數字電子技術基礎課程是哈爾濱工業大學建設的慕課、國家精品線上開放課程。該課程於2016年10月18日首次在中國大學MOOC開課，授課教師為齊明、陶雋源、朱敏、楊春玲、張岩、呂超、於泳等。據2021年8月中國大學MOOC官網顯示，該課程已運行11學期。
數字電子技術基礎課程共十五章，包括半導體存儲器與可程式邏輯器件、中規模集成組合電路、TTL門電路、時序電路分析與設計、中規模集成時序電路等內容。
基本介紹
- 中文名：數字電子技術基礎
- 類別：慕課、國家精品線上開放課程
- 授課平台：中國大學MOOC
- 開課時間：2016年10月18日（首次）
- 授課教師：齊明、陶雋源、朱敏、楊春玲、張岩、呂超、於泳等
- 建設院校：哈爾濱工業大學
課程性質,課程背景,課程定位,適應專業,課程簡介,課程大綱,開課信息,教學目標,學習預備,預備知識,學習資料,考核標準,所獲榮譽,教師簡介,
課程性質
課程背景
21世紀是高速信息化的時代，沒有哪一項技術像電子技術一樣“割裂”著人類的生活，讓人類在現實和虛擬兩個世界中來回遊走。生活中隨處可見的手機、電腦、iPad、電視、數位相機等數碼產品，時刻提醒著人類已經生活在數位化的時代中。
課程定位
數字電子技術基礎課程是電氣信息類及相關專業的基礎課，也是電類專業的必修課程。通過對邏輯函式的代數化簡、代碼轉換電路、簡單門電路與TTL門電路等內容的學習，使學習者了解電子技術的發展趨勢，掌握電子技術的基本理論、基本知識和基本分析方法。
適應專業
數字電子技術基礎課程適合電氣信息類及相關專業學習。
課程簡介
數字電子技術基礎課程共十五章，第一章介紹模擬信號與數位訊號等知識點；第二章講述邏輯函式的表示方法等內容；第三章介紹函式卡諾圖化簡方法等知識點；第四章講述TTL門電路傳輸特性等內容；第五章介紹TTL門電路靜態功耗等知識點；第六章講述組合數字電路設計等內容；第七章介紹代碼轉換解碼器等知識點；第八章講述中規模集成組合電路等內容；第九章介紹邊沿觸發器等知識點；第十章講述時序電路的特點與分類等內容；第十一章介紹中規模加法計數器等知識點；第十二章講述序列脈衝發生器等內容；第十三章介紹半導體存儲器與可程式邏輯器件等知識點；第十四章講述變換電路等內容；第十五章介紹模-數轉換器ADC基本原理等知識點。
課程大綱
第一章 邏輯代數基礎 課時 1.1模擬信號與數位訊號 1.2數制與碼制 1.3基本邏輯運算 1.4組合邏輯運算 1.5邏輯運算規律 第二章 邏輯函式的代數化簡 課時 2.1邏輯代數規則 2.2邏輯函式的表示方法 2.3最小項與最大項 2.4邏輯表達式的化簡 第三章 邏輯函式的卡諾圖化簡 課時 3.1變數卡諾圖 3.2函式卡諾圖 3.3函式卡諾圖化簡方法 3.4具有約束的卡諾圖化簡 第四章 簡單門電路與TTL門電路 課時 4.1積體電路 4.2簡單門電路I 4.3簡單門電路II 4.4TTL門電路I 4.5TTL門電路輸出特性 4.6TTL門電路電壓傳輸特性與噪聲容限 4.7TTL門電路輸入特性與扇出係數 第五章 TTL門電路與其它門電路 課時 5.1TTL門電路輸入端負載特性 5.2TTL門電路靜態功耗與延遲時間 5.3集電極開路門 5.4三態門 5.5CMOS門 5.6CMOS傳輸門 第六章 組合電路的分析與設計 課時 6.1組合數字電路分析 6.2組合數字電路設計 6.3加法器 第七章 代碼轉換電路 課時 7.1編碼器 7.2二進制解碼器 7.3代碼轉換解碼器 7.4顯示解碼器 第八章 中規模集成組合電路 課時 8.1數據選擇器 8.2數碼比較器 8.3競爭與冒險 第九章 觸發器 課時 | 9.1基本R-S觸發器 9.2同步R-S觸發器 9.3D型觸發器 9.4J-K型觸發器 9.5邊沿觸發器 9.6鎖存器 第十章 時序電路的分析與設計 課時 10.1時序電路的特點與分類 10.2同步時序電路的分析 10.3異步時序電路的分析 10.4同步時序電路的設計1 10.5同步時序電路的設計2 第十一章 中規模集成時序電路I 課時 11.1中規模同步加法計數器 11.2同步加法計數器的套用 