《数字电路制作与测试》课程标准含章节知识点.docx
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《数字电路制作与测试》课程标准含章节知识点
《数字电子技术》
课程标准
《数字电路制作与测试》课程标准
一、适用对象
二、适用专业
三、课程性质
本课程是专业的专业知识课程。
本课程是依据专业人才培养目标和相关职业岗位（群）的能力要求而设置的，对本专业所面向的岗位群所需要的知识、技能、和素质目标的达成起支撑作用。
在课程设置上，前导课程有《电工基础》（M01F011）、《模拟电路设计与制作》（M01F27E10）、，后续课程有《C语言程序设计》（M01F68D10）、《单片机应用技术》（M01F66E10）。
四、课程目标
总体目标
通过本课程的学习，学生可掌握逻辑代数、门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与整形、可编程逻辑电路基本知识和应用技术、A/D转换与D/A转换等数字逻辑电路相关知识，熟悉常用仪器仪表使用、完成数字电路与功能电路测试、学会简单数字电路设计方法。
本课程注重培养学生创新意识、分析和解决实际问题的能力以及工程实践能力、职业素质能力。
1、知识目标
1）熟悉逻辑代数基本知识。
2）掌握组合逻辑电路分析方法和设计方法。
3）掌握触发器的逻辑功能和应用方法。
4）掌握时序逻辑电路的分析方法，了解时序逻辑电路的设计方法。
5）了解可编程逻辑器件基本知识和应用技术。
6）掌握AD/DA变换的基本原理和应用。
7）了解脉冲波形的产生和变化。
2、技能目标
1）会用各种表示方法描述数字电路逻辑功能。
2）学会常用数字集成电路的正确使用方法。
3）会分析较复杂数字逻辑电路的逻辑功能。
4）能根据工作要求，完成简单数字逻辑电路的设计。
5）能通过对数字集成电路芯片资料的阅读，了解数字集成电路的逻辑功能和使用方法。
6）能分析和排除数字逻辑电路中出现的故障。
7）能熟练掌握数字电路中常用仪器仪表的使用
8）能画出所设计的数字逻辑电路的电原理图，能列出所设计电路的元器件清单，会写所设计电路的测试说明。
参与实验室的开放性实验，尊重他人劳动，遵守实验室管理规定，养成良好的职业习惯。
3、素质养成目标
教学中通过对数字集成电路的测试及应用，培养学生实践动手能力，提高了学生分析问题和解决问题的能力，养成了学生实践验证的好习惯。
通过分组完成项目任务，培养学生团队协作精神，锻炼学生沟通交流、自我学习的能力。
通过实验室实施5S管理理念，从而培养学生形成规范的操作习惯、养成良好的职业行为习惯。
五、参考学时90学分6
六、设计思路
《数字电路制作与测试》课程的建设和开发是以高职教育的职业能力培养为目标，将理论与实践紧密结合在一起的。
1．该课程以专业知识为主线，以具体工作任务为载体，培养具有灵活应用常用数字集成电路实现逻辑功能的能力为基本目标，围绕工作任务完成的需要选择和组织课程内容，突出工作任务与知识的联系，让学生在职业实践活动的基础上掌握知识，增强课程内容与职业岗位能力要求的相关性，提高学生的就业能力。
2．学习项目选取的基本依据是该门课程涉及的工作领域和工作任务范围，但在具体设计过程中，还根据八人抢答器和简易电压表等典型产品为载体，使工作任务具体化，产生了具体的学习项目。
其编排依据是该职业所特有的工作任务逻辑关系，而不是知识关系。
3．依据工作任务完成的需要、高职学生的学习特点和职业能力形成的规律，按照“学历证书与职业资格证书嵌入式”的设计要求确定课程的知识、技能等内容。
4．依据各学习项目的内容总量以及在该门课程中的地位分配各学习项目的课时数。
