数字电子技术基础(自主模式)

自主模式

  • 什么是随堂模式?

    随堂模式课程一般为每学期一轮次,课程每周更新,作业、考试有截止时间,由课程提供方老师、助教指导,课程完结,成绩由老师确认后,统一发放证书。

  • 什么是自主模式?

    自主模式课程常年开放加入,课件全部开放,作业、考试无截止时间,有学堂在线招募选拔的助教指导,考核通过即可自动获得证书。

国家级精品

来自于: 清华大学 | 分类: 电子(144)工程(692)

课程描述

电子技术的应用“无所不在”。不管哪个领域、哪个行业,为实现现代化、自动化、信息化,就必须配以电子系统。“电子技术基础”课程教授实现电子系统必备的基础知识。

什么是认证证书?
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认证学习
名师签名
实名认证
权威性
纸质证书
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免费赠送

课程简介

本课程是电子技术基础的两大分支之一,属于入门性质的技术基础课。课程的主要内容为电子器件、电子电路的基本原理、数字电路的分析和设计方法,以及在实际中的典型应用等。清华大学“数字电子技术基础”课程的知识点包括逻辑代数基础、门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与整形、半导体存储器、可编程逻辑器件,以及数/模和模/数间的转换电路等。课程的基本要求是熟练掌握电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能,培养具有分析问题和解决问题的能力,为深入学习电子技术及其在专业领域中的应用打好基础。

