《数字电子技术基础》-教学大纲及课程思政大纲.docx

数字电子技术教学大纲课程类别：专业基础课适用对象：电子信息大类专业总学时：56 线下教学学时：38线上教学学时：18一、课程的性质、任务与基本要求（一）课程的性质、任务数字电子技术是电子信息类专业的一门专业基础课，属于专 业必修课。本课程是一门电子技术方面入门性质的技术基础课，具有 自身的体系和很强的实践性。本课程的任务是:通过对常用电子器件、 数字电路及其系统的分析和设计的学习，使学生获得数字电子技术方 面的基本知识、基本理论和基本技能，为深入学习电子信息类专业打 下基础。（二）课程的教学目标.基本理论要求要求学生掌握典型数字电路的分析方法。1 .基本技能要求要求学生掌握典型数字电路设计、调试与应用的能力。2 .职业素质要求要求学生通过设计、调试典型数字电路，培养学生的团队协作、敬业乐业的工作作风。学习任务9. 3数字信号处理基础3.1数字信号简介9. 3. 2数字信号存储3. 3数字信号传输10. 3. 4数字信号处理器应用练习任务9.3习题实践任务9.1模数转换集成电路应用实践任务9. 2实践练习拓展内容：项目1逻辑状态测试笔的设计与制作项目2数字密码锁的设计与制作项目3数码显示器的设计与制作项目4产品质量检测仪的设计与制作项目5花样霓虹灯的设计与制作项目6出租车计费器设计与制作项目7简易电子琴的设计与制作项目8简易温度计的设计与制作三、学时分配序号教学内容学时线下教学线上教学讲授实践1学习情境1如何用数值表达模拟量42022学习情境2不同进制数字系统的运6402算与编码3学习情境3如何用数字电路中的逻 辑门来进行逻辑运算106224学习情境4用多个门电路组合来实 现特定功能106225学习情境5基于触发器的电路设计62226学习情境6基于定时器的电路设计 与实现62227学习情境7基于计数器的电路设计 与实现62228学习情境8基于寄存器的电路设计 与实现42029学习情境9数字信号与模拟信号的 相互转换4202学时总计56281018教学过程中，根据教学周数和周学时数、学生接受能力等实际情况，可适当调整学时分配和教学内容。四、必要说明（一）课程开设的基本条件1 .理论授课：教室配备有电脑、投影仪、白板、水性笔等教辅设 备，为教学提供保障。2 .实践教学：教室配备有电脑、投影仪、白板、水性笔、白纸等 教辅设备，教师提供万用表、电路实物，为教学提供保障。3 .线上教学：为每位学生提供电脑。（二）建议使用的教材及教学参考书.教材：数字电子技术基础，夏林中主编，2021年8月。1 .参考书1L彭丽娟，张邦凤，张岑等.数字电子技术基础与实验应用教程M.西安：西安电子科技大学出版社，2017.2 .毕秀梅，李成家，杜永峰.数字电子技术（项目化教程） M.北京：化学工业出版社，2014.3 .阎石，王红.数字电子技术基础M.北京：高等教育出版 社，2016.4 .美Thomas L. Floyd著，余谬译.数字电子技术M.北 京：电子工业出版社，2014.5,房国志.数字电子技术M.北京：高等教育出版社,2019.（三）考核方式及成绩评定.考核方式及形式本课程为集中考试课。1 .总评成绩的组成及评定标准成绩主要由期末考试、线下教学（主要由考勤、平时作业、以及 实验完成情况等组成）、线上教学（主要由线上资源学习情况、线上 作业等组成）综合评定。其中：期末成绩考试占40%；线下成绩教学占40%；线上成绩教 学占20% o（四）修订说明本大纲根据电子信息类高职专业（三年制）授课计划编订。（五）其他说明大纲编订部门： 执笔人：大纲审订部门：审订部门负责人：编订日期：年月修订日期：年月数字电子技术基础课程思政思考伴随着全国高校“课程思政”改革的不断深入，把思想政治教育 融入课堂教学中，并贯穿始终，精准施策、精准发力，努力培养全面 发展，并具有家国情怀、国际视野，能担当民族复兴大任的新一代大 学生，成为了 “立德树人”教育教学的目标及要求。全国高校思想政 治工作会议上重点强调了：要用好课堂教学这个主渠道，各类课程都 要与思想政治理论课同向同行，形成协同效应。