5．学习程度用语主要使用“了解”、“理解”、“能”或“会”等用语来表述。
“了解”用于表述事实性知识的学习程度，“理解”用于表述原理性知识的学习程度，“能”或“会”用于表述技能的学习程度。
七、课程内容与教学要求
1.课时分配表
序号
单元（或项目）内容
学时分配
备注
1
项目1简单加法器电路设计与测试
26
2
项目2八人抢答器电路的制作与测试
12
3
项目3计数器电路的设计与测试
14
4
项目4基于CPLD的具有倒计时功能抢答器的设计与制作
26
5
项目5简易数字电压表的设计与测试
12
合计
90
2.单元（或项目）设计
单元1
项目1简单加法器电路设计与测试
学时
理论
实践
项目式
26
学习目标：
1掌握基本门电路、复合门电路逻辑功能测试方法及描述方法；
2掌握特殊门电路OC门、OD门、三态门等逻辑功能及应用；
3了解TTL门电路、CMOS门电路的特点及使用方法；
4掌握逻辑代数基本规则和定律、掌握最小项概念、会对逻辑函数进行代数化简和卡诺图化简；
5掌握由门电路构成的组合逻辑电路的分析方法。
理解组合逻辑电路逻辑功能，并会测试及仿真验证；
6掌握由门电路构成的组合逻辑电路的设计方法；并会对设计电路进行仿真验证；
7熟悉数字电路实验装置的使用方法，熟悉Multisim9.0仿真软件的使用方法；
8会撰写符合标准的测试报告及设计报告。
会对数据进行归纳、分析及总结。
◆知识目标：
1．掌握基本门电路、复合门电路逻辑功能及描述方式。
2．掌握特殊门电路OC门、OD门、三态门逻辑功能。
3．掌握逻辑代数基本规则和定律、掌握最小项概念、掌握逻辑函数代数法化简和卡诺图化简。
4．掌握由门电路构成的组合逻辑电路的分析方法。
5．了解由门电路构成的组合逻辑电路的设计方法。
◆技能目标：
1．熟悉数字电路实验装置，会利用该装置对数字集成电路逻辑功能测试。
2．会利用Multisim9.0对数字电路功能进行测试。
3．撰写符合标准的测试报告及设计报告
4．会根据数字电路的原理分析和验证数字电路逻辑功能。
5。
会利用数字电路仪器仪表对电路故障进行排查。
主要内容
主要教学方法
●任务1-1门电路逻辑功能测试
1-1-1与、或、非基本门电路逻辑功能测试
1-1-2复合门电路逻辑功能测试
1-1-3TTL和CMOS特殊门电路逻辑功能测试
●任务1-2简单加法器电路的设计与测试
1-2-1用Multisim9.0化简逻辑函数
1-2-2门电路构成的组合逻辑电路功能测试
1-2-3门电路构成的组合逻辑电路的设计与测试
1-2-4两位加法器电路的设计与测试
★与、或、非基本门电路、复合门电路逻辑逻辑功能测试（重点）
★门电路构成的组合逻辑电路功能测试（重点）
★TTL和CMOS特殊门电路逻辑功能测试（难点）
★两位加法器电路的设计与测试（难点）
理实项目式
教学地点
数字电路实训室
教学及参考资料
《数字电路制作与测试》、《数字逻辑电路》
、《工作任务书》
练习与习题建议
测试报告+设计报告+课外习题
考核与评价方式说明
权重分配
理论知识+平时测试表现+态度综合考核
30%
单元2
项目2八人抢答器电路的制作与测试
学时
理论
实践
项目式
12
学习目标：
1掌握LED七段数码显示器、显示译码驱动器逻辑功能和使用方法；
2掌握变量译码器逻辑功能和使用方法，了解译码器实现组合逻辑函数功能的方法；
3掌握优先编码器的逻辑功能及编码规律，掌握优先编码器的使用方法；
4了解数据选择器逻辑功能和使用方法，了解数据选择器实现组合逻辑函数的方法；
5了解数据锁存器的逻辑功能，使能端作用及使用方法；
6了解解锁电路、锁存电路的工作原理；
7会对中规模集成电路逻辑功能进行测试，并熟悉其使用方法，理解中规模集成电路真值表，理解各中规模集成电路使能端的作用，并会正确应用；
