《《数字电子技术实验》》课程教学大纲（本科）.docx

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1、数字电子技术实验（Digital Electronic Circuits Experiment）课程代码：05410042学 分：0.5学 时：16 （其中：课堂教学学时：0实验学时：16上机学时：0课程实践学 时：0）先修课程：大学物理、电路原理A （I）、数字电子技术A适用专业：生物医学工程教材或实验指导书：数字电子技术实验教程，周敏，化学工业出版社，2014.03 一课程目标数字电子技术实验是高等工科学校电类专业的一门专业基础必修实验课程。通 过本课程的学习，培养学生掌握通过实验方法验证和应用数字电子技术相关理论的能 力，掌握数字电子电路测量的基本技能和方法，学习数据的采集与处理、各种实

2、验现象 的观察与分析；学习应用仿真软件Multisim对数字电子电路的性能进行分析与仿真；培 养学生设计、安装、调试数字电子线路的综合能力。该课程对于培养学生的综合能力有 着极其重要的作用，可以培养学生对专业基础知识的综合运用能力、动手实践能力和创 新设计能力。数字电子技术实验课程主要介绍了数字电路中的各类集成逻辑门电路参数的测 试方法、组合逻辑电路与时序逻辑电路的设计思路及综合性电路的构成原理、设计思路 与实践应用方法。同时课程还介绍了数字电子电路仿真应用的方法。（一）知识方面掌握基本数字电子元器件集成逻辑门、触发器、计数器、555定时器、译码器、 数码显示管的工作原理，及测试和使用的方法；

3、掌握基本数字电子电路：与非门实 现多种逻辑功能，触发器转换电路，二、五、十进制计数器，基于555定时器的单 稳态电路、施密特触发器、多谐振荡器的工作原理；1.1 掌握应用基本数字电子元器件设计构建复杂逻辑电路的方法；掌握测试电路参 数及电路性能指标的方法；（二）能力与素质方面2.1 能够针对集成逻辑与非门电路的特性，设计参数测试方案，并能合理地应用电 子仪器仪表，实现参数测试；本实验课程以考查为主，考核的内容包括实验过程的表现（其中包含分析与解决问 题的能力）、实验报告的质量及实验的出勤率。分析与解决问题的能力采用提问和现场 操作的方式进行。分析、判断与归纳实验现象、处理实验数据的能力通过实验

4、报告进行 考查。2.2 实验课程成绩评定实验成绩中出勤占10%,实验过程表现占60%、实验报告及思考题占30%。指导 教师以课堂提问抽查、实验过程和实验报告为依据进行评分，给出每次实验成绩并记录在册。成绩组成 与权重考核/评价环节分值考核/评价细那么对应的毕业要 求指标点出勤、预习10%出勤状况，预习 评价10能按时到勤，遵守实验规定，不损坏实 验设备（占5%）；能够预习，并理解实验原 理及目的（占5%）。5实验过程 60%实验中的表现60按照预设方案操作实验设备、仪表，正 确完成实验（占25%）；实验结果的准确性（占 20%）；利用所学知识分析解决问题的能力 （占15%）。各个实验在总分中所

5、占权重系数 以课时数为标准。5, 9实验报告30%实验报告评价30主要考察学生对实验结果进行分析和实 验数据进行处理的能力。要求报告字迹工整、 格式规范（占10%）；数据准确（占10%）； 并按要求完成相应思考题（10%）。5（二）本课程毕业要求达成度计算错误味找到引用源。评价值=目标值（权重值）x - 慧鬻鳖才国4 课程支撑毕业要求指标点对应的思分六、大纲说明本实验课程于大学第二学年第二学期开设。课程采用多媒体辅助教学手段，通过教 师的讲解、演示配合实际操作，在保证课程进度的同时，注意学生的掌握程度和课堂的 气氛。学生需在规定的时间内根据要求，自行完成相关实验内容。选做实验工程需由学 生自行

6、选择，在开放实验室自主完成。2017年9月1日2.3 能够熟识不同的集成逻辑门电路，设计实验方案对其功能、特性进行验证；能够对实际问题进行逻辑化分析，设计合理的逻辑电路，选择合适的逻辑门器 件，实现实际电路；2.4 能够熟识不同的触发器，设计实验方案对其功能、特性进行验证；能够应用触 发器原理，设计触发器转换的方案；能够应用触发器原理，设计触发器之间的转换方案；能够根据时序逻辑电路设 计原理，设计电路与实验方案，并应用触发器与逻辑门电路实现时序逻辑电路；2.5 能够熟练应用集成计数器，根据任意进制计数器设计原理，设计电路与实验方 案，通过集成计数器、逻辑门电路、译码器及数码显示管实现任意进制计

