2021年湖北自考数字电路课程考试大纲

一、课程性质与设置目的
（一）课程性质、特点及其在专业中的地位

本课程是机电一体化技术专业（专科）的一门专业核心课程。本课程的任务是使自学者能对数字电子技术的基本原理、基本知识和基本技能有较深入的认识，熟悉数字电路的工作原理、工作特性，掌握数字电路的逻辑分析和设计方法，具备正确运用数字集成电路的能力，为后续课程准备必要的基础知识。

通过本课程的学习，自学者应达到：能分析由中、小规模集成电路组成的数字电路及脉冲单元电路，说明它们的工作原理或逻辑特性。能设计常用的数字电路和脉冲单元电路；通过对典型电路和功能器件的学习，能够顺利地查阅有关器件及集成电路手册，并做到正确使用。
根据高等教育自学考试工科培养目标的要求，以培养工程应用型人才为主，考试力求做到保证必要的基本理论、基本知识、基本分析方法和技能，贯彻理论与实践相结合的原则，强化应用。考试内容包括数制和编码、半导体开关、MOS开关，逻辑门电路，逻辑代数，组合逻辑电路，触发器，时序逻辑电路，脉冲单元电路等基础知识。
为更好地学习本课程，建议自学者能做到：遵循学习规律，力求由浅入深，由易到难，循序渐进，从各种典型的单元电路中理解基本概念、基本理论和应用方法，同时必须重视电路或器件的分析和设计方法，抓住各种数字电路的共性，掌握应用规律和方法，举一反三。平时多看例题，多做习题，尽可能地理论联系实际，把抽象的概念具体化、工程化，并善于总结、概括和提高。
本课程指定的考试教材为韦建英、陈振云主编，华中科技大学出版社出版的《数字电子技术》。其它相关书籍只要与其内容、程度相符均可参阅，请特别注意要以指定的考试参考用书的叙述和要求为准。
（二）本课程的基本要求
1．数制和码制
1）掌握二进制、十六进制数及其与十进制数的相互转换。
2）掌握二进制数的运算。
3）掌握8421编码，了解其他常用编码。
4）了解半导体二极管、三极管和MOS管的开关特性。
2．门电路
1）了解TTL、CMOS门电路的组成、工作原理与分类。
2）掌握典型TTL、CMOS门电路的逻辑功能、特性、主要参数和使用方法。
3．逻辑代数基础
1）掌握逻辑代数中的基本定律和定理。
2）掌握逻辑关系的描述方法及其相互转换。
3）掌握逻辑函数的化简方法。
4．组合逻辑电路
1）掌握组合逻辑电路的特点、分析方法和设计方法。
2）掌握编码器、译码器、加法器、数据选择器和数值比较器等常用组合电路的逻辑功能及使用方法。
3）了解组合电路的竞争冒险现象及其消除方法。
5．触发器
1）理解基本RS触发器的电路结构、工作原理。
2）掌握RS、JK、D、T触发器的特性表、功能表、特性方程、状态图和触发方式。
6．时序逻辑电路
1）掌握时序逻辑电路的特点、描述方法和分析方法。
2）掌握加法器、计数器、寄存器等常用时序逻辑电路的工作原理、逻辑功能及使用方法。
7．脉冲的产生和变换
1）了解脉冲信号参数的定义。
2）理解施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器的工作原理、主要参数的分析方法及应用。
3）了解555定时器的工作原理及应用（由它构成的单稳、施密特和多谐振荡器的典型电路）
8．数-模转换器和模-数转换器
了解D/A、A/D转换器的功能及主要参数以及常见的D/A、A/D转换电路
9．存储器和可编程逻辑器件
1）了解ROM、RAM的电路结构、工作原理和扩展存储容量的方法。
2）了解用ROM实现组合逻辑函数的方法。
3）了解可编程逻辑器件的基本特征及编程原理。
教材包含九章。重点章为第二至第七章，第一章为一般章。第八章、第九章仅供学有余力的考生自学，不作考试要求。
（三）本课程与相关课程的联系
学习数字电路无须特定的先行课程，一般来讲，对于晶体管和MOS管的开关特性，RC电路的充放电知识，运算放大器的基本知识有所了解或学过“电路基础”、“模拟电路”课程即可学习本课程的各章各节。
二、课程内容和考核目标
第一章  数字电路基础
（一）学习目的和要求
通过本章的学习应了解模拟信号和数字信号的概念，掌握几种数制和码制、掌握二进制数及其算术运算、掌握二进制、十进制、八进制和十六进制数制之间的相互转换，编码部分，重点掌握8421BCD码，并了解其它BCD码和循环码。
（二）课程内容
第一节  数字电路及其特点