8熟悉8人抢答器电路及各单元电路的组成及原理，并能按照所设计电路制作和调试电路。
会撰写符合要求的设计文件，会解决测试中出现的问题，会用数字万用表检查电路中的错误；
9掌握Mlutisim9.0软件仿真测试方法，正确验证各芯片逻辑功能；
10正确撰写设计报告，分析测试数据，得出正确结论。
◆知识目标：
1．掌握LED七段数码显示器、显示译码驱动器逻辑功能。
2．掌握变量译码器逻辑功能，了解译码器实现组合逻辑函数功能的方法。
3．掌握优先编码器的逻辑功能。
4．了解数据锁存器的逻辑功能。
5．熟悉8人抢答器电路及各单元电路的组成及原理。
◆技能目标：
1．会对中规模集成电路显示译码器、变量译码器、优先编码器进行逻辑功能测试。
2．会正确应用中规模集成电路显示译码器、变量译码器、优先编码器、8D锁存器等。
3．能按照所设计的电路制作和调试电路。
4．会撰写符合要求的设计文件，会解决测试中出现的问题，会用数字万用表检查电路中的错误；
5．掌握Mlutisim9.0软件仿真测试方法，正确验证各芯片逻辑功能。
主要内容
主要教学方法
●任务2-1译码器功能的仿真测试
任务2-1-1LED数码显示电路的测试
任务2-1-274LS138集成3-8译码器逻辑功能仿真测试
任务2-1-3变量译码器实现全加器功能仿真测试
●任务2-2编码器功能的仿真测试
任务2-2-1二进制优先编码器74LS148逻辑功能仿真测试
任务2-2-2二—十优先编码器74LS147功能仿真测试
●任务2-3锁存器逻辑功能仿真测试
任务2-3-18D锁存器74LS373逻辑功能仿真测试
任务2-3-28D触发锁存电路功能仿真测试
●任务2-4八人抢答器的设计和制作
★译码器功能的仿真测试（重点）
★八人抢答器的设计和制作（重点）
★锁存器74LS373外部特性及应用电路（难点）
理实项目式
教学地点
数字电路实训室
教学及参考资料
《数字电路制作与测试》、《数字逻辑电路》
、《工作任务书》
练习与习题建议
测试报告+设计报告+课外习题
考核与评价方式说明
权重分配
理论知识+平时测试表现+态度综合考核
15%
单元3
项目3计数器电路的设计与测试
学时
理论
实践
项目式
14
学习目标：
1掌握基本RS触发器、边沿D触发器、边沿JK触发器逻辑功能和测试方法，掌握触发器逻辑功能的描述方法；
2掌握时序逻辑电路的特点，掌握同步时序电路和异步时序电路的区别；
3掌握时序逻辑电路的分析和设计方法。
并会利用数字电路实验装置或Mlutisim9.0仿真验证；
4掌握集成计数器的逻辑功能和使用方法。
会设计任意模数的计数器。
掌握同步置数和异步清零的概念；
5掌握寄存器逻辑功能和使用方法。
6掌握Mlutisim9.0软件仿真测试方法，正确验证各芯片逻辑功能；
7正确撰写设计报告，分析测试数据，得出正确结论。
◆知识目标：
1．掌握基本RS触发器、边沿D触发器、边沿JK触发器逻辑功能和描述方式。
2．掌握时序逻辑电路的分析方法。
3．了解时序逻辑电路的设计方法。
4．掌握集成计数器的逻辑功能。
5．掌握任意模数的计数器的设计方法。
掌握同步置数和异步清零的概念。
6．了解输出为8421BCD计数器的设计方法。
7．了解寄存器的逻辑功能。
◆技能目标：
1．会测试基本RS触发器、边沿D触发器、边沿JK触发器逻辑功能。
2．会应用基本RS触发器、边沿D触发器、边沿JK触发器。
3．会用数字电路装置测试时序逻辑电路逻辑功能，并会排除电路故障。
4．会正确使用集成计数器，并设计任意模数计数器并会用实验或仿真验证。
5．会利用集成计数器设计数字钟电路中的秒、分钟、小时电路。
8会撰写符合标准的测试报告及设计报告。
会对数据进行归纳、分析及总结。