7、数器； 2.7能够根据集成定时器的原理，应用集成定时器和其它逻辑器件，设计单稳态、 多稳态、无稳态电路等波形变化电路。能合理选择元器件，设计实验方案并实现； 2.8能够掌握基本电子元器件的特性，设计参数测试方案，并能合理地应用电子仪 器仪表，实现测试；能够对综合问题进行分析，设计系统应用的方案，能够应用仿 真软件对设计方案进行优化，通过实验手段实现数字电子电路；2.9能逐步培养学生的逻辑思维能力、判断和归纳能力；能通过实验过程获得与团 队成员协作的能力。二、课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支持的毕业要求指标点如下：指标点5.能够熟练掌握并应用各种电子仪器与设备，具备对医学电子设备进

8、行分 析、研发和使用维护的能力;指标点9.具有自主学习的意识，树立终身学习的决心，可以通过各种现代化的工 具与手段，不断学习，以提高自身适应社会的能力。要求指标点课程目要求点5要求点9课程目标1.1课程目标1.27课程目标2.1q课程目标2.2课程目标2.3课程目标2.4课程目标2.5三 本课程开设的实验工程课程目标2.67课程目标2.7课程目标2.8课程目标2.9编号实验工程名称学时类型要求对应的课程目标1集成逻辑门电路参数测试2验证性必做1.1, 2.1, 2.92门电路的认识2验证性必做1.1, 2.2, 2.93组合逻辑电路的设计2设计性必做1.2, 2.3, 2.94触发器的认识2验

9、证性必做1.1, 2.4, 2.95时序逻辑电路的设计2设计性必做1.2, 2.5, 2.96计数器及译码显示电路2验证性、设计性必做1.2, 2.6, 2.97集成555定时器及其应用2验证性、设计性必做1.2, 2.7, 2.98数字频率计的设计2综合性选做1.2, 2.8, 2.99多路智力抢答器设计2综合性选做1.2, 2.8, 2.910流水灯电路2综合性选做1.2, 2.8, 2.911模拟声响电路2综合性选做1.2, 2.8, 2.9实验1.集成逻辑门电路参数测试1、实验目的与要求通过实验过程熟悉集成逻辑与非门电路的引脚排列，验证逻辑与非门电路的功能;掌握电子仪器仪表的基本使用方

10、法；完成集成逻辑门电路的参数测试。2、实验主要内容本实验为验证性实验，主要完成以下内容：(1)熟悉集成逻辑与非门电路的引脚排列，验证逻辑与非门电路的功能；(2)测试TTL与非门参数：输入短路电流、输入漏电流、输出高电平、输出低电平、 空载导通功耗、空载截止功耗、开门电平、关门电平、扇出系数、电压传输特性曲线、 平均传输延迟时间；3、实验结果分析(1)总结实验测试数据，对结果进行分析，并于器件规范值进行比拟；(2)绘制电压传输特性曲线，计算平均传输延迟时间；实验2.门电路的认识1、实验目的与要求通过实验过程熟悉集成逻辑门电路的引脚排列，验证逻辑门电路的功能；掌握常用 TTL集成逻辑门电路的使用方

11、法；掌握用与非门实现其它基本门电路的方法。2、实验主要内容本实验为验证性实验，主要完成以下内容：(1)熟悉集成逻辑门电路的引脚排列，验证逻辑门电路的功能；(2)列出用与非门实现与门、或非门、与或非门电路的逻辑表达式、绘制相应的逻辑 电路图，用TTL与非门实现上述逻辑电路，验证电路功能；3、实验结果分析(1)总结逻辑电路实验结果，与理论值进行比拟；(2)对实验中出现的问题进行分析，总结相应解决方案；实验3.组合逻辑电路的设计1、实验目的与要求通过实验过程掌握组合逻辑电路的设计方法；依据设计原理，设计实验方案，实现 所设计电子电路；通过实验方法验证所设计电路的逻辑功能。2、实验主要内容本实验为设计

12、性实验，主要完成以下内容：(1)分析比拟电路、报警电路、四舍五入电路、表决电路的设计要求，列出真值表， 得到最简逻辑表达式，绘制逻辑电路图；(2)利用Multisim仿真软件对设计方案进行仿真与优化，制定合适的实验方案；(3)按照实验方案在实验箱上连接实验线路，验证电路功能；3、实验结果分析(1)总结逻辑电路实验结果，与设计要求进行比拟并分析实验现象；(2)对同一设计任务，给出多种设计方案，分析比拟各方案的优缺点；实验4.触发器的认识1、实验目的与要求通过实验过程熟悉集成触发器电路的引脚排列，验证触发器的功能；掌握常用触发 器的使用方法；掌握触发器之间的转换方法。2、实验主要内容本实验为验证性