结合我院实际和数 字电子技术基础的相关课程特点与要求，对本课程进行进一步的知 识点梳理，寻找切入点，充分挖掘其蕴含的思想政治教育元素，将其 融入到课程教学工作中来，以达到培养出政治可靠、专业过硬，具备 较强创新创业和实践能力的复合型、应用性人才。一、引言在全国高校思想政治工作会议上我们的习近平总书记强调，要用 好课堂教学这个主渠道，各类课程都要与思想政治理论课同向同行， 形成协同效应。将专业教育与思想政治教育协同，通过隐性渗透、寓 思想政治教育于各门专业课程之中，通过润物细无声、滴水穿石的方 式，实现显性教育和隐性教育的有机结合。通过不断的探索与实践，将立德树人的根本任务贯穿到人才培养 和课堂教学的全过程中，将思想政治教育融入到数字电子技术课 程教学的相关知识点，使得专业技术教育与思想政治教育能够相互结 合，充分培养学生的自主创新能力，并发掘在课堂中的育人功能，利 用课堂知识的学习，激发学生的学习兴趣与热情，加强师生的协作互 动。二、教学现状分析数字电子技术的课程主要采用“理论+实验”的课堂集中授课 模式，而公共思想政治课程都是全校性质的，大多采用的是“大班授 课+宏观讲述”的模式。传统的公共思想政治课，有其独立的教学体 系、教材以及师资队伍，与我们的专业课程的联系不紧密。另从当前 的教学现状和听课效果来看，课堂学生出勤率低、课堂亲和力差、课 上抬头率低等;而我们专业课程教师授课时，主要对学生专业知识进 行讲述和具体技能的训练指导，对学生自身的价值观、人生观培养的 关注度并不高，这就使得专业技术教育和思想政治教育泾渭分明，甚 至有脱节的现象。这种分离的状况，必然会使德育教育和社会主义核 心价值观教育的效果大打折扣。三、课程思想政治教学改革思路与课堂教学设计数字电子技术是高职院校电子信息类与通信类相关专业的一 门专业基础课，内容包括：如何用数值表达模拟量、不同进制数字系 统的运算与编码、如何用数字电路中的逻辑门来进行逻辑运算、用多 个门电路组合来实现特定功能、基于触发器的电路设计、基于定时器 的电路设计与实现、基于计数器的电路设计与实现、基于寄存器的电 路设计与实现、数字信号与模拟信号的相互转换等内容。在数字电子技术课程中其实蕴藏着丰富的思想政治元素，在 当今社会素质教育全面推动发展下，我们如何应对传统教学模式的改 革与创新，使课程中的思想政治育人元素与专业知识深度融合，利用 课堂教学渠道提升学生的学习兴趣，培养学生创新能力，激发师生互 动的情感，是当下新时代“三全育人”的迫切需求。现根据数字电子 技术课程知识特点及教学现状，在理论讲授中探索增加思想政治教 学，从不同的哲学角度帮助学生形成正确的世界观、人生观、价值观, 培养学生的科学思维和创新能力;通过深入挖掘专业知识蕴含的德育 元素，可切实提高新工科人才的质量，培养其工匠精神。(1)如何用数值表达模拟量模拟量是指变量在一定范围连续变化的量；也就是在一定范围 (定义域)内可以取任意值(在值域内)。数字量是分立量，而不是 连续变化量，只能取几个分立值，如二进制数字变量只能取两个值。 离散性和连续性是语言研究中常常使用的两个概念，反映了人们观察 和认识世界的不同方式。引导学生辩证地看待问题，形成良好的思维 品质和科学的世界观。(2)不同进制数字系统的运算与编码我们都清楚知道，数字电路是由0和1两个数字构成的，而0和 1蕴含的哲理是无穷的、耐人寻味的。0象征无，1象征包含了存在 的万物，在哲学的角度里万物产生于无，通俗的理解就是“无中生 有”，而这其实就是0和1的事。做任何一件事，它的意义是1, 后边的0越多，意义就越大;反之，没有了 1,哪怕后面有再多的0 那也是没有任何意义。可以通过0、1的哲学含义引导大学生做任何 事情都必须先把握好方向，在正确的方向上，越多的努力就有更多的 结果，倘若方向不对，再多的努力都是枉然。(3)如何用数字电路中的逻辑门来进行逻辑运算同一逻辑函数可以有不同逻辑式来表示，但这些逻辑式的繁简程 度相差甚远。在逻辑函数的化简中我们可以使用公式化简法，也可以 采用卡诺图化简法。