主要内容
主要教学方法
●任务3-1触发器逻辑功能仿真测试
任务3-1-1基本RS触发器逻辑功能测试
任务3-1-2边沿D触发器电路逻辑功能测试
任务3-1-3边沿JK触发器电路逻辑功能测试
●任务3-2计数器逻辑功能测试
任务3-2-1D触发器构成的同步计数器电路逻辑功能仿真测试
任务3-2-2同步时序电路逻辑功能测试
●任务3-3集成计数器逻辑功能测试
任务3-3-1集成计数器74161逻辑功能测试
任务3-3-2集成计数器74390逻辑功能测试
●任务3-4任意模数计数器设计与测试
任务3-4-1用74160及简单门电路构成八进制计数器（0～7）
任务3-4-2数字钟中秒计数指示电路的设计与测试
★基本RS触发器、边沿D触发器、边沿JK触发器逻辑功能测试（重点）
★集成计数器逻辑功能测试（重点）
★任意模数计数器设计与测试（难点）
理实项目式
教学地点
数字电路实训室
教学及参考资料
《数字电路制作与测试》、《数字逻辑电路》
、《工作任务书》
练习与习题建议
测试报告+设计报告+课外习题
考核与评价方式说明
权重分配
理论知识+平时测试表现+态度综合考核
15%
单元4
项目4基于CPLD的具有倒计时功能抢答器的设计与制作
学时
理论
实践
项目式
26
学习目标：
1．QuartusⅡ集成开发环境使用。
2．QuartusⅡ软件设计流程。
3．可编程逻辑器件基本概念。
4．可编程逻辑器件基本结构。
5．EDA基本概念及现代数字系统设计方法。
6．掌握具有倒计时功能的八人抢答器的工作原理。
会用可编程逻辑器件设计和测试该电路。
◆知识目标：
1．掌握可编程逻辑器件基本概念。
了解可编程逻辑器件基本结构。
2．熟悉QuartusⅡ集成开发环境，掌握可编程逻辑器件设计流程。
3．了解VHDL的基本构成和常用语句的语法结构。
4．掌握具有倒计时功能的八人抢答器的工作原理
5．EDA概念及现代数字系统设计方法
◆技能目标：
1．熟悉QuartusⅡ集成开发环境，会熟练使用软件设计电路。
会熟练排查设计过程中的问题。
2．会用VHDL语言设计常用数字电路。
3．会用QuartusⅡ集成开发环境设计具有倒计时功能的八人抢答器，并正确编程下载。
4．会正确测试用可编程逻辑器件设计的具有倒计时功能的八人抢答器的逻辑功能。
5．会撰写符合标准的测试报告及设计报告。
会对数据进行归纳、分析及总结。
主要内容
主要教学方法
●任务4-1QuartusⅡ软件操作训练
4-1-1基于QuartusⅡ原理图输入法的2输入与非门的设计与仿真
4-1-2基于QuartusⅡ原理图输入法的2输入异或门的设计与仿真
4-1-34位全加器的设计并下载验证
4-1-44位全加器的设计并下载验证
●任务4-2用VHDL语言设计功能模块
4-2-1基于VHDL的基本门电路的设计
4-2-2基于VHDL的4位加法器的设计
4-2-3基于VHDL的任意进制计数器设计
●任务4-3基于可编程器件设计具有倒计时功能的八人抢答器
4-3-1四人抢答器的设计并下载验证
4-3-2具有倒计时功能的四人抢答器设计并下载验证
4-3-3具有倒计时功能的八人抢答器的设计并下载验证
★QuartusⅡ软件操作训练（重点）
★基于VHDL的4位加法器的设计（重点）
★具有倒计时功能的四人抢答器设计并下载验证（难点）
理实项目式
教学地点
数字电路实训室
教学及参考资料
《数字电路制作与测试》、《数字逻辑电路》
、《工作任务书》
练习与习题建议
测试报告+设计报告+课外习题
考核与评价方式说明
权重分配
理论知识+平时测试表现+态度综合考核
30%
单元5
项目5简易数字电压表的设计与测试
学时
理论
实践
项目式
12
学习目标：