13、实验，主要完成以下内容:(1)熟悉集成触发器电路的引脚排列，验证触发器的功能；(2)设计用JK触发器实现T触发器、D触发器实现F触发器的方案，列出逻辑表达 式、绘制相应的逻辑电路图，用JK触发器和D触发器实现上述逻辑电路，验证电路功3、实验结果分析总结触发器电路的验证结果，与理论值进行比拟;对实验中出现的问题进行分析，总结相应解决方案;实验5.时序逻辑电路的设计1、实验目的与要求通过实验过程掌握时序逻辑电路的设计方法；依据设计原理，设计实验方案，实现 所设计时序电路；通过实验方法验证所设计电路的逻辑功能。2、实验主要内容本实验为设计性实验，主要完成以下内容：(1)分析JK触发器转换成D触发器、

14、D触发器转换成JK触发器、四进制计数器、 双相时钟脉冲逻辑电路、三进制计数器的设计要求，列出电路输出状态表，绘制逻辑电 路图；(2)利用Multisim仿真软件对设计方案进行仿真与优化，制定合适的实验方案，获得时序逻辑图；(3)按照实验方案在实验箱上连接实验线路，用示波器观察电路输出波形，验证电路 功能；3、实验结果分析(1)总结时序逻辑电路的实验结果，列出设计思路，写出电路的状态方程、驱动方程 和输出方程；将实验结果与设计要求进行比拟并分析实验现象；(2)对同一设计任务，给出多种设计方案，分析比拟各方案的优缺点；实验6.计数器及译码显示电路1、实验目的与要求通过实验过程掌握集成计数器的引脚排

15、列，验证集成计数器的功能；掌握常用集成 计数器的使用方法；掌握译码显示电路的原理与实现方法；掌握任意进制计数器的设计 方法；依据设计原理，设计实验方案，实现所设计计数器电路；通过实验方法验证所设 计电路的逻辑功能。2、实验主要内容本实验为验证性、设计性实验，主要完成以下内容：(1)熟悉集成计数器电路的引脚排列，验证计数器的功能,在实验箱上连接实验线路, 实现二进制、五进制、十进制电路，观察数码显示管的显示结果；(2)分析N进制计数器的设计要求，依据复位法、置数法和级联法设计任意进制计 数器，列出电路输出状态表，选择合适的逻辑门电路与集成计数器获得设计方案；(3)利用Multisim仿真软件对设

16、计方案进行仿真与优化，制定合适的实验方案，获 得实验电路的仿真结果；(4)按照实验方案在实验箱上连接实验线路，观察计数器的数码显示结果，验证电路 功能；3、实验结果分析(1)总结集成计数器电路的实验结果，列出设计思路，写出电路的状态方程、驱动方 程、输出方程，绘制逻辑电路图；将实验结果与设计要求进行比拟并分析实验现象；(2)对同一设计任务，给出多种设计方案，分析比拟各方案的优缺点；实验7.集成555定时器及其应用1、实验目的与要求通过实验过程掌握集成555定时器的引脚排列，验证集成555定时器的功能；掌握 常用集成555定时器的工作原理；掌握集成555定时器的应用方法；依据电路设计要求, 设计

17、实验方案，实现所设计应用电路；通过实验方法验证所设计电路的逻辑功能。2、实验主要内容本实验为验证性、设计性实验，主要完成以下内容：(1)熟悉集成555定时器的引脚排列，验证集成555定时器的功能；(2)分析集成555定时器典型应用电路的设计原理与设计要求，设计单稳态触发器、 多谐振荡器、施密特触发器，计算电路元件参数，选择合适的逻辑门电路，电子电路元 件与集成555定时器获得设计方案；(3)利用Multisim仿真软件对设计方案进行仿真与优化，制定合适的实验方案，获 得实验电路的仿真结果；(4)按照实验方案在实验箱上连接实验线路，用示波器观察实验电路的输出波形，验证电路功能;3、实验结果分析(

18、1)总结集成555定时器应用电路的实验结果与实验波形，列出设计思路，写出电路 元件参数的取值依据，绘制应用电路输入、输出、状态波形图；将实验结果与设计要求 进行比拟并分析实验现象；(2)对基本的应用电路进行拓展，细化电路功能，应用所学知识，综合设计电路，给 出多种设计方案，并用仿真软件对拓展电路进行仿真，分析仿真实验结果；实验8.数字频率计的设计1、实验目的与要求通过实验过程，掌握综合应用集成计数器构建4档4位数字频率计的方法。2、实验主要内容本实验为综合性实验，主要完成以下内容：(1)依据数字频率计的工作原理，分析设计思路，分别设计逻辑控制电路、时基电路、 放大整形电路、闸门电路、计数器、锁

