0.2 “数字电子技术基础”学习方法
“数字电子技术基础’’课程总体上分为以下几部分。一是数字电路的基本单元电路:门电路和触发器。二是数字电路的分析与设计工具:逻辑代数。三是组合电路或时序电路的分析与设计。四是各种典型电路集成器件的结构、性能和工作原理。五是存储器和可编程逻辑器件。
根据“数字电子技术基础”课程的特点,在学习过程中应注意以下几点: 1,注重掌握基本概念、基本原理、基本分析和设计方法
数字电子技术发展很快,各种用途的电路千变万化,但它们具有共同的特点,所包含的基本原理和基本分析和设计方法是相通的。我们要学习的不是各种电路的简单罗列,不是死记硬背各种电路,而是要掌握它们的基本概念、基本原理、基本分析与设计方法。只有这样才能对给出的任何一种电路进行分析,或者根据要求设计出满足实际需要的数字电路。 2,抓重点,注重掌握功能部件的外特性
数字集成电路的种类很多,各种电路的内部结构及内部工作过程千差万别,特别是大规模集成电路的内部结构更为复杂。学习这些电路时,不可能也没有必要一一记住它们,主要是了解电路结构特点及工作原理,重点掌握它们的外部特性(主要是输入和输出之间的逻辑功能)和使用方法,并能在此基础上正确地利用各类电路完成满足实际需要的逻辑设计o
3,注意归纳总结
数字集成电路的应用广泛,学好数字电子技术课程需要掌握一些典型电路,因为这些典型电路是构成数字系统的部件。掌握它们包括了解它们的功能、结构特点及应用背景,并注意总结归纳,掌握其本质。例如,译码器和数据选择器都可以实现逻辑函数,但两者的区别是,一个n位二进制输入端的译码器,只能用于产生变量数不大于n的组合逻辑函数,它可以附加门电路,实现多个输出的组合逻辑电路二一个n个地址输人端的数据选择器,可以实现变量数为n+1的逻辑函数。由于数据选择器只有一个输出端,所以只能实现单个输出的逻辑函数。
4,注意理论联系实际
电子技术基础课程学习的最终落脚点是对实际电路的分析和设计。经过理论分析和计算得到的设计结果还必须搭建实际电路进行测试,以检验是否满足设计要求。由于电子器件的电气特性具有分散性,理论设计出的电路在实际中也会出现意想不到的现象。例如用实验验证计数器74161和一些门构成的六十进制计数译码显示电路。一些同学的理论设计和线路连接均没有问题,但实验中出现了由竞争冒险产生的错误计数,此时只要在反馈门的输出端与地之间接一个小电容。即可消除竞争冒险。
5.注意新技术的学习
电子技术的发展是以电子器件的发展为基础的,新的器件层出不穷,旧的器件随时被淘汰。因此教材中出现的集成电路芯片有可能已不生产,要用发展的观点使用教材。
可编程器件的迅速发展使数字电路或系统的实现更灵活,可靠性高,功耗低,体积小。可编程器件的使用离不开EDA软件。 EDA已成为从事电子电路设计人员必须掌握的技术,也是培养学生分析解决问题的能力和创新能力的一个重要环节。
为了帮助学生学习,现将教育部高等学校电子信息与电气信息类基础课程教学指导委员会电子技术基础教学基本要求制定小组于20xx年x月制定的“数字电子技术基础’’课程教学基本要求附在数字电路教学大纲中。
湖南师范大学硕士研究生入学考试自命题考试大纲 考试科目代码:[加试科目] 考试科目名称:数字电子技术
一、试卷结构
1) 试卷成绩及考试时间
本试卷满分为100分,考试时间为180分钟。
2)答题方式
答题方式为闭卷、笔试。
3)试卷内容结构
数字电子技术
4)题型结构
A、填空题、选择题:
B、简答题、论述题: 10小题,每小题3分,共30分 2题,每题5分,共10分 100%
C、计算题、分析题(含画波形、证明题): 6题,每题10分,共60分
二、考试内容与考试要求
数字电子技术
考试目标:
1.考察考生对于数字电子技术中重要概念、基本理论、基本电路功能、基本元器件的理解和掌握。
