自考02344数字电路考试大纲（2006年版）

02344 《数字电路》自学考试大纲浙江省教育考试院二 OO 八年十二月指定用书：《数字电子技术基础简明教程》，余孟尝主编，高等教育出版社 2006 年第三版

一、课程性质与设置目的

要求《数字电路》课程是高等教育自学考试中电子技术等专业的重要技术基础课程。

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全面认识，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，并为后续课程准备必要的基础知识。

本课程主要是研讨如何分析和设计数字电路，因此通过本课程的学习，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、简单的数模与模数转换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，要求设计正确、 合理，鉴于目前电子新产品不断涌现，要善于选用新的实用器件来设计电路。经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电路手册并做到正确使用，对 EDA 知识有初步了解。根据高等院校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，逻辑代数，半导体开关、MOS 开关及逻辑门电路，组合逻辑电路，触发器，时序逻辑电路，存储器、脉冲单元电路，数模与模数转换电路， EDA 技术的基础知识。

学习本课程之前，必须具备电路的基本概念、基本定律和计算方法，以及电路的暂态分析，这些内容安排在相关课程《电工原理》中学习；同时必须理解二极管、三极管和 MOS 管的工作原理及参数，熟悉基本放大电路和运算放大器的工作特性，这些内容安排在相关课程《线性电子电路》中学习。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，注意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。随着微电子技术的迅猛发展，中、大规模集成电路被大量生产及应用，计算机辅助软件也不断发展，在学习中应重视这方面的知识内容，尽可能多地学习和应用。

本课程指定的考试参考用书为高等教育出版社出版的《数字电子技术基础简明教程》 （第三版），由清华大学电子学教研组编、余孟尝主编，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、考核目标

第一章 逻辑代数与

EDA 技术的基础知识逻辑代数是分析和设计数字电路的基本数学工具，逻辑代数的运算就是数字电路的操作，EDA 技术为分析和设计数字电路提供了全新的现代化的方法。

⒈ 数制与编码二进制数记数特点、八进制、十进制、十六进制以及任意进制数记数特点，按权展开表达式的描述；二－十进制的相互转换，二进制与进制数的相互转换二进制编码规律， BCD 码编码规律，余 3 码、循环码及余 3 循环码编码规律；二进制码和循环码的相互转换；ISO 及 ANSC

Ⅱ 码等编码

⒉ 逻辑代数基本逻辑的描述、运算；逻辑代数的规则和定理、常用公式 ⒊ 逻辑函数逻辑函数的各种描述形式：文字、（开关）电路、真值表、表达式、波形图、逻辑符号（逻辑图）、卡诺图等的表示及相互转换；标准与或式（最小项）的概念、性质和描述 ⒋ 逻辑函数的化简表达式的变换；最简式的概念；公式法、图形法化简；具有约束的逻辑函数化简，变量互相排斥的逻辑函数化简 ⒌EDA 技术的基础知识硬件描述语言 VHDL 的语言基础 ⒈ 识记：

各种进制的按权展开表达式；二－十进制数的相互转换的方法，二进制数与进制数的相互转换的方法常用 BCD 码的编码规律，有权码、无权码的异同，循环码与二进制码的对应关系 VHDL 的主要构件、基本语句 ⒉ 理解：

逻辑代数与普通代数的异同，逻辑运算与算术运算的异同；逻辑表达式的变换，逻辑表达式的相等逻辑函数各种描述形式的相互转换，用公式法化简逻辑函数表达式至最简与或式；用图形法化简小于五变量的逻辑函数表达式至最简与或式具有约束的逻辑函数化简、变量互相排斥的逻辑函数化简 ⒋EDA 的工具软件 MAX+plus

