度集成的體現。數字電路與系統設計為後續課程進行了基礎知識準備。



授課目標

通過本課程的學習，使學習者系統的掌握數字電路的基本概念、基本原理和基本方法，熟悉電子設計自動化（EDA）技術和現代工具；掌握邏輯電路的分析與設計方法，熟悉常用的邏輯器件及其中大規模邏輯器件的應用；培養學習者分析與設計較大規模的數字電路系統的能力和解決工程問題的能力。



課程大綱


第一章 數制與編碼

1. 教學內容

常用數制的表示方法與相互轉換；常用編碼的表示方法

2. 基本要求

1) 掌握常用數制（2、8、10、16進制數）的表示與相互轉換的方法。
2) 掌握常用編碼（842BCD碼、5421BCD碼、余3碼、格雷碼等）的表示方法。

3. 重點、難點

重點：二進制，十六進制。
難點：格雷碼的掌握。

1.1 數字電路概述
1.2 數字系統簡介
1.3 數制的表示
1.4 二、十六（八）進制轉換成十進制
1.5 十進制轉換成二進制
1.6 BCD編碼
1.7 循環碼(格雷碼）
1.8 奇/偶編碼
1.9 帶符號數的編碼
1.10 本章小結與問題解答

第001講 1.1 數字電路概述 → 00:03:18
第002講 1.2 數字系統簡介 → 00:04:26
第003講 1.3 數制的表示 → 00:06:59
第004講 1.4 二、十六八進制轉換成十進制 → 00:04:19
第005講 1.5 十進制轉換成二進制 → 00:06:19
第006講 1.6 BCD編碼 → 00:12:13
第007講 1.7 循環碼(格雷碼 → 00:04:13
第008講 1.8 奇偶編碼 → 00:02:49
第009講 1.9 帶符號數的編碼 → 00:06:31
第010講 1.10 本章小結與問題解答 → 00:06:12


第二章 邏輯代數基礎

1. 教學內容

基本邏輯運算與邏輯門；邏輯代數的基本定理、規則和主要公式；標準表達式和常用的五種表達式及相互轉換方法；邏輯函數代數化簡法和卡諾圖化簡法；包含無關項邏輯函數的表示方法及化簡，多輸出邏輯函數的化簡方法

2. 基本要求

1）熟練掌握基本邏輯運算與邏輯門。
2）熟練掌握邏輯代數的基本定理、法則和主要公式。
3）熟悉邏輯函數的標準表達式和常用的五種表達式及相互轉換。
4）熟練掌握邏輯函數代數化簡法和卡諾圖化簡法。
5）掌握包含無關項邏輯函數的表示方法及化簡，多輸出邏輯函數的化簡方法。

3. 重點、難點

重點：邏輯門與邏輯代數的基本定理和法則。
難點：多元邏輯函數的化簡。

2.1 邏輯代數的三種基本運算
2.2 邏輯代數公式
2.3 化簡公式
2.4 三個重要規則
2.5 復合邏輯運算和復合門
2.6 邏輯門的等效符號
2.7 集電極開路門和三態邏輯
2.8 邏輯函數的常用形式
2.9 邏輯函數的兩種標準形式
2.10 代數法化簡
2.11 卡諾圖構成與表示
2.12 卡諾圖的合併規律
2.13 化簡為最簡與或式
2.14 化簡為最簡或與式
2.15 無關項邏輯函數及其化簡

第011講 2.1 邏輯代數的三種基本運算 → 00:13:08
第012講 2.2 邏輯代數公式 → 00:09:14
第013講 2.3 化簡公式 → 00:13:23
第014講 2.4 三個重要規則 → 00:09:48
第015講 2.5 復合邏輯運算和復合門 → 00:13:40
第016講 2.6 邏輯門的等效符號 → 00:03:56
第017講 2.7 集電極開路門和三態邏輯 → 00:04:50
第018講 2.8 邏輯函數的常用形式 → 00:08:49
第019講 2.9.1 邏輯函數的兩種標準形式一 → 00:16:26
第020講 2.9.2 邏輯函數的兩種標準形式二 → 00:14:06
第021講 2.10 代數法化簡 → 00:15:59
第022講 2.11.1 卡諾圖構成與表示卡諾圖構成 → 00:16:09
第023講 2.11.2 卡諾圖構成與表示卡諾圖的表示 → 00:11:54
第024講 2.12 卡諾圖的合併規律 → 00:13:38
第025講 2.13 化簡為最簡與或式 → 00:19:16
第026講 2.14 化簡為最簡或與式 → 00:11:40
第027講 2.15.1 無關項邏輯函數及其化簡無關項 → 00:09:59
第028講 2.15.2 無關項邏輯函數及其化簡化簡 → 00:11:56


