2021年湖北自考數(shù)字電路課程考試大綱

一、課程性質(zhì)與設(shè)置目的
（一）課程性質(zhì)、特點(diǎn)及其在專業(yè)中的地位

本課程是機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)（專科）的一門專業(yè)核心課程。本課程的任務(wù)是使自學(xué)者能對(duì)數(shù)字電子技術(shù)的基本原理、基本知識(shí)和基本技能有較深入的認(rèn)識(shí)，熟悉數(shù)字電路的工作原理、工作特性，掌握數(shù)字電路的邏輯分析和設(shè)計(jì)方法，具備正確運(yùn)用數(shù)字集成電路的能力，為后續(xù)課程準(zhǔn)備必要的基礎(chǔ)知識(shí)。

通過本課程的學(xué)習(xí)，自學(xué)者應(yīng)達(dá)到：能分析由中、小規(guī)模集成電路組成的數(shù)字電路及脈沖單元電路，說明它們的工作原理或邏輯特性。能設(shè)計(jì)常用的數(shù)字電路和脈沖單元電路；通過對(duì)典型電路和功能器件的學(xué)習(xí)，能夠順利地查閱有關(guān)器件及集成電路手冊，并做到正確使用。
根據(jù)高等教育自學(xué)考試工科培養(yǎng)目標(biāo)的要求，以培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才為主，考試力求做到保證必要的基本理論、基本知識(shí)、基本分析方法和技能，貫徹理論與實(shí)踐相結(jié)合的原則，強(qiáng)化應(yīng)用。考試內(nèi)容包括數(shù)制和編碼、半導(dǎo)體開關(guān)、MOS開關(guān)，邏輯門電路，邏輯代數(shù)，組合邏輯電路，觸發(fā)器，時(shí)序邏輯電路，脈沖單元電路等基礎(chǔ)知識(shí)。
為更好地學(xué)習(xí)本課程，建議自學(xué)者能做到：遵循學(xué)習(xí)規(guī)律，力求由淺入深，由易到難，循序漸進(jìn)，從各種典型的單元電路中理解基本概念、基本理論和應(yīng)用方法，同時(shí)必須重視電路或器件的分析和設(shè)計(jì)方法，抓住各種數(shù)字電路的共性，掌握應(yīng)用規(guī)律和方法，舉一反三。平時(shí)多看例題，多做習(xí)題，盡可能地理論聯(lián)系實(shí)際，把抽象的概念具體化、工程化，并善于總結(jié)、概括和提高。
本課程指定的考試教材為韋建英、陳振云主編，華中科技大學(xué)出版社出版的《數(shù)字電子技術(shù)》。其它相關(guān)書籍只要與其內(nèi)容、程度相符均可參閱，請?zhí)貏e注意要以指定的考試參考用書的敘述和要求為準(zhǔn)。
（二）本課程的基本要求
1．?dāng)?shù)制和碼制
1）掌握二進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)及其與十進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換。
2）掌握二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算。
3）掌握8421編碼，了解其他常用編碼。
4）了解半導(dǎo)體二極管、三極管和MOS管的開關(guān)特性。
2．門電路
1）了解TTL、CMOS門電路的組成、工作原理與分類。
2）掌握典型TTL、CMOS門電路的邏輯功能、特性、主要參數(shù)和使用方法。
3．邏輯代數(shù)基礎(chǔ)
1）掌握邏輯代數(shù)中的基本定律和定理。
2）掌握邏輯關(guān)系的描述方法及其相互轉(zhuǎn)換。
3）掌握邏輯函數(shù)的化簡方法。
4．組合邏輯電路
1）掌握組合邏輯電路的特點(diǎn)、分析方法和設(shè)計(jì)方法。
2）掌握編碼器、譯碼器、加法器、數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)值比較器等常用組合電路的邏輯功能及使用方法。
3）了解組合電路的競爭冒險(xiǎn)現(xiàn)象及其消除方法。
5．觸發(fā)器
1）理解基本RS觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)、工作原理。
2）掌握RS、JK、D、T觸發(fā)器的特性表、功能表、特性方程、狀態(tài)圖和觸發(fā)方式。
6．時(shí)序邏輯電路
1）掌握時(shí)序邏輯電路的特點(diǎn)、描述方法和分析方法。
2）掌握加法器、計(jì)數(shù)器、寄存器等常用時(shí)序邏輯電路的工作原理、邏輯功能及使用方法。