Ⅱ 不作

第二章 门电路

半导体二极管、三极管和 MOS 管是构成门电路的基本开关元件，而门电路是构成数字电路的基本单元，门电路的外部特性分为逻辑特性、电气特性 ⒈ 理想开关特性静态开关特性，动态开关特性 ⒉ 半导体二极管、三极管和 MOS 管的开关特性二极管的静态开关特性，导通条件和截止条件，导通和截止时相应的开关等效电路，二极管的动态开关特性及典型参数三极管的静态开关特性，饱和导通条件和截止条件，饱和导通和截止时相应的开关等效电路，三极管的动态开关特性及典型参数 MOS 管的静态开关特性，导通条件和截止条件，导通和截止时相应的开关等效电路，动态开关特性及典型参数 ⒊ 分立元器件门电路分立元件门电路和集成门电路的概念，数字集成电路的分类二极管与门、或门及三极管非门的电路、工作原理、真值表、对应符号；高、低电平与正、负逻辑 MOS 三极管非门（反相器）的电路、工作原理、真值表、对应符号 ⒋CMOS 集成门电路 CMOS 反相器的电路组成、静态特性、动态特性，主要参数；CMOS 其它逻辑门的电路组成及符号；CMOS 传输门、三态门和漏极开路门（OD 门） ⒌TTL 集成门电路TTL 反相器的电路组成、工作原理、静态特性、动态特性，主要参数；TTL 其它逻辑门的电路、符号、真值表；TTL 集电极开路门（OC 门）的符号、特点；TTL 输出三态门（TS 门）的符号、应用，使能端的概念 ⒍ 门电路的 VHDL 描述理想开关特性半导体二极管、三极管和 MOS 管的静态开关条件及相应开关等效电路；半导体二极管、 三极管和 MOS 管的动态开关特性及典型参数；半导体二极管、三极管和 MOS 管的简单开关电路 CMOS 集成门电路系列；TTL 集成门电路系列基本门电路的 VHDL 描述 CMOS 反相器、CMOS 与非门、或非门的电路结构及逻辑符号；CMOS 传输门、三态门和漏极开路门（OD 门）的逻辑符号 TTL 逻辑门电路结构、外部特性及典型参数；TTL 集电极开路门（OC 门）和三态门的逻辑符号 CMOS 门电路与 TTL 门电路电气参数的异同 ⒊ 基本应用与、或、非门的逻辑功能多种表示方法，正、负逻辑的概念 ⒋ 门电路仿真不作要求

第三章 组合逻辑电路

组合逻辑电路是数字电路的重要组成部分，由基本逻辑单元组合而成。不同的应用场合都有典型的组合逻辑电路。

⒈ 组合逻辑电路的要素组合逻辑电路的特点、分类，组合逻辑电路示意框图，组合逻辑电路的分析、设计步骤和方法 ⒉ 加法器半加器和全加器概念、真值表、表达式、逻辑图及逻辑符号；加法器的构成、电路特点、逻辑示意图，超前进位的概念 ⒊ 数值比较器数值比较器的概念、真值表、表达式、逻辑图和逻辑示意框图；数值比较器的级联， CMOS 比较器和 TTL 比较器级联的区别 ⒋ 编码器编码和编码器的概念，优先编码的概念；编码器的真值表、表达式、逻辑图及逻辑示意框图，编码器的级联 ⒌ 译码器译码和译码器的定义、分类，两类译码器（通用译码器及显示译码器）的异同；通用译码器的概念、真值表、表达式、逻辑图及逻辑示意框图；七段显示译码器的简单显示原理和设计过程；通用译码器（74LS138、74LS139 等）的级联及实现组合逻辑设计，实现数据分配 ⒍ 数据选择器数据选择器的概念、真值表、表达式、逻辑图及逻辑示意框图；数据选择器 （74LS153、74LS151 等）的扩展及实现组合逻辑设计 ⒎ 数据分配器数据分配器的概念、真值表、表达式、逻辑图及逻辑示意框图，数据分配器和通用译码器的联系 ⒏ 只读存储器（ROM）

ROM 的概念、分类（掩膜、可编程、可擦除可编程）；ROM 的结构及工作原理；ROM 的容量扩展；ROM 的应用（实现逻辑函数） ⒐ 竞争冒险竞争冒险的概念、产生原因和消除方法 ⒑ 组合逻辑电路的 VHDL 描述组合逻辑电路的基本分析方法和设计方法，典型电路的基本概念 ROM 的结构及工作原理竞争冒险的概念、产生原因编码器、译码器和数据选择器的 VHDL 描述常用中规模器件（加法器、数值比较器、编码器、译码器、数据选择器、数据分配器）的真值表、表达式、逻辑符号或者逻辑示意框图竞争冒险的消除方法用门电路设计简单组合逻辑电路中规模部件的级联（扩展）；ROM 的容量扩展用门电路构成组合逻辑电路的分析用通用译码器或数据选择器设计组合逻辑电路 ROM 存储矩阵连线图 ⒌ 组合逻辑电路的仿真不作要求

