数字电子技术及实践
数字电子技术及实践
1000+ 人选课
更新日期:2025/04/24
开课时间2025/01/31 - 2025/07/31
课程周期26 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介


一、本课程共有81个教学微视频,共7章节,课程习题280道,视频总时长达650分钟。
二、本课程共32个学时,2学分,开课时间为2025年01月31日 至2025年07月31日; 
三、 本课程内容共分为6个模块,第一模块内容为数字逻辑电路基础;第二模块内容为数字显示模块;第三模块内容为计数模块;第四模块内容为控制(时序和组合)模块;第五模块内容为时钟电路模块;第六模块内容为应用设计模块。
配套线下教材为: 钱裕禄主编  《实用数字电子技术(第2版)》  北京大学出版社。

四、教学计划如下:
(1)数字逻辑电路入门+2学时
(2)逻辑代数基础+2学时
(3)组合电路分析与设计+2学时
(4)数显模块实现+2学时
(5)74138应用分析与设计+2学时
(6)74151应用分析与设计+2学时
(7)CD4532、74148的应用设计+2学时
(8)锁存器与触发器+2学时
(9)触发器的应用+2学时
(10)时序逻辑电路分析与设计+2学时
(11)十进制集成计数器应用+2学时
(12)二进制计数器应用+2学时
(13)寄存器的应用+2学时
(14)555定时器的应用+2学时
(15)存储器与可编程逻辑器件+1学时
(16)数模与模数转换+1学时
(17)基于FPGA的数字系统设计+1学时
(18)基于面包板的数字系统设计与制作+1学时
五、授课方式介绍 
      理论教学具体实施形式上为大班上课和小班研讨有机结合,大班上课侧重基本理论、基础知识点和基本方法的讲解,突出一些共性问题,进行必要的知识点贯通和解决方法引导;小班研讨主要现实应用问题和能具体反映知识点的习题为载体,以课内课外的练习、探究和讨论为方式,以本平台讨论区为交流实施平台,以研讨小组为单位积极展开,通过课堂内外的研讨来探究重点学习问题和知识点的交汇点,同时还以这种形式增加学习兴趣,提高资料查找、学习分工协作、资料整理归纳、报告书写和展示表达等能力。教学过程中穿插EDA软件应用分析和设计,基于面包板的数字应用电路设计、制作和调试等。       

        
     实验实践教学主要是面包板制作和基于FPGA芯片的EDA-1数字系统设计及Quartus II软件综合起来使用,兼顾传统和技术先进性。为进一步培养和增进学生的工程意识,提高数字电路的设计与制作技巧,在具体课程实施进程中采用先把一个整体应用电路分五块来进行实验,到最后一个实验把各块内容合并起来就是一个完整的综合数字应用电路的模式,具体实现中,要求每个实验都有一个具体的标志性成果。本课程为实用数字电路应用设计、后续有关专业课程的学习以及为将来在工作中解决工程实践中所遇到的数字系统问题分析和应用设计等打下了坚实的基础。
六、成绩评价:线上和线下融合、过程性评价与终结性评价相结合的多元化课程评价体系; 线上成绩是以“视频观看时长、完成测试、考试、作业情况及论坛发帖”之成绩为计算依据,各项目占比如下:
 (1)视频观看占20%; 
(2)作业成绩占20%; 
(3)测验成绩占20%;
 (4)考试成绩占30%; 
(5)发帖讨论成绩占5%,普通帖子0.5分一个,精华帖子1分一个; 
(7)笔记占5%; 
本课程最终成绩 = 线上成绩*50%+线下成绩(笔试+机考)*50%