通过这一引导方式让学生认识到条条大路通罗 马。我们做成一件事的方法往往不只一种，通往向成功的道路也不止 一条。和我们做数学方程式一样会有N种解法一样，而这每种解法也 都可以得到正确的答案，引导学生遇事应多发散思维多思考、多想办 法解决问题，不断提高自己的创新能力。(4)用多个门电路组合来实现特定功能我们知道在组合逻辑电路中功能各的实现依靠的是电路中的每个 门电路，每一个门电路只可以实现一个功能，只有将这所有功能叠加 在一起，才能构成一套完整的逻辑。引导学生正确看待个体与整体的 辩证关系，充分发挥个人在创新团队中的作用，在提高团队凝聚力和 综合性创新能力的同时实现个人的创造力和核心力。(5)基于触发器的电路设计RS触发器可以通过不同输入端接线的改变进而构成JK触发器、 D触发器和T触发器等。从而引导学生绝不要小看每一次小的改变或 变化，任何一个微小的变化在某种特定的情况下，都可能形成雪崩效 应，从而改变整个局势。我们每一个小的努力都有意义，“勿以善小 而不为”更不要“勿以恶小而为之”。(6)基于计数器的电路设计与实现通过同步时钟时序逻辑电路和异步时钟时序逻辑电路的分析和设 计的系统学习，引导学生要去深入地了解事物的整体发展规律，并能 够利用所掌握的规律进行改造和创新，这样一定能够使事半功倍，提 高我们的工作、学习效率，从而提升自主创新能力。四、结束语教学过程中可以通过确定教学目标、选取教学内容、创设学习情 境，并融入相关联的思想政治教育元素，以达到加强教学效果、培养 创新思维、提高学生团队合作意识的目的。今后，应该继续大力推动 研究型课程教学方法的创新，探索通过研究型课程进行思想政治教育 的模式，推动专业课结合时政、结合国家大政方针、结合中华优秀传 统文化、结合科研成果实例等一系列思政元素的内容，努力实现以专 业技能知识为载体，不断加强高校思想政治教育工作。二、主要教学内容学习情境1如何用数值表达模拟量学习任务L1数值量与模拟量学习任务1.2数值量的图形表示练习任务1.3习题实践任务1.1数字温度计的数值量表示设计实践任务1.2实践练习学习情境2不同进制数字系统的运算与编码学习任务2.1认识新的数学进制2. 1.1十进制数2. 1.2八进制数 2. 1.3十六进制数2. 1.4二进制数2. 1.5二进制算术2. 1.6二进制数的反码和补码学习任务2.2不同进制之间的转换与运算2. 2.1二进制数与八进制数的相互转换2. 2. 2二进制数与十六进制数的相互转换2. 2.3二、八、十、十六进制数之间的对比2. 2. 4十六进制加法2.2.5十六进制减法学习任务2. 3编码原理及其意义2. 3.1编码的意义2. 3. 2 BCD 码2. 3. 3格雷码2. 3. 4奇偶校验法练习任务2.4习题实践任务2.1设计计算机能够处理的数字符号编码实践任务2. 2实践练习学习情境3如何用数字电路中的逻辑门来进行逻辑运算学习任务3.1认识门电路3. 1. 1门电路结构3. 1.2与门3. 1.3或门3. 1.4非门3. 1.5与非门3. 1. 6或非门3. 1.7异或门3. 1. 8同或门3. 1. 9与或非门学习任务3. 2逻辑代数的布尔运算3.2.1布尔运算和表达式3. 2. 2布尔代数的定律3. 2. 3布尔代数的法则3. 2. 4狄摩根定理3. 2. 5布尔代数的基本定理学习任务3. 3逻辑电路的布尔分析3. 3.1逻辑函数3. 3. 2逻辑函数的描述方法学习任务3. 4布尔表达式的标准形式3. 4. 1乘积项之和形式3. 4. 2标准乘积项（最小项）之和形式3. 4. 3把标准乘积项之和表达式转换为真值表形式3. 4. 4以真值表确定标准乘积项之和表达式学习任务3. 5逻辑函数的公式化简3. 5.1逻辑函数的常见五种形式3. 5. 2逻辑函数的公式化简法学习任务3.6逻辑函数的卡诺图化简3. 6. 1最小项的表达方式3. 6. 2卡诺图结构3. 6. 3用卡诺图化简逻辑函数练习任务3.7习题实践任务3.1设计八位二进制数的反相器实践任务3. 2实践练习学习情境4用多个门电路组合来实现特定功能学习任务4.1认识组合逻辑电路4. 