第四章 触发器

触发器是记忆的基本单元，也是构成时序逻辑电路的核心。

⒈ 基本触发器触发器的概念和分类基本触发器的电路组成、逻辑符号、工作原理；基本 – 触发器的功能描述（特性表、 特性方程、波形图）；基本触发器的翻转特点 ⒉ 同步触发器同步触发器的电路组成、逻辑符号、工作原理（时钟的作用），同步触发器的功能描述 （特性表、特性方程、波形图），同步触发器的翻转特点， 锁存器的描述 ⒊ 边沿触发器边沿触发器的逻辑符号、工作原理，边沿触发器的功能描述（特性表、特性方程、波形图），边沿触发器的翻转特点边沿触发器逻辑功能表示方法的转换 ⒋ 触发器的电气特性静态特性；动态特性触发器的两个稳态及触发翻转功能；现态和次态的联系、区别异步置、复位端（ 、 ）的作用；同步置、复位端（ 、 、 、 、 、 、 ）的作用；的作用触发器的电气特性：建立时间 ，保持时间各种不同类型触发器的逻辑功能，描述方法及相互关系相互转换，特别是基本 – 触发器、同步触发器（锁存器）、边沿 、 – 触发器在给定触发器的输入波形条件下，描绘触发器的相应输出波形 ⒋ 触发器的 VHDL 描述及其仿真不作要求

第五章 时序逻辑电路

时序逻辑电路是数字电路的最重要组成部分，由门电路和触发器组成。典型的时序逻辑电路有计数器和寄存器。

⒈ 时序逻辑电路的要素时序逻辑电路的特点、分类、描述方法，时序逻辑电路示意框图，时序逻辑电路的分析、 设计步骤和方法 ⒉ 计数器计数器的概念及分类，计数器的组成和描述：逻辑示意框图、逻辑图、状态图、状态方程、状态表、时序图，集成计数器的逻辑功能示意图、结构框图、状态表、时序图，集成计数器的扩展、应用（实现 N 进制计数器） 集成 计数 器包 括 74161、74163、CC4520、74191、74193、74197、74160、74190、74192、74290 等 ⒊ 寄存器和读/写存储器（RAM） 寄存器的概念及分类、电路组成、工作原理、主要特点，移位寄存器的分类、电路组成、 工作原理、基本应用；用移位寄存器构成计数器、最大长度移存器型计数器集成器件包括 74175、74116、74170、74164、74LS194 等 RAM 的结构，RAM 与 ROM 的区别，动态 RAM 和静态 RAM 存储信息的异同，动态刷新的概念；RAM 容量的扩展及各片地址分配 ⒋ 顺序脉冲发生器顺序脉冲发生器的概念及分类、电路组成、工作原理；用 MSI 构成顺序脉冲发生器的实现方法 ⒌ 可编程时序逻辑电路可编程逻辑器件（PLD）的基本结构和分类、阵列结构；PLA、PAL、GAL、HDPLD 的结构特点时序与组合、同步与异步、计数器与寄存器的区别 RAM 容量的扩展可编程逻辑器件（PLD）的分类和各种阵列结构顺序脉冲发生器的分析方法门电路构成的同步计数器的分析和设计移存器型计数器的分析和设计利用集成计数器的控制端口实现 N 进制计数器串行数据检测电路的分析和设计 ⒌ 时序逻辑电路的 VHDL 描述及其仿真不作要求