第二节  计数制式
第三节  二进制数的运算
第四节  编码
第五节  数字电路基础器件
（三）考核知识点
本章要求学习和掌握的知识考核点是：
1、数字信号和模拟信号各自的特点和区别
2、任意数制的数都可以写成其按位权展开的式子
3、用二进制表示任意一个数
4、进行不同数制之间的转换
5、二进制数的运算
6、掌握BCD码中的8421BCD码，了解余3码和2421码
7、掌握二极管、三极管和MOS管的开关作用与开关特性
（四）考核要求
1、识记8421BCD码、2421码、余3码
2、领会数字信号和模拟信号各自的特点和差别
3、简单应用：不同码制的数的相互转换，二进制数的运算
4、了解二极管、三极管和MOS管的开关条件与特性
第二章  逻辑门电路
（一）学习目的和要求
掌握由二极管构成的与门电路、或门电路和由三极管构成的非门电路，进而掌握复合逻辑门电路（与非门、或非门、与或非门、异或门和同或门）的基本概念。了解TTL集成电路的基本概念，了解TTL与非门、OC门和三态门电路、性能参数及其应用。理解CMOS反相器的工作原理，了解CMOS与非门、或非门、传输门、OD门和三态门的电路结构，掌握CMOS逻辑门电路的技术参数与使用。
（二）课程内容
第一节  二极管和BJT的开关特性
第二节  基本逻辑门电路
第三节  TTL逻辑门
第四节  CMOS逻辑门
第五节  其它逻辑门电路
第六节  逻辑门电路的实际使用问题
（三）考核知识点
本章要求学习和掌握的考核知识点是：
1、与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门的逻辑功能和逻辑符号
2、正逻辑和负逻辑的概念
3、TTL反相器（非门）的电路结构和工作原理，了解TTL的其它逻辑门的电路结构
4、TTL逻辑门电路的各技术参数的意义，会使用它们
5、OC门（集电极开路逻辑）所构成的线与逻辑以及上拉电阻RP的值的计算
6、CMOS反相器的电路结构以及它的传输特性
7、CMOS与非门、CMOS或非门的电路结构
8、CMOS的技术参数
9、CMOS传输门的电路结构和工作原理
（四）考核要求
1、能识记二极管与门电路、二极管或门电路、三极管非门电路的典型结构
2、能识记TTL非门的电路结构，理解其工作原理能领会TTL逻辑门电路的技术参数，并领会这些参数的正确使用方法。
3、领会OC门构成线与逻辑，并且正确计算上拉电阻的RP的数值
4、能识记CMOS反相器电路，并能解释其工作原理
5、CMOS门电路的简单应用
6、CMOS门电路的技术参数
第三章  逻辑代数基础
（一）学习目的与要求
通过本章学习，应能熟练掌握逻辑代数的基本概念、基本运算、基本定律和常用公式，掌握逻辑函数、真值表、逻辑图和卡诺图之间的关系，掌握逻辑函数的代数化简法和卡洛图化简法。
（二）课程内容
第一节  基本概念
第二节  逻辑函数
第三节  逻辑函数的化简
（三）考核知识点
1、逻辑代数、逻辑函数的概念
2、逻辑代数的三种基本运算
3、逻辑代数的基本定律、常用公式和重要规则
4、逻辑函数表达式、真值表、逻辑图、波形图与卡诺图及其关系
5、利用逻辑代数的常用公式、基本定律化简逻辑函数
6、最小项和最小项表达式
7、三变量的卡诺图和四变量的卡诺图，求出相应的最简与或表达式，若有任意项要能正确利用任意项进行化简
8、卡诺图求出反函数的最简与或表达式
（四）考核要求
1、能简单应用逻辑代数的基本定律和恒等式，以及逻辑代数的三个基本规则
2、能综合应用三变量和四变量的逻辑函数填写其相应的卡诺图，并应用卡诺图将其化简，求出最简逻辑表达式
第四章  组合逻辑电路
（一）学习目的与要求
要求考生在掌握组合逻辑代数的基础上，能够应用这些基本知识去分析一个给定的组合逻辑的功能，以及按照所需要实现的逻辑功能去按步骤设计出相应的电路图。在对组合逻辑电路的理解基础上，达到对编码器、译码器、数字比较器、数值比较器和算术运算电路逻辑功能的掌握和正确使用。
（二）课程内容
第一节  组合逻辑电路的设计与分析
第二节  常用中规模集成组合逻辑器件
2.1  加法器及其应用
2.2  编码器及其应用
2.3  译码器及其应用  
2.4  数据选择器及其应用
2.5  数值比较器及其应用
第三节 组合电路的竞争冒险现象
（三）考核知识点
1、组合逻辑电路的