1了解数模（D/A）转换的基本工作概念和工作原理，以及数模转换器的基本结构。
2掌握DAC0832数模转换器的结构、原理和使用方法等。
3了解模数（A/D）转换的基本工作概念和工作原理，以及模数转换器的基本结构。
4掌握ADC0804数模转换器的结构、原理和使用方法等。
5应用可编程逻辑器件和ADC转换器件设计简易数字电压表。
◆知识目标：
1．了解数模（D/A）、模数（A/D）转换的基本工作概念和工作原理，以及数模转换器的基本结构。
2．掌握DAC0832数模转换器的结构、ADC0804数模转换器的结构。
3．掌握简易数字电压表的基本工作原理。
◆技能目标：
1．会正确测试DAC0832数模转换器、ADC0804数模转换器逻辑功能，并能正确应用。
2．会利用前述所学可编程逻辑器件及AD芯片设计简易数字电压表并正确测试。
主要内容
主要教学方法
●任务5-1DAC转换器件逻辑功能测试
【器件认知】DAC器件逻辑功能测试
【知识扫描1】数码管动态扫描显示
【知识扫描2】D/A转换工作原理
【工作任务5-1-1】DAC0832器件逻辑功能测试
【思维拓展】锯齿波产生电路简介
●任务5-2ADC转换器件逻辑功能测试
【器件认知】ADC器件逻辑功能测试
【知识扫描】A/D转换工作原理
【工作任务5-2-1】ADC0804器件逻辑功能测试
【思维拓展】压力测量电路
●任务5-3简易数字电压表的设计与制作
【器件认知】12位串行A/D转换器ADCS7476AD介绍
【知识扫描】数码管动态扫描显示
【设计案例SZA5-3-1】简易数字电压表的设计与制作
【设计任务SZS5-3-2】三位显示简易数字电压表的设计与制作
★DAC与ADC逻辑功能、主要参数及应用（重点）
★简易数字电压表（难点）
理实项目式
教学地点
数字电路实训室
教学及参考资料
《数字电路制作与测试》、《数字逻辑电路》
、《工作任务书》
练习与习题建议
测试报告+设计报告+课外习题
考核与评价方式说明
权重分配
理论知识+平时测试表现+态度综合考核
10%
八、课程实施
1.教学方法建议
根据本课程的教学目标要求和课程特点以及有关学情，选择适合于本课程的最优化教学法。
综合考虑教学效果和教学可操作性等因素，本课程选用讲授法、项目式教学法等。
项目式教学法是:
将教师讲授、演示、学生验证融于一体的教学法。
2.师资条件要求
本课程讲授教师应具备本科以上相关专业的学习，同时还应有数字电路设计和可编程逻辑器件设计的实践经历，实验辅导教师应具有大专以上的相关专业学历，同时至少在数字电路设计相关岗位有五年以上的经历。
3.教学条件基本要求
1）多媒体授课设备
2）数字电路综合实验室
3）开放性实验室
4）项目测试报告
5）电子课件、电子教案
6）《数字逻辑电路测试与设计》院级精品课程网站
4.教学资源基本要求
（1）教材的选用与编写；教材名称《数字电路制作与测试》，编者：
李玲等，大连理工大学出版社
（2）网络资源建设，教学ppt、习题库、试卷库网络共享。
（3）信息化教学资源建设，具有多媒体课件、仿真软件（Multisim9.0）等；
（4）其它教学资源的开发与利用，具有教学文件和资料、试题库、仿真程序、学习参考书等。
九、教学评价、考核要求
本课程的考核由三个部分组成，过程考核占30%，阶段性考试占30，期末考试占40%。
其中过程考核包括：
1）平时作业占30%。
2）测试和设计报告占30%。
3）过程测试占30%。
4）考勤及上课表现等占10%。
十、编制依据
该课程标准是以依据《电子信息工程技术》专业调研报告和人才培养方案（PYFA-10-01-01）而编制的。
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