第三章 組合邏輯電路

1. 教學內容

組合電路的分析方法和設計方法；常用MSI（中規模）組合邏輯器件（變量譯碼器、數據選擇器等）的邏輯功能，擴展方法及應用；MSI器件構成組合電路的設計方法和分析方法；組合電路的競爭冒險現象及消除方法。

2. 基本要求

1）掌握組合電路的分析方法和設計方法。
2）熟悉常用MSI組合邏輯部件（變量譯碼器、數據選擇器等）的邏輯功能，擴展方法及應用。
3）掌握由MSI器件構成組合電路的設計方法和分析方法。
4）瞭解組合電路的競爭冒險現象及消除方法。

3. 重點、難點

重點：由門電路進行組合電路的設計。
難點：中規模集成電路芯片使能端的利用。

3.1 組合邏輯電路的分析
3.2 組合邏輯電路的設計
3.3 譯碼器功能
3.4 譯碼器的應用
3.5 數據選擇器功能
3.6 數據選擇器應用
3.7 數據選擇器的擴展

第029講 3.1 組合邏輯電路的分析 → 00:10:03
第030講 3.2 組合邏輯電路的設計 → 00:15:11
第031講 3.3 譯碼器功能 → 00:10:31
第032講 3.4.1 譯碼器的應用應用 → 00:16:29
第033講 3.4.2 譯碼器的應用擴展 → 00:04:55
第034講 3.5 數據選擇器功能 → 00:11:27
第035講 3.6.1 數據選擇器應用一 → 00:10:50
第036講 3.6.2 數據選擇器應用二 → 00:15:56
第037講 3.7 數據選擇器的擴展 → 00:11:42


第四章 觸發器

1. 教學內容

基本RS觸發器及鍾控（RS、D、T、JK）觸發器的邏輯電路、功能及其描述方法；常用集成觸發器的邏輯符號及時序波形圖。

2. 基本要求

1）掌握基本RS觸發器及鍾控（RS、D、T、JK）觸發器的功能及其描述方法。
2）熟悉常用集成觸發器的邏輯符號及時序波形圖的畫法。

3. 重點、難點

重點：觸發器的多種描述方法。
難點：觸發器的空翻。

4.1 觸發器概述
4.2 基本RS觸發器的描述方法
4.3 時鐘控制觸發器
4.4 主從和邊沿觸發器
4.5 觸發器的邏輯符號及時序圖

第038講 4.1 觸發器概述 → 00:13:18
第039講 4.2 基本RS觸發器的描述方法 → 00:23:57
第040講 4.3.1 鍾控RS觸發器 → 00:06:38
第041講 4.3.2 鍾控D觸發器 → 00:05:53
第042講 4.3.3 鍾控JK觸發器 → 00:08:01
第043講 4.3.4 鍾控T觸發器 → 00:05:09
第044講 4.4.1 電平鍾控觸發器存在的空翻現象 → 00:03:26
第045講 4.4.2 主從觸發器 → 00:07:06
第046講 4.4.3 邊沿JK觸發器 → 00:04:43
第047講 4.5.1 觸發器的邏輯符號 → 00:07:18
第048講 4.5.2 時序波形 → 00:16:48


第五章 時序邏輯電路

1. 教學內容

同步時序電路分析方法，激勵函數和輸出函數、狀態方程、狀態表、時序波形；同步時序電路設計方法，原始狀態圖的建立，狀態化簡，狀態分配；典型MSI時序邏輯部件（計數器、寄存器等）的邏輯功能，擴展方法及應用；以MSI為主的典型同步時序電路的分析方法與設計方法，任意模值計數器；移位型計數器；序列碼發生器；異步時序電路的主要特點。

2. 基本要求

1）掌握同步時序電路的分析方法，要求根據電路能正確寫出激勵函數和輸出函數、狀態方程、列出狀態表、畫出狀態圖、時序圖，分析其功能。
2）掌握同步時序電路的一般設計方法和步驟，原始狀態圖的建立，狀態化簡，狀態分配，畫出電路圖。
3）掌握典型MSI時序邏輯器件（74160、74161、74194等）的邏輯功能，擴展方法及應用。
4）掌握以MSI為主的任意模值計數器；移位型計數器；序列碼發生器。
5）瞭解數字電路仿真軟件的使用。
6）瞭解異步時序電路的主要特點。