2.考察考生对于组合逻辑电路、简单时序逻辑电路的主要分析方法与设计方法的掌握以及基本运用情况。
3.进一步考察考生融会贯通、熟练运用所学上述知识和方法,对综合性问题或相对复杂的应用问题进行分析与解答的能力。
考试内容:
一、数制和码制
1.各种数制的表示及相互转换
二进制、八进制、十进制、十六进制等任意进制数的一般表达式;
2.二进制数的表示、计算及其换算
无符号二进制数的算术运算、原码、反码和补码等形式
3.常用编码原理和表示方式
BCD码、ASCII码等编码;0~9所对应ASCII码值
二、门电路
1.最基本的逻辑门电路
与、或、非门的逻辑功能、逻辑符号、真值表
2.常用的逻辑门电路;
与非、或非、同或、异或等门电路的逻辑功能、逻辑符号、真值表
3.典型CMOS逻辑门电路
与、或、非、与非、或非等CMOS门电路的电路构成、工作原理及静态、动态特性
4.典型TTL逻辑门电路
与、或、非、与非、或非等TTL门电路的电路构成、工作原理及静态、动态特性
5.其他类型门电路
集电极开路门(OC门)、三态门的特点、逻辑符号和应用;线与的概念及应用
6.TTL电路与CMOS电路的接口
三、逻辑代数基础
1.基本逻辑运算和常用复合逻辑运算
基本逻辑:与、或、非;常用复合逻辑:与非、或非、同或、异或等
2.逻辑代数的基本公式、常用公式
变量与常量运算规则,交换律、结合律、分配率,重叠律、互补律、还原律、吸收律等公式
3.逻辑代数的基本定理
代入定理、反演定理、对偶定理
4.逻辑表达式的等价变换
运用上述公式、定理进行逻辑表达式的等价变化;逻辑函数的最小项表示法
5.逻辑函数的各种表示方法
逻辑表达式、真值表、逻辑电路图、卡诺图、波形图等不同表示方法;各种表示方法之间的相互转换
6.逻辑函数的化简
运用公式法化简;运用卡诺图法化简
四、组合逻辑电路分析和设计
1.组合逻辑电路的概念和特点
2.组合逻辑电路的分析方法和设计方法
掌握进行组合逻辑电路分析的一般步骤;掌握进行组合逻辑电路设计的一般步骤
3.各种常用的组合逻辑电路
编码器(8-3编码器、4-2编码器、优先编码器、)、译码器(3-8译码器、2-4译码器、二-十进制译码器、显示译码器、LED数码管)、数据选择器(四选一、八选一)、数据分配器、数值比较器、加法器(半加器、全加器、两者相互转换、多位加法器)等结构、功能和应用;
用译码器或数据选择器等实现组合逻辑函数的方法;
常用集成组合逻辑电路(74xx138、74xx42、74xx48、74xx153、74xx151、
74xx183等)的功能、使用方法及其应用
五、触发器
1.触发器的不同触发条件
电平触发,脉冲触发,边沿触发
2.各种不同功能的触发器
RS触发器、JK触发器、D触发器、T和T′触发器;
各种触发器的逻辑功能、特性表、逻辑符号、特性方程、状态转换图; 各种触发器之间逻辑功能的转换方法,并能够画出触发器电路的时序波形图
3.触发器的电路结构、工作原理及工作特点
基本RS触发器、同步结构、主从结构、维持阻塞结构
六、时序逻辑电路
1.时序逻辑电路的特点、分类
同步时序电路;异步时序电路
2.常用的时序逻辑电路
各种寄存器(并行、移位寄存器)的分类、工作原理、电路特点、逻辑功能; 同步二进制加法计数器、同步十进制加法计数器,异步二进制加/减法计数器、异步十进制加法的工作原理、电路特点和逻辑功能的分析方法;
掌握常用集成时序电路74xx194、74xx160、74xx290功能表、使用方法及功能扩展;
3.用集成计数器组成任意进制计数器的方法
反馈置0法;置数法
三、参考书目
[1] 阎石.《数字电子技术基础》(第5版).高等教育出版社,20xx
[2] 康华光.《电子技术基础:数字部分》(第5版).高等教育出版社,20xx
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