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课程章节

第一周
0.1 数字量和模拟量
0.2 电子技术的发展历程
0.3 课程的基本任务
1.1 信息与编码
1.2 二进制的补码
1.3 二进制补码运算的符号位
1.4 二进制的编码
1.5 用电压来表达信息
1.6 电压信号的离散化
2.1 逻辑代数概述
2.2 逻辑代数的三种基本运算
第一周作业
第二周
2.3 几种常用的复合逻辑运算
2.4 逻辑代数的基本公式和常用公式
2.5 逻辑代数的基本定理
2.6 逻辑函数及其表示方法
2.7 逻辑函数形式的变换
2.8 逻辑函数的化简
2.9 逻辑函数的最小项之和
2.10 逻辑函数的最大项之积
2.11 最小项和最大项的关系
2.12 逻辑函数的卡诺图
2.13 卡诺图化简法
2.14 具有无关项的逻辑函数及其化简
2.15 逻辑函数的机器化化简法
第二周作业
第三周
3.0 门电路概述
3.1-1 半导体二极管的开关特性
3.1-2 二极管与门
3.1-3 二极管或门
3.1-4 二极管门电路的缺点
3.2-1 MOS管的基本构造和工作原理
3.2-2 MOS管的开关特性
3.2-3 MOS管的工作特性曲线
3.3-1 CMOS反相器的电路结构和工作原理
3.3-2 CMOS反相器的电压电流传输特性
3.3-3 CMOS反相器的静态输入输出特性
3.3-4 CMOS反相器的动态特性
3.3-5 CMOS反相器的总功耗
第三周作业
第四周
3.4-1 其他逻辑功能的CMOS门电路
3.4-2 带缓冲级的CMOS门电路
3.4-3 漏极开路的门电路
3.4-4 CMOS传输门和三态门
3.5-1-1 双极型三极管的输入输出特性
3.5-1-2 双极型三极管的基本开关电路
3.5-1-3 双极型三极管的开关等效电路、三极管反相器
第四周作业
第五周
3.5-2-1 TTL反相器的电路结构
3.5-2-2 TTL反相器的工作原理
3.5-2-3 TTL反相器中的几个 问题和输入噪声容限
3.5-3-1 TTL反相器的输入输出特性
3.5-3-2 TTL反相器的输入端负载特性
3.5-3-3 TTL反相器的扇出系数
3.5-4-1 TTL反相器的传输延迟时间
3.5-4-2 TTL反相器的交流噪声容限
3.5-4-3 电源的动态尖峰电流
3.5-5-1 其他逻辑功能的TTL门电路
3.5-5-2 集电极开路输出的门电路
3.5-5-3 三态输出门
实验一:与非门电压传输特性曲线的观测
实验二:与非门传输延迟时间的测量
第五周作业
第六周
4.1 组合逻辑电路的特点
4.2-1 组合逻辑电路的分析方法
4.2-2 组合逻辑电路的设计方法
4.3-1-1 若干常用组合逻辑电路:普通编码器
4.3-1-2-1 优先编码器
4.3-1-2-2 优先编码器的扩展
4.3-1-3 二-十进制优先编码器
4.3-2-1 译码器
4.3-2-2 二进制译码器的扩展
4.3-2-3-1 显示译码器
4.3-2-3-2 显示译码器附加控制端的作用
4.3-2-4 用译码器设计组合逻辑电路
4.3-3-1 数据选择器
4.3-3-2 用数据选择器设计组合电路
4.3-4-1 加法器
4.3-4-2 多位加法器
4.3-4-3 用加法器设计组合电路
4.3-5 数值比较器
4.4-1_4.4-2 组合逻辑电路中的竞争-冒险现象
4.4-3 消除竞争-冒险现象的方法
第六周作业
第七周
4.5 可编程器件及EDA1
5.0 触发器的由来
5.1 门电路与触发器的关系
5.2 基本RS锁存器
5.3-1 电平触发的SR触发器
5.3-2 电平触发的D触发器1
5.3-3 电平触发的D触发器2
5.4-1-1 脉冲触发的触发器--主从D触发器
5.4-1-2 脉冲触发的触发器--主从SR触发器
5.4-1-3 脉冲触发的触发器--主从JK触发器
5.4-2 脉冲触发方式的动作特点
5.5 边沿触发的触发器
5.6-1 触发器的逻辑功能及其描述方法--SR触发器
5.6-2触发器的逻辑功能及其描述方法--JK触发器、T触发器、D触发器
第七周作业
第八周
5.7-1 触发器的动态特性1
5.7-2 触发器的动态特性2
5.7-3 触发器的动态特性3
6.1-1 时序逻辑电路概述
6.1-2 时序电路的一般结构形式与功能描述方法
6.1.3 时序电路的分类
6.2.1-1 同步时序电路的分析方法1
6.2.1-2 同步时序电路的分析方法2
6.2.3 异步时序电路的分析方法
6.3.1-1 寄存器
6.3.1-2 移位寄存器1
6.3.1-3 移位寄存器2
6.3.1-4 移位寄存器扩展应用
6.3.2-1-1-1 计数器概述、同步二进制加法计数器
6.3.2-1-1-2 同步二进制减法计数器
6.3.2-1-1-3 同步加减计数器
6.3.2-1-2-1 同步十进制加法计数器
6.3.2-1-2-2 同步十进制减法计数器、十进制可逆计数器
6.3.2-2 异步计数器
第八周作业
第九周
6.3.2-3-1-1 任意进制计数器的构成方法
6.3.2-3-1-2 任意进制计数器的构成方法--举例(N>M)
6.3.2-3-1-3 任意进制计数器的构成方法--举例(N<M)
6.3.2-4 计数器应用举例
6.4.1-1 时序逻辑电路的设计方法
6.4.1-2 时序逻辑电路的设计方法--举例
6.4.2 时序逻辑电路的动态特性分析
7.0 半导体存储器绪论
7.1 半导体存储器概述和分类
7.2-1 ROM的结构和工作原理
7.2-2 可编程ROM1
7.2-3 可编程ROM2
7.3 RAM的结构和工作原理
7.4-1 存储器容量的扩展-位扩展
7.4-2 存储器容量的扩展-字扩展
7.5 用存储器实现组合逻辑电路
第九周作业
第十周
8.1 可编程逻辑器件概述
8.2-8.3-8.4 可编程逻辑器件-FPLA/PAL/GAL
8.5-8.6-8.7 可编程逻辑器件-EPLD/CPLD/FPGA
8.8-8.9 可编程逻辑器件-ISPGDS、PLD的使用
10.1-1 脉冲波形的产生和整形概述
10.1-2-10.2.1 门电路组成的施密特触发器
10.2.2 集成施密特触发器
10.2.3 施密特触发器的主要特点和应用
10.3.1-1-1 积分型单稳态触发器--结构和工作原理
10.3.1-1-2 积分型单稳态触发器--性能参数计算
10.3.1-2-1 微分型单稳态触发器--结构和工作原理
10.3.1-2-2 微分型单稳态触发器--性能参数计算
10.3.2 集成单稳态触发器
10.4.1 用施密特触发器构成的多谐振荡器
10.4.2 对称式多谐振荡器
10.4.3 非对称式多谐振荡器
第十周作业
第十一周
10.4.4 环形振荡器
10.4.5 石英晶体多谐振荡器
10.5 脉冲电路的分析方法
10.6.1 555定时器电路的结构与功能
10.6.2 用555定时器接成施密特触发器
10.6.3 用556定时器接成单稳态触发器
10.6.4 用557定时器接成多谐振荡器
11.1 数模和模数转换概述
11.2.1 权电阻网络D/A转换器
11.2.2 倒T型电阻网络D/A转换器
11.2.3 具有双极性输出的电阻网络D/A转换器
11.2.4 D/A转换器的转换精度和速度
11.3.1 A/D转换的基本原理
11.3.2 采样保持电路
11.3.3 并联比较型A/D转换器
11.3.4-1 反馈比较型A/D转换器--计数型
11.3.4-2 反馈比较型A/D转换器--逐次渐进型
11.3.5 双积分型和V-F型A/D转换器
第十一周作业
第十二周
I-概述、电路设计及功能仿真
II-指定芯片及时序仿真
III-选外设(自动化)、锁定引脚并生成下载文件
IV-电路扩展设计
V-用Verilog描述状态机电路
《数字电子技术》学生调查问卷
期末考试
考试题