3. 重點、難點

重點：狀態表，MSI時序邏輯部件的邏輯功能及應用。
難點：電路自啟動自校正的設計。

5.1 時序邏輯電路的分類
5.2 同步時序電路的分析
5.3 同步時序電路的仿真分析
5.4 環形計數器分析舉例
5.5 環形計數器的仿真分析
5.6 序列碼檢測電路分析
5.7 同步時序電路設計
5.8 可逆計數器的設計仿真
5.9 建立原始狀態圖或狀態表
5.10 建立原始狀態圖或狀態表舉例
5.11 狀態化簡
5.12 狀態分配
5.13 同步時序邏輯電路的設計舉例
5.14 集成計數器
5.15 集成計數器級聯
5.16 異步清零法實現任意模值計數器
5.17 同步置數法實現任意模值計數器
5.18 可編程任意模值計數器
5.19 分頻器
5.20 集成寄存器
5.21 集成移位寄存器構成環形計數器
5.22 扭環計數器
5.23 序列信號檢測器
5.24 序列信號發生器

第049講 5.1 時序邏輯電路的分類 → 00:07:36
第050講 5.2.1 同步時序電路的分析 → 00:11:55
第051講 5.2.2 同步時序電路的分析續 → 00:11:39
第052講 5.3 同步時序電路的仿真分析 → 00:14:40
第053講 5.4 環形計數器分析舉例 → 00:15:45
第054講 5.5 環形計數器的仿真分析 → 00:17:12
第055講 5.6 序列碼檢測電路分析 → 00:13:14
第056講 5.7.1 同步時序電路設計 → 00:13:24
第057講 5.7.2 同步時序電路設計續 → 00:11:30
第058講 5.8 可逆計數器的設計仿真 → 00:16:19
第059講 5.9 建立原始狀態圖或狀態表 → 00:20:20
第060講 5.10 建立原始狀態圖或狀態表舉例 → 00:22:44
第061講 5.11 狀態化簡 → 00:24:59
第062講 5.12 狀態分配 → 00:11:04
第063講 5.13 同步時序邏輯電路的設計舉例 → 00:14:32
第064講 5.14 集成計數器 → 00:16:50
第065講 5.15 集成計數器級聯 → 00:15:17
第066講 5.16 異步清零法實現任意模值計數器 → 00:15:11
第067講 5.17 同步置數法實現任意模值計數器 → 00:13:25
第068講 5.18 可編程任意模值計數器 → 00:24:36
第069講 5.19 分頻器 → 00:13:51
第070講 5.20 集成寄存器 → 00:24:38
第071講 5.21 集成移位寄存器構成環形計數器 → 00:18:57
第072講 5.22 扭環計數器 → 00:21:52
第073講 5.23 序列信號檢測器 → 00:13:29
第074講 5.24 序列信號發生器 → 00:21:47


第六章 脈衝波形的產生與整形

1. 教學內容

555定時器的基本工作原理，典型應用（單穩、多諧、施密特觸發器）的基本特點及電路的分析方法；集成單穩電路；晶體振蕩器，集成晶體振蕩器產品。

2. 基本要求

1） 掌握555定時器的基本工作原理及典型應用（單穩、多諧、施密特觸發器）的基本特點及電路的分析方法
2）瞭解集成單穩電路的基本原理及使用方法
3）掌握晶體振蕩器，瞭解集成晶體振蕩器產品的性能指標。

3. 重點、難點

重點：555定時器。
難點：提高振蕩電路性能需要考慮的因素。

6.1 555定時器的結構與功能
6.2 555定時器的典型應用一（施密特觸發器）
6.3 555定時器的典型應用二（單穩態觸發器）
6.4 555定時器的典型應用三（多諧振蕩器）
6.5 集成單穩態觸發器
6.6 石英晶體、邏輯門構成的晶體振蕩電路
6.7 集成晶體振蕩器