11.3中規模同步可逆計數器 11.4中規模異步加法計數器 11.5異步加法計數器的套用 第十二章 中規模集成時序電路II 課時 12.1暫存器 12.2環形計數器 12.3扭環形計數器 12.4順序脈衝發生器 12.5序列脈衝發生器 第十三章 半導體存儲器與可程式邏輯器件 課時 13.1隻讀存儲器ROM 13.2ROM的套用 13.3隨機存儲器RAM 13.4可程式邏輯器件概述 13.5通用陣列邏輯GAL 13.6CPLD與FPGA 第十四章 脈衝產生及變換電路 課時 14.1施密特觸發器 14.2單穩態觸發器 14.3多諧振盪器 14.4555定時器 14.5555定時器的套用I 14.6555定時器的套用II 14.7555定時器的套用III 第十五章 數-模轉換器與模-數轉換器 課時 15.1數-模轉換器DAC的工作原理 15.2DAC的技術指標 15.3模-數轉換器ADC的基本原理 15.4並行比較型ADC 15.5逐次逼近型ADC 15.6雙積分型ADC 15.7ADC的技術指標 |
（註：課程大綱排版從左到右排列）
開課信息
開課次數 | 開課時間 | 授課老師 | 學時安排 | 參與人數 |
|---|---|---|---|---|
第1次開課 | 2016年10月18日-2017年04月11日 | 齊明、陶雋源、朱敏、楊春玲、張岩、呂超、於泳、王立欣、劉貴棟 | 3-4小時每周 | 17629 |
第2次開課 | 2017年05月19日-2017年08月18日 | 4-6小時每周 | 11680 | |
第3次開課 | 2017年09月15日-2017年12月29日 | 11459 | ||
第4次開課 | 2018年03月16日-2018年06月29日 | 14355 | ||
第5次開課 | 2018年09月07日-2019年01月11日 | 12502 | ||
第6次開課 | 2019年03月01日-2019年06月30日 | 齊明、陶雋源、朱敏 | 16453 | |
第7次開課 | 2019年08月30日-2019年12月31日 | 15515 | ||
第8次開課 | 2020年02月21日-2020年06月30日 | 齊明、陶雋源、朱敏、楊春玲、張岩、呂超 | 12054 | |
第9次開課 | 2020年09月11日-2021年01月05日 | 齊明、陶雋源、朱敏 | 6902 | |
第10次開課 | 2021年03月05日-2021年06月30日 | 11567 | ||
第11次開課 | 2021年09月03日-2021年12月31日 | 待定 |
（註：表格內容參考資料）
教學目標
- 總目標
1、掌握電子技術的基本理論、基本知識和基本分析方法，具備分析由多個單元電路組成的電子電路系統的工作原理；
2、了解電子技術的發展趨勢，掌握最新的電子技術知識；
3、具備採用計算機仿真軟體進行分析和設計簡單電子電路的能力；
4、具備查閱電子技術資料的能力。
- 分目標
章節題目 | 章節目標 |
|---|---|
第一章邏輯代數基礎 | 掌握邏輯運算和邏輯代數的基本定理。 |
第二章邏輯函式的代數化簡 | 1、掌握各種邏輯代數規則； 2、理解最小項和最大項的定義； 3、掌握邏輯函式表示方法的多樣性及其相互間的轉換方法。 |
第三章邏輯函式的卡諾圖化簡 | 1、掌握函式卡諾圖的畫法及卡諾圖化簡方法； 2、理解約束的概念、性質。 |
第四章簡單門電路與TTL門電路 | 1、理解半導體二極體門電路的工作原理、三極體的開關特性； 2、掌握標準TTL與非門的工作原理及其主要技術指標。 |
第五章TTL門電路與其它門電路 | 掌握TTL集電極開路門、三態門、CMOS門、傳輸門的工作特點及工程套用。 |
第六章組合電路的分析與設計 | 1、理解組合邏輯電路的特點和功能描述； 2、掌握組合邏輯電路的分析和設計方法。 |
第七章代碼轉換電路 | 1、掌握組合邏輯電路的分析和設計技巧； 2、理解編碼和解碼的概念； 3、掌握各種中規模積體電路功能真值表的閱讀方法。 |