授课教师

  • 王红 清华大学 自动化系 教授

    王红,博士,副教授。2004年赴美国麻省理工MIT访问学者半年。2011年起任国家级精品课“电子技术基础”课程负责人;主讲《数字电子技术基础》,《自动测试原理》等。 近年来参编已出版的“十五规划”、“十一五规划”等教材教辅8本,其中多本教材获奖:如《数字电子技术基础》(第五版),获得北京市高等教育经典教材、北京市高等教育精品教材奖,清华大学优秀教材特等奖等。 在教学和科研方面曾获得:“宝钢优秀教师奖 ”;“霍英东优秀青年奖”;军内“科技进步一、二、三等奖”各1项; “国防科学技术三等奖”; “清华大学青年教师教学优秀奖”;多次获“清华大学教学成果奖”和 “清华大学实验技术成果奖”;两次获评清华大学“我最喜爱的教师”等。

  • 任艳频 清华大学 自动化系 研究员

    博士,高级工程师,电工电子中心电子技术实验室主任,自动化系实验中心副主任。1995年,获清华大学自动化系学士;1999年,获清华大学自动化系控制理论与工程专业博士;1999-2005年,就职于联想集团,从事信息家电和数字家庭研发及产品管理工作;2006年至今,在清华大学自动化系/清华大学电工电子中心工作,目前主要承担数字电子技术基础理论课教学和电子技术实验学。2006年曾在美国马里兰大学帕克分校访学。近年共申请发明专利20项,其中11项已获授权,第一发明人3项,第二发明人2项。近年共发表教学和实验研究论文27篇,其中第一作者15篇。

  • 张涛 清华大学 自动化系 教授

    清华大学自动化系,教授,博士生导师。 分别于1993年、1995年、1999年在清华大学自动化系获得工学学士、工学硕士和工学博士学位。2002年在日本国立佐贺大学获得第二个工学博士学位。曾先后在德国慕尼黑工业大学、日本国立佐贺大学和日本国立情报学研究所学习和工作近8年。目前,作为主讲教师承担本科生专业基础课《数字电子技术基础》的教学,该课程为为国家级精品课程、北京市级精品课程并曾获得国家级教学成果二等奖。并作为课程负责人还承担《飞行控制系统》、《计算机网络与多媒体技术实验设计课》等研究生课程。近几年曾获得国家级教学成果奖二等奖、中国学位与研究教育学会中国研究生教育成果奖二等奖、北京市教学成果奖一等奖、清华大学教学成果一等奖等。在科研方面主要从事控制理论、机器人、人工智能、飞行器控制等领域的研究。曾承担国家863项目、国家973项目、国家自然科学基金、国家航空基金等20余项科研项目。曾发表论文200余篇,SCI收录论文40余篇,EI收录论文150余篇。发表学术译著2部,学术著作章节3部,主编教材2部。近几年曾获得教育部自然科学奖二等奖、军队科技进步二等奖、中国自动化学会自然科学奖二等奖、中国电子学会电子信息科学技术奖二等奖等科技奖励。

精华笔记

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常见问题

本课程的教材与参考文献

(1)教材:阎石,《数字电子技术基础》(第5版),高等教育出版社;(2)参考文献:康华光,《电子技术基础(数字部分)》(第5版),高等教育出版社