19、存电路、译码显示电路；针对设计任务综合设计 多种设计方案；依据设计技术指标确定电路形式，计算元件参数，选择电路元器件，绘 制电路框图及分电路逻辑电路图；(2)用Multisim软件对设计方案进行仿真与优化，确定最优方案，观察并记录仿真 结果；在实验箱上安装调试设计电路，观察实验结果，记录实验现象与波形；3、实验结果分析(1)总结并分析设计思路，列出元器件选择依据；(2)依据实验测试结果，分析实验现象，确定方案是否最优，给出改进思路；实验9.多路智力抢答器设计1、实验目的与要求通过实验过程，掌握综合应用抢答电路、优先编码电路、锁存电路、定时电路、报 警电路、时序控制电路、显示电路实现多路智力抢答

20、器的方法。2、实验主要内容本实验为综合性实验，主要完成以下内容：(1)依据多路智力抢答器的工作原理，分析设计思路，分别设计抢答电路、优先编码电路、锁存电路、定时电路、报警电路、时序控制电路、脉冲产生电路和显示电路；针 对设计任务综合设计多种设计方案；依据设计技术指标确定电路形式，选择电路元器件, 绘制电路框图及分电路逻辑电路图；(2)用Multisim软件对设计方案进行仿真与优化，确定最优方案，观察并记录仿真 结果；在实验箱上安装调试设计电路，观察实验结果；3、实验结果分析(1)总结并分析设计思路，列出元器件选择依据；(2)依据实验测试结果，分析实验现象，确定方案是否最优，给出改进思路；实验1

21、0.流水灯电路1、实验目的与要求通过实验过程，掌握综合应用移位寄存器和触发器设计流水灯电路的方法。2、实验主要内容本实验为综合性实验，主要完成以下内容：(1)依据流水灯电路的工作原理，分析设计思路，分别设计移位寄存电路、触发器控 制电路及显示电路；依据设计技术指标确定电路形式，综合设计方案，选择电路元器件, 绘制电路框图及逻辑电路图；(2)用Multisim软件对设计方案进行仿真与优化，确定最优方案，观察并记录仿真 结果；在实验箱上安装调试设计电路，观察实验结果；3、实验结果分析(1)总结并分析设计思路，列出元器件选择依据；(2)依据实验测试结果，分析实验现象，确定方案是否最优，给出改进思路；

22、实验1L模拟声响电路1、实验目的与要求通过实验过程，掌握综合应用集成555定时器和蜂鸣器设计模拟声响电路的方法。2、实验主要内容本实验为综合性实验，主要完成以下内容：(1)依据模拟声响电路的工作原理,分析设计思路，分别设计多谐振荡器和驱动电路; 依据设计技术指标确定电路形式，综合设计方案，选择电路元器件，绘制电路框图及逻 辑电路图；(2)用Multisim软件对设计方案进行仿真与优化，确定最优方案，观察并记录仿真 结果；在实验箱上完成设计电路，观察实验结果；3、实验结果分析(1)总结并分析设计思路，列出元器件选择依据；依据实验测试结果，分析实验现象，确定方案是否最优，给出改进思路;四、学时分配

23、及教学方法及对指标点的支撑实验内容学时分配教学方法对指标点的支 持课堂教学实验上机课程 实践小计实验1.集成逻辑门电路 参数测试22讲授、演示、 实际操作5, 9实验2.实验1 .门电路的认识22讲授、演示、 实际操作5, 9实验3.组合逻辑电路的设计22讲授、实际操 作5, 9实验4.触发器的认识22讲授、演示、 实际操作5, 9实验5.时序逻辑电路的设计22讲授、实际操 作5, 9实验6.计数器及译码显示电路22讲授、演示、 实际操作5, 9实验7.集成555定时器 及其应用22讲授、仿真、 操作5, 9实验8.数字频率计的设计22讲授、仿真、 操作5, 9实验9.多路智力抢答器设计22讲授、仿真、操作5, 9实验10.流水灯电路22讲授、仿真、操作5, 9实验11.模拟声响电路22讲授、仿真、 操作5, 9合计1616备注除必做实验外，在选做实验中依据理论课授课内容选择1个实验完成 教学任务五、课程考核与毕业要求达成度计算()考核方式5.1实验工程考核要求