第075講 6.1 555定時器的結構與功能 → 00:18:05
第076講 6.2 555定時器的典型應用一施密特觸發器 → 00:14:56
第077講 6.3.1 555定時器的典型應用二 → 00:11:45
第078講 6.3.2 555定時器的典型應用二續 → 00:16:10
第079講 6.4.1 555定時器的典型應用三 → 00:18:20
第080講 6.4.2 555定時器的典型應用三續 → 00:08:53
第081講 6.5 集成單穩態觸發器 → 00:09:29
第082講 6.6 石英晶體、邏輯門構成的晶體振蕩電路 → 00:19:12
第083講 6.7 集成晶體振蕩器 → 00:10:42


第七章 集成邏輯門

1. 教學內容

TTL與非門的基本工作原理，主要外特性和參數；集電極開路門和三態門的主要特點；CMOS邏輯門的特點和使用方法。

2. 基本要求

1）瞭解典型TTL與非門的基本工作原理，掌握其主要外特性和參數。
2）掌握集電極開路門和三態門的主要特點。
3）掌握CMOS邏輯門的主要特點和使用方法。

3. 重點、難點

重點：TTL與非門的主要外特性和參數。
難點：集電極開路門。

7.1 數字集成電路的分類
7.2 TTL與非門的工作原理
7.3 TTL與非門的特性與參數
7.4 TTL集成電路系列
7.5 集電極開路門和三態門電路
7.6 CMOS集成邏輯門
7.7 TTL與CMOS器件使用時應注意的問題
7.8 CMOS電路使用時應注意的問題
7.9 輸入、輸出端與外接電路

第084講 7.1 數字集成電路的分類 → 00:14:14
第085講 7.2 TTL與非門的工作原理 → 00:14:30
第086講 7.3 TTL與非門的特性與參數 → 00:14:46
第087講 7.3 TTL與非門的特性與參數續 → 00:11:49
第088講 7.4 TTL集成電路系列 → 00:03:00
第089講 7.5 集電極開路門和三態門電路 → 00:16:50
第090講 7.6 CMOS集成邏輯門 → 00:14:38
第091講 7.7 TTL與CMOS器件使用時應注意的問題 → 00:04:12
第092講 7.8 CMOS電路使用時應注意的問題 → 00:00:51
第093講 7.9 輸入、輸出端與外接電路 → 00:03:25


第八章 存貯器與可編程邏輯器件

1. 教學內容

ROM和RAM的原理與擴展； ROM陣列圖及其應用；可編程邏輯器件（PLD、CPLD、FPGA）的基本特點和應用。

2. 基本要求

1）掌握ROM和RAM的基本工作原理與擴展。
2）掌握ROM陣列圖的應用與實現組成邏輯函數的基本工作原理。
3）掌握可編程邏輯器件（PLD、CPLD、FPGA）的基本特點和應用。

3. 重點、難點

重點：ROM的基本工作原理，PLD特點與應用。
難點：ROM實現組成邏輯函數。

8.1 半導體存儲器概述
8.2 ROM的應用
8.3 隨機存取存儲器(RAM)
8.4 可編程邏輯器件
8.5 FPLA在組合邏輯和時序邏輯設計中的應用
8.6 高密度可編程邏輯器件

第094講 8.1 半導體存儲器概述 → 00:12:58
第095講 8.2 ROM的應用 → 00:16:48
第096講 8.3 隨機存取存儲器(RAM) → 00:14:24
第097講 8.4 可編程邏輯器件 → 00:13:15
第098講 8.5 FPLA在組合邏輯和時序邏輯設計中的應用 → 00:16:11
第099講 8.6 高密度可編程邏輯器件 → 00:15:17


第九章 D/A和A/D轉換

1. 教學內容

D/A和A/D轉換器的基本原理；典型集成D/A和A/D芯片的特點。

2. 基本要求

1）瞭解D/A和A/D轉換器的基本原理和主要技術指標。
2）瞭解典型集成D/A和A/D芯片的特點。

3. 重點、難點

重點：D/A和A/D轉換器的主要技術指標。
難點：D/A和A/D轉換器的基本原理。

9.1 概述
9.2 數模轉換器-主要技術指標
9.3 數模轉換器-工作原理
9.4 模數轉換器-主要技術指標
9.5 模數轉換器-工作原理

第100講 9.1 概述 → 00:04:32
第101講 9.2 數模轉換器-主要技術指標 → 00:04:40
第102講 9.3 數模轉換器-工作原理 → 00:10:10
第103講 9.4 模數轉換器-主要技術指標 → 00:04:05
第104講 9.5 模數轉換器-工作原理 → 00:06:22