7．脈沖的產(chǎn)生和變換
1）了解脈沖信號(hào)參數(shù)的定義。
2）理解施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器的工作原理、主要參數(shù)的分析方法及應(yīng)用。
3）了解555定時(shí)器的工作原理及應(yīng)用（由它構(gòu)成的單穩(wěn)、施密特和多諧振蕩器的典型電路）
8．?dāng)?shù)-模轉(zhuǎn)換器和模-數(shù)轉(zhuǎn)換器
了解D/A、A/D轉(zhuǎn)換器的功能及主要參數(shù)以及常見的D/A、A/D轉(zhuǎn)換電路
9．存儲(chǔ)器和可編程邏輯器件
1）了解ROM、RAM的電路結(jié)構(gòu)、工作原理和擴(kuò)展存儲(chǔ)容量的方法。
2）了解用ROM實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)的方法。
3）了解可編程邏輯器件的基本特征及編程原理。
教材包含九章。重點(diǎn)章為第二至第七章，第一章為一般章。第八章、第九章僅供學(xué)有余力的考生自學(xué)，不作考試要求。
（三）本課程與相關(guān)課程的聯(lián)系
學(xué)習(xí)數(shù)字電路無須特定的先行課程，一般來講，對(duì)于晶體管和MOS管的開關(guān)特性，RC電路的充放電知識(shí)，運(yùn)算放大器的基本知識(shí)有所了解或?qū)W過“電路基礎(chǔ)”、“模擬電路”課程即可學(xué)習(xí)本課程的各章各節(jié)。
二、課程內(nèi)容和考核目標(biāo)
第一章  數(shù)字電路基礎(chǔ)
（一）學(xué)習(xí)目的和要求
通過本章的學(xué)習(xí)應(yīng)了解模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的概念，掌握幾種數(shù)制和碼制、掌握二進(jìn)制數(shù)及其算術(shù)運(yùn)算、掌握二進(jìn)制、十進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制數(shù)制之間的相互轉(zhuǎn)換，編碼部分，重點(diǎn)掌握8421BCD碼，并了解其它BCD碼和循環(huán)碼。
（二）課程內(nèi)容
第一節(jié)  數(shù)字電路及其特點(diǎn)
第二節(jié)  計(jì)數(shù)制式
第三節(jié)  二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算
第四節(jié)  編碼
第五節(jié)  數(shù)字電路基礎(chǔ)器件
（三）考核知識(shí)點(diǎn)
本章要求學(xué)習(xí)和掌握的知識(shí)考核點(diǎn)是：
1、數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)各自的特點(diǎn)和區(qū)別
2、任意數(shù)制的數(shù)都可以寫成其按位權(quán)展開的式子
3、用二進(jìn)制表示任意一個(gè)數(shù)
4、進(jìn)行不同數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換
5、二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算
6、掌握BCD碼中的8421BCD碼，了解余3碼和2421碼
7、掌握二極管、三極管和MOS管的開關(guān)作用與開關(guān)特性
（四）考核要求
1、識(shí)記8421BCD碼、2421碼、余3碼
2、領(lǐng)會(huì)數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)各自的特點(diǎn)和差別
3、簡單應(yīng)用：不同碼制的數(shù)的相互轉(zhuǎn)換，二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算
4、了解二極管、三極管和MOS管的開關(guān)條件與特性
第二章  邏輯門電路
（一）學(xué)習(xí)目的和要求
掌握由二極管構(gòu)成的與門電路、或門電路和由三極管構(gòu)成的非門電路，進(jìn)而掌握復(fù)合邏輯門電路（與非門、或非門、與或非門、異或門和同或門）的基本概念。了解TTL集成電路的基本概念，了解TTL與非門、OC門和三態(tài)門電路、性能參數(shù)及其應(yīng)用。理解CMOS反相器的工作原理，了解CMOS與非門、或非門、傳輸門、OD門和三態(tài)門的電路結(jié)構(gòu)，掌握CMOS邏輯門電路的技術(shù)參數(shù)與使用。