课程大纲
【学、教实施说明】
考评要求
2019-2020-第一学期课程学习评价办法
教学大纲
2019-数电所有专业5学分
2019-数电4学分
课后习题参考答案
课后习题参考答案
【第1周】数字逻辑电路入门
1.1 数制与数制转换
数制讲解
数制转换
1.2 码制与数码转换
数码转换
格雷码
SACII码
1.3 逻辑门电路及逻辑函数表示
逻辑函数表示方式
常用逻辑门电路芯片应用
二输入与非门实现
【合作研讨与实验实践1】
Quartus7.2软件安装
作业1:数制转换、数码转换习题(课后P29习题)
【第2周】逻辑代数基础
2.1 布尔代数的定律与规则
恒等式证明
反演式、对偶式求解
2.2 代数法化简、与非与非式
代数法化简、与非与非式
【合作研讨与实验实践2】
作业2:代数法练习、研讨(课后P29习题)
【第3周】组合电路分析与设计
3.1 组合逻辑电路分析
组合逻辑电路分析
3.2 组合逻辑电路设计
组合逻辑电路设计
【合作研讨与实验实践3】
作业3:组合逻辑电路分析课堂练习(P71-P73习题)
【第4周】数显模块实现
4.1 1位LED数码管
1位LED数码管
4.2 CD4511及共阴显示驱动
CD4511及共阴显示驱动
4.3 74247及共阳显示驱动
74247及共阳显示驱动
【 合作研讨与实验实践4】
面包板设计1-显示部分
作业4:数码管+共阴、共阳显示设计—课堂研讨+硬件实验结果上传
【第5周】74138应用分析与设计
5.1 3-8译码器74138
3-8译码器74138
5.2 应用设计
74138应用设计(重要)
【合作研讨与实验实践5】
作业:74138应用设计题(仿真或硬件实现)
【第6周】74151应用分析与设计
6.1 八选一数据选择器74151
八选一数据选择器74151
6.2 应用设计
74151应用设计(重要)
【合作研讨与实验实践6】
作业:74151应用设计题(仿真或硬件实现)
【第7周】CD4532、74148的应用设计
7.1 8-3优先编码器
8-3优先编码器
7.2 应用设计
编码实现设计与制作
【合作研讨与实验实践7】
作业:CD4532应用设计—面包板硬件电路实验
课堂+课外实现:74148+74247的软件仿真实现
【第8周】锁存器与触发器
8.1 JK触发器--D、SR、T、T’触发器
JK触发器--D、SR、T、T’触发器
8.2 D触发器--JK、T、T’触发器
D触发器--JK、T、T’触发器
【合作研讨与实验实践8】
【第9周】触发器的应用
9.1 集成D触发器74175
集成D触发器74175
9.2 1Hz脉冲的产生
1Hz脉冲的产生
晶振功能简介
9.3 4路简易抢答器的设计
4路简易抢答器的设计
【合作研讨与实验实践9】
面包板设计3-简易抢答
作业6:四路简易抢答器设计(面包板作品),抢答模块+编码模块+控制模块+显示模块
【第10周】时序逻辑电路分析与设计
10.1 时序逻辑电路分析
时序逻辑电路分析
10.2 时序逻辑电路设计
时序逻辑电路设计
【合作研讨与实验实践10】
【第11周】十进制集成计数器应用
11.1 计数器74192功能简介
计数器74192功能简介
11.2 10进制加、减法计数实现
计数器74192应用(1)-10进制减(加)法设计
11.3 24进制加、减法计数实现
24进制加、减法计数实现
【合作研讨与实验实践11】
面包板设计4-10秒倒计时
面包板设计5-综合功能说明
作业10:应用74HC192实现N(10以内)减法计数器的设计、制作与调试
【第12周】二进制计数器应用
12.1 74390及其应用
74390及其应用
12.2 74161芯片功能简介
74161芯片功能简介
12.3 计数器74161应用(1)--反馈置数法
计数器74161应用(1)--反馈置数法
12.4 计数器74161应用(2)--反馈清零法
计数器74161应用(2)--反馈清零法
12.5 计数器74161应用(3)--8421BCD码形式显示
计数器74161应用(3)--8421BCD码形式显示
12.6 计数器74161应用(4)--N进制、十六进制形式显示
计数器74161应用(4)--N进制、十六进制形式显示
【合作研讨与实验实践12】
【第13周】寄存器的应用
13.1 74194移位寄存器
74194移位寄存器
13.2 应用设计
【合作研讨与实验实践13】
【第14周】555定时器的应用
14.1 555定时器功能简介
555定时器功能简介
14.2 555定时器应用(1)--单稳态触发器
555定时器应用(1)--单稳态触发器
14.3 555定时器应用(2)--多谐振荡器
555定时器应用(2)--多谐振荡器
14.4 555定时器应用(3)--施密特触发器
555定时器应用(3)--施密特触发器
14.5 555定时器应用(4)--综合应用
555定时器应用(4)--综合应用
【合作研讨与实验实践14】
【第15周】存储器与可编程逻辑器件
15.1 存储器的扩展
存储器的扩展
15.2 PLD和FPGA
15.3 课后练习讲解
【第16周】 数模与模数转换
16.1 D/A转换
DA转换
16.2 A/D转换
AD转换1
AD转换2
16.3 课后练习讲解
【综合一、基于FPGA的数字系统设计】
1 (务必要看)实施过程安排和成绩评定说明
2 多路数字式抢答器设计综述
设计综述
3 基于FPGA的“积木式”设计
“积木式”设计
4 数字系统设计选题
数字系统设计选题
5 四路数字式抢答器设计-功能与指标细化说明
6 四路数字式抢答器设计-显示模块
显示模块
7 四路数字式抢答器设计-组合模块
组合模块
8 四路数字式抢答器设计-时序模块
时序模块
9 四路数字式抢答器设计-时钟模块
时钟模块
10 四路数字式抢答器设计-调试与结果说明
调试与结果说明
11 四路数字式抢答器设计-常见问题与解决办法
常见问题与解决办法
学生FPGA应用设计作品讲解示例
作品1-篮球计时记分牌1(章思佳)
作品2-篮球计时记分牌2(张伟建)
作品3-篮球计时器(吴崇瑞)
作品4-自动售货机(陈鑫迪)
作品5-出租车计价器(马文翠)
【综合二、基于面包板的数字系统设计与制作】
学生面包板作品示例-视频讲解
讲解1-四路抢答器(韩荣帆)
讲解2-四路抢答器(王冰玉)
讲解3-四路抢答器(陈鑫迪)
讲解4-四路抢答器(廖泽铎)
讲解5-四路抢答器(马文翠)
汪艳珍-多路病房
学生报告示例