第六章脉冲产生与整形电路理想的数字信号是矩形脉冲，矩形脉冲可由电路产生，也可以将已有波形整形而成。

典型的脉冲电路有施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器。

脉冲电路可以用 555 器件实现。

⒈ 脉冲信号和基本器件矩形脉冲的概念、特性参数；555 定时器的电路结构、基本功能、功能表和引出脚的定义 ⒉ 施密特触发器施密特触发器电位触发的概念、电压传输特性（滞回特性）；用 555 定时器构成的施密特触发器的电路组成、工作原理、工作波形、参数估算施密特触发器的应用 ⒊ 单稳态触发器单稳态触发器的特点；用 555 定时器构成的单稳态触发器的电路组成、工作原理、工作波形、参数估算及注意事项；集成单稳态触发器 74121、74122 的功能、区别及参数估算单稳态触发器的应用 ⒋ 多谐振荡器多谐振荡器的特点；用 555 定时器构成的多谐振荡器的电路组成、工作原理、工作波形、 参数估算以及如何调节占空比；石英晶体的选频特性多谐振荡器的应用脉冲特性参数，非重触发和可重触发的概念施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的特点、参数、应用 555 定时器的电路结构、功能描述、功能表和引出脚的定义；用 555 定时器构成的施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的电路组成、工作原理、工作波形、参数估算

第七章 数模与模数转换电路数字逻辑电路处理的是数字信号

。而实际信号往往是模拟信号，所以需要数模与模数转换电路。不同的实际要求，有不同的转换电路对应。

⒈ 数模转换器（D/A 转换器、DAC） D/A 转换的基本要求、转换特性；D/A 转换（R-2R 梯形）电路的组成、工作原理、转换公式 D/A 转换器的主要参数 ⒉ 模数转换器（A/D 转换器、ADC） 模拟信号与数字信号的区别，A/D 转换的一般步骤，取样定理以及量化的内容；逐次渐近型 A/D 转换器、双积分型 A/D 转换器的基本工作原理及主要特点；并联比较型 A/D 转换器的电路组成、工作原理及主要特点 A/D 转换器的主要参数 DAC、ADC 技术指标的含义，主要参数的计算逐次渐近型、双积分型 A/D 转换器的转换思想及主要特点 A/D 取样、保持、量化、编码的概念，取样定理以及量化误差的计算 R-2R 梯形 D/A 转换器的电路组成、工作原理、转换公式及计算并联比较型 A/D 转换器的电路组成、工作原理、电路真值表及主要特点

一、关于

“考核目标”中有关提法的说明本大纲各章提出的“考核要求”中，“识记”、“理解”、“简单应用”、“综合应用”四个层次是递进等级关系，其含义是：

“识记”：能知道有关的名词、概念，并能正确地认识和表述。

“理解”：在识记的基础上，能全面把握基本原理知识。

“简单应用”：在理解的基础上，能用学过的原理、知识去分析和设计、解决问题。

“综合应用”：对大纲范围内的知识有较深刻的理解，能抓住问题的实质，并在此基础上进行论证、判断和运用。

二关于命题和考试的要求本大纲“考核目标” 所提到的各章知识细目都是考试的内容，试题覆盖到章，按指定的考试参考用书适当突出重点章节，加大重点内容的覆盖密度。

三、题型举例

（题型举例仅作参考，实际命题时不受此限）

⒈ 填空题（请把正确答案填在横线上）1 分三变量函数最小项的编号是 。

答案： 3

⒉ 单项选择题（在备选答案中只有一个是正确的，将其选出并把它的题号写在题后括号内）1 分卡诺图中每一个小格（小方块）表示： （ ） A、一个函数 B、一个变量 C、一个门电路 D、一个最小项答案： （D） ⒊ 化简题用公式化简函数：5 分 ⒋ 计算题计算：写出二进制数 1011．01 的按权展开式，并转换为十进制数。5 分答案：（1011．01）2＝1× ＋0× ＋1× ＋1× ＋0× ＋1× ＝8＋0＋2＋1＋0＋0．25＝（11．25）10 ⒌ 作图题给定门电路，写出 F 表达式，根据输入 A、B 对应画出函数 F 的波形。5 分⒍ 分析题分析给定的逻辑图，写出 F 表达式，列出真值表。5 分 A B C F 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 ⒎ 设计题利用 74161 的清零功能构成六进制计数器，画出连线图。8 分答案：写出的二进制代码求归零逻辑画连线图

四、考试时间

按规定要求，考试时间为 150 分钟。