（二）課程內(nèi)容
第一節(jié)  二極管和BJT的開關(guān)特性
第二節(jié)  基本邏輯門電路
第三節(jié)  TTL邏輯門
第四節(jié)  CMOS邏輯門
第五節(jié)  其它邏輯門電路
第六節(jié)  邏輯門電路的實(shí)際使用問題
（三）考核知識(shí)點(diǎn)
本章要求學(xué)習(xí)和掌握的考核知識(shí)點(diǎn)是：
1、與門、或門、非門、與非門、或非門、與或非門、異或門的邏輯功能和邏輯符號(hào)
2、正邏輯和負(fù)邏輯的概念
3、TTL反相器（非門）的電路結(jié)構(gòu)和工作原理，了解TTL的其它邏輯門的電路結(jié)構(gòu)
4、TTL邏輯門電路的各技術(shù)參數(shù)的意義，會(huì)使用它們
5、OC門（集電極開路邏輯）所構(gòu)成的線與邏輯以及上拉電阻RP的值的計(jì)算
6、CMOS反相器的電路結(jié)構(gòu)以及它的傳輸特性
7、CMOS與非門、CMOS或非門的電路結(jié)構(gòu)
8、CMOS的技術(shù)參數(shù)
9、CMOS傳輸門的電路結(jié)構(gòu)和工作原理
（四）考核要求
1、能識(shí)記二極管與門電路、二極管或門電路、三極管非門電路的典型結(jié)構(gòu)
2、能識(shí)記TTL非門的電路結(jié)構(gòu)，理解其工作原理能領(lǐng)會(huì)TTL邏輯門電路的技術(shù)參數(shù)，并領(lǐng)會(huì)這些參數(shù)的正確使用方法。
3、領(lǐng)會(huì)OC門構(gòu)成線與邏輯，并且正確計(jì)算上拉電阻的RP的數(shù)值
4、能識(shí)記CMOS反相器電路，并能解釋其工作原理
5、CMOS門電路的簡單應(yīng)用
6、CMOS門電路的技術(shù)參數(shù)
第三章  邏輯代數(shù)基礎(chǔ)
（一）學(xué)習(xí)目的與要求
通過本章學(xué)習(xí)，應(yīng)能熟練掌握邏輯代數(shù)的基本概念、基本運(yùn)算、基本定律和常用公式，掌握邏輯函數(shù)、真值表、邏輯圖和卡諾圖之間的關(guān)系，掌握邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡法和卡洛圖化簡法。
（二）課程內(nèi)容
第一節(jié)  基本概念
第二節(jié)  邏輯函數(shù)
第三節(jié)  邏輯函數(shù)的化簡
（三）考核知識(shí)點(diǎn)
1、邏輯代數(shù)、邏輯函數(shù)的概念
2、邏輯代數(shù)的三種基本運(yùn)算
3、邏輯代數(shù)的基本定律、常用公式和重要規(guī)則
4、邏輯函數(shù)表達(dá)式、真值表、邏輯圖、波形圖與卡諾圖及其關(guān)系
5、利用邏輯代數(shù)的常用公式、基本定律化簡邏輯函數(shù)
6、最小項(xiàng)和最小項(xiàng)表達(dá)式
7、三變量的卡諾圖和四變量的卡諾圖，求出相應(yīng)的最簡與或表達(dá)式，若有任意項(xiàng)要能正確利用任意項(xiàng)進(jìn)行化簡
8、卡諾圖求出反函數(shù)的最簡與或表達(dá)式
（四）考核要求
1、能簡單應(yīng)用邏輯代數(shù)的基本定律和恒等式，以及邏輯代數(shù)的三個(gè)基本規(guī)則
2、能綜合應(yīng)用三變量和四變量的邏輯函數(shù)填寫其相應(yīng)的卡諾圖，并應(yīng)用卡諾圖將其化簡，求出最簡邏輯表達(dá)式
第四章  組合邏輯電路
（一）學(xué)習(xí)目的與要求
要求考生在掌握組合邏輯代數(shù)的基礎(chǔ)上，能夠應(yīng)用這些基本知識(shí)去分析一個(gè)給定的組合邏輯的功能，以及按照所需要實(shí)現(xiàn)的邏輯功能去按步驟設(shè)計(jì)出相應(yīng)的電路圖。在對(duì)組合邏輯電路的理解基礎(chǔ)上，達(dá)到對(duì)編碼器、譯碼器、數(shù)字比較器、數(shù)值比較器和算術(shù)運(yùn)算電路邏輯功能的掌握和正確使用。
（二）課程內(nèi)容
第一節(jié)  組合邏輯電路的設(shè)計(jì)與分析
第二節(jié)  常用中規(guī)模集成組合邏輯器件
2.1  加法器及其應(yīng)用
2.2  編碼器及其應(yīng)用
2.3  譯碼器及其應(yīng)用  
2.4  數(shù)據(jù)選擇器及其應(yīng)用
2.5  數(shù)值比較器及其應(yīng)用
第三節(jié) 組合電路的競爭冒險(xiǎn)現(xiàn)象
（三）考核知識(shí)點(diǎn)
1、組合邏輯電路的