第八章中規模集成組合電路 | 1、理解邏輯函式的變換； 2、掌握數據選擇器及套用。 |
第九章觸發器 | 1、理解基本RS觸發器的工作原理； 2、掌握各種時鐘觸發器的特性方程、特性表、邏輯功能及圖形符號； 3、掌握觸發器的動態特性和不同功能觸發器的轉換。 |
第十章時序電路的分析與設計 | 1、理解同步和異步的概念； 2、掌握時序電路的特點和功能描述； 3、掌握同步和異步時序電路的分析方法以及同步時序電路的設計方法。 |
第十一章中規模集成時序電路I | 1、理解計數和分頻的概念； 2、掌握各種中規模集成計數器的邏輯功能。 |
第十二章中規模集成時序電路II | 掌握各種時序邏輯電路的分析與設計技巧。 |
第十三章半導體存儲器與可程式邏輯器件 | 1、理解半導體存儲器的工作原理和分類、ROM的套用和存儲容量的擴展； 2、掌握可程式邏輯器件的結構和EDA技術的發展； 3、理解傳統電子設與可程式邏輯器件設計的區別。 |
第十四章脈衝產生及變換電路 | 掌握施密特觸發器、單穩態觸發器和多諧振盪器的工作原理及套用。 |
第十五章數-模轉換器與模-數轉換器 | 1、理解AD與DA轉換的基本概念； 2、掌握倒T型電阻解碼網路DA轉換器的工作原理。 |
學習預備
預備知識
學習數字電子技術基礎課程需要具備電路、模擬電子技術等課程基礎知識。
學習資料
書名 | 作者 | 出版時間 | 出版社 |
|---|---|---|---|
《數字電子技術基礎（第五版）》 | 閻石 | 2005年 | |
《電子技術基礎-數學部分（第五版）》 | 康華光 | 2006年 | |
《電子技術（第五版）》 | 秦曾煌 | 1999年 | |
《數字電子技術基礎（第二版）》 | 楊春玲、王淑娟 | 2017年 | |
《Digital Logic Circuit Analysis & Design》 | Victor P.Nelson、H.Troy NagleBill D.Carroll、J.David Irwin | 1997年 | Prentice Hall |
《Digital Design》 | John F.Wakerly | 2001年 | Higher Education Press |
《Digital Fundamentals A Systems Approach》 | Thomas L.Floyd | 2014年 | China Machine Press |
《Verilog數字系統設計教程（第三版）》 | 夏宇聞 | 2013年 | |
《MULtisim14 電路設計與仿真》 | 呂波、王敏 | 2016年 |
（註：表格內容參考資料）
考核標準
1、課堂測試與章節單元測驗占總成績的30%，完成設計案例作業占總成績的20%，期末考試占總成績的50%。
2、數字電子技術基礎課程總成績按百分制計分，60分-84分為合格，85分-100分為優秀。
所獲榮譽
2019年1月8日，數字電子技術基礎課程被中華人民共和國教育部認定為“國家精品線上開放課程”。
教師簡介
齊明，哈爾濱工業大學電氣工程及自動化學院副教授，承擔電子技術基礎等課程教學工作。
陶雋源，哈爾濱工業大學電氣工程及自動化學院講師，承擔模擬電子技術基礎等課程教學工作。
朱敏，哈爾濱工業大學電氣工程及自動化學院副教授，從事超精密工具機控制和高精度轉台控制技術等領域研究工作。
楊春玲，哈爾濱工業大學電氣工程及自動化學院教授，從事電子設計自動化EDA技術等領域研究工作。
張岩，哈爾濱工業大學電氣工程及自動化學院副教授，從事深度學習理論及硬體加速技術等領域研究工作。
呂超，哈爾濱工業大學電氣工程及自動化學院教授，承擔電化學能量轉換與存儲等課程教學工作。
於泳，哈爾濱工業大學電氣工程及自動化學院教授，從事先進變頻驅動與控制技術等領域研究工作。
王立欣，哈爾濱工業大學電氣工程及自動化學院教授，從事電磁兼容仿真可信度評價數據特性解構法等領域研究工作。
劉貴棟，哈爾濱工業大學電氣工程及自動化學院副教授，承擔模擬電子技術基礎、數字電子技術基礎等課程教學工作。