1.1组合逻辑电路概述 4. 1.2组合逻辑电路的分析方法学习任务4. 2组合逻辑电路的设计方法4. 2.1组合逻辑电路设计步2 4. 2. 2组合逻辑电路设计举例学习任务4. 3半加器和数值比较器4. 3. 1半加器 4. 3. 2数值比较器学习任务4. 4编码器和译码器4. 4. 1编码器 4. 4. 2译码器学习任务4. 5数据分配器和选择器4. 5.1数据分配器4. 5. 2数据选择器学习任务4.6组合逻辑电路中的竞争一冒险现象4. 6. 1竞争一冒险的概念4. 6. 2竞争冒险的判别4. 6.3消除竞争一冒险的方法学习任务4. 7 TTL集成门电路4. 7. 1 TTL集成门电路系列介绍4. 7.2常用TTL集成门4. 7.3 TTL集成门电路参数7. 4 TTL集成门电路使用注意事项练习任务4.8习题实践任务4.1用组合逻辑电路来设计全加器功能实践任务4. 2实践练习学习情境5基于触发器的电路设计学习任务5.1认识锁存器1.1基本RS锁存器5. 1.2锁存器应用举例学习任务5.2认识同步触发器5. 2.1同步RS触发器2.2同步JK触发器5. 2.3同步触发器空翻现象学习任务5. 3认识边沿触发器5. 3. 1边沿触发JK触发器5. 3. 2边沿触发D触发器5. 3. 3边沿触发T触发器学习任务5.4触发器之间的互相转换5. 4.1 JK触发器转换为D触发器5. 4. 2 JK触发器转换为T触发器5. 4. 3 D触发器转换为T触发器练习任务5.5习题实践任务5.1设计能存储八位二进制数的寄存器实践任务5. 2实践练习学习情境6基于定时器的电路设计与实现学习任务6.1认识脉冲信号6. 1. 1脉冲概念6. 1.2脉冲信号产生、变换及整形6. 1.3脉冲波形的主要参数学习任务6. 2认识多谐振荡器6. 2.1多谐振荡器概念6. 2. 2环形多谐振荡电路6. 2. 3实用环形多谐振荡器6. 2. 4环形多谐振振荡器的改进电路 学习任务6. 3认识单稳态触发器6. 3. 1单稳态触发器概念6. 3. 2用门电路组成的单稳态触发器6. 3. 3集成单稳态触发器741216. 3. 4单稳态触发器的应用学习任务6.4认识施密特触发器6. 4.1施密特触发器概述6. 4. 2用门电路组成的施密特触发器6. 4. 3施密特触发器的应用学习任务6. 5认识555定时器6. 5. 1 555定时器概述6. 5.2 555定时器构成施密特触发器6. 5.3 555定时器构成单稳态触发器6. 5.4 555定时器构成多谐振荡器练习任务6.6习题实践任务6.1触摸定时灯控开关设计实践任务6. 2实践练习学习情境7基于计数器的电路设计与实现学习任务7.1时序逻辑电路基本分析和设计方法7. 1.1时序逻辑电路概述7. 1. 2时序逻辑电路基本分析7. L 3时序逻辑电路设计方法学习任务7. 2认识异步计数器7. 2.1异步二进制计数器7. 2. 2异步十进制计数器7. 2. 3集成计数器构成N进制计数器方法学习任务7. 3认识同步计数器7. 3.1同步二进制计数器7. 3. 2同步十进制计数器练习任务7.4习题实践任务7.1基于集成芯片的70进制计数器设计实践任务7. 2实践练习学习情境8基于寄存器的电路设计与实现学习任务&1认识数码寄存器8. 1.1双拍接收方式的寄存器8. 1.2单拍接收方式的寄存器8. 1.3集成寄存器学习任务&2认识移位寄存器8. 2.1单向移位寄存器8. 2. 2双向移位寄存器8. 2.3串入/并入-串出/并出寄存器8. 2. 4中规模集成移位寄存器练习任务8.3习题实践任务8.1基干74LS194的循环彩灯控制电路设计实践任务8. 2实践练习学习情境9数字信号与模拟信号的相互转换学习任务9.1模拟信号转换为数字信号9. 1. 1 A/D转换电路及原理9. 1. 2 A/D转换器分类9.1.3 A/D转换器转换精度与参数9. 1.4常用集成ADC及应用学习任务9. 2数字信号转换为模拟信号9. 2. 1 D/A转换电路及原理9. 2.2 D/A转换精度与参数