数字电路的基本原理
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数字电路的基本原理范文第1篇
关键词：QDPSK；FPGA；调制与解调；Verilog
中图分类号：TN914 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）16-3868-03
1 概述[1-2]
在信息化、网络化时代，通信已经成为人们日常生活的一部分，对通信系统功能要求的不断提高，极大地推动了通信技术和通信器件的发展。QDPSK（四相相对相位调控）作为一种宽带和功率相对高效、低误差率的相对相位调制技术，被广泛用于卫星通信、蜂窝电话等通信系统中。FPGA（现场可编程门阵列）是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物，理论上可以完成任何数字电路的设计，其自带丰富的数字电路功能模块，可无限次重复编程，已经成为各种数字系统最重要的硬件载体。因此，结合QDPSK与FPGA的特点在FPGA上实现QDPSK通信，能省去环形滤波器、VCO等硬件电路，设计更为方便灵活，日益成为通信系统一种主流的设计方法。
2 QDPSK基本原理[1-2]
QDPSK（四进制相对移相调制）是一种宽带和功率相对高效率的信道调制技术，在自适应信道调制技术中得到了较多的应用。QDPSK是利用前后码元之间的相对相位变化来表示数字信息即将输入的绝对码变换成相对码，然后用相对码对载波进行绝对移相。此时的已调波形并不是原数字序列的调相信号波形，而是表示绝对码变换成相对码后的数字序列的调相信号波形。因此，QDPSK产生器仅在QPSK（四进制绝对移相调制）串并转换器后多加一个码变换器就可以实现。
3.2 加扰算法
3.3 差分运算
为避免两路信号在差分运算时产生毛刺，带来误码，考虑到II、QQ两路信号码元长度是前级时钟周期的两倍，编写程序时II、QQ两路的时钟采用相异的触发方式，即一路采用上升沿触发，另一路采用下降沿触发。
4.2解差分运算
4.3解扰运算
6 结束语
多进制数字调制技术与FPGA相结合使得数字通信技术得到更广泛的应用，也是的通信技术系统的开发变得更方便、更简单。该文提出的全数字QDPSK调制与解调系统没有考虑调制、解调系统的同步问题，其仿真、硬件验证用的是同一个系统时钟，但是，该系统的关键模块的技术解决方案，对实际通信系统的开发具有一定的参考价值。
参考文献：
[1] 马海武，刘毓.通信原理[M].北京：北京邮电大学出版社，2004.
[2] 樊昌信.通信原理[M].北京：国防工业出版社，2001.
[3] 段吉海.基于CPLD/FPGA的数字通信建模与设计[M].北京：电子工业出版社，2004.
[4] 王天权，冯全源，徐小文.基于状态机的OPSK全数字解调的实现[J].电路与系统学报，2010，15（4）：18-21.
[5] 朱玉颖，杨小华，姚远程.QPSK数字解调与FPGA的实现[J].通信技术，2010，43（7）：61-63.
[6] 曹蛟，周萧.基于FPGA的QPSK调制解调的系统仿真[J].科技资讯，2011，18：14-15.
[7] 吴求应，赵秋明，莫玮.基于选相法的DOQPSK调制器设计[J].信息技术，2006（6）：19-22.
数字电路的基本原理范文第2篇
关键词：计算机硬件；集成电路设计；教学改革
信息系统工程教育论坛我院计算机科学与技术本科专业始建于1987年，历经20年的发展，为油田及相关企事业单位培养了大量的计算机应用人才。“具有良好的科学素养，系统地、较好地掌握计算机科学与技术包括计算机硬件、软件与应用的基本理论、基本知识和基本技能与方法，能在科研部门、教育单位、企业、事业、技术和行政管理部门等单位从事计算机教学、科学研究和应用”是本专业的培养目标。基于这个培养目标，结合目前计算机硬件技术最新发展现状及趋势，提出本硬件系列课改方案。
一、硬件系列课改的目的及意义
当前，计算机在信息社会中充当了重要角色，也是发展最为迅速的一门学科。随着这门学科的不断发展，目前，计算机核心技术愈来愈集中在集成电路芯片设计和软件设计这两项技术中，其中CPU和OS设计技术是最核心的两项技术，特别是高性能计算机技术一直是衡量国家实力的一个重要标志。在硬件系列课程里，培养学生CPU及相关硬件的设计能力，培养学生自主创新并能够设计出拥有自主知识产权的计算机部件的能力，是当前计算机硬件课程重要的改革方向，也是目前社会迫切需要的计算机硬件人才[1]。因此，适应当前计算机硬件技术的发展及社会对计算机硬件人才的需求，及时调整硬件系列课程的培养方向，既有利于学生及时掌握最新的计算机硬件技术，又有利于学生及时把所学知识转化为社会生产力，对扩大我院学生就业，树立我院计算机科学与技术专业学生良好的社会形象意义深远。
二、硬件系列教学的国内外发展现状及趋势
由于我国的制造业比较落后，一直以来，计算机硬件的核心技术未能被国内掌握。相应地，在计算机硬件教学中，像计算机组成和计算机体系结构等重要硬件课程，传统上仅仅以讲授、分析原理为主，且内容不能适应现代计算机技术的发展[2]。国外一些知名大学非常重视计算机硬件的教学，美国的许多高校本科计算机专业中都无一不是安排了CPU设计方面的课程和实验内容。例如麻省理工学院计算机专业的一门相关课程是《计算机系统设计》，学生在实验课中，须自主完成ALU、单指令周期CPU、多指令周期CPU乃至实现流水线32位MIPS CPU和Cache等的设计。Stanford大学计算机系的本科生也有相似的课程和实验。随着计算机硬件技术的不断发展，国内开展硬件设计技术的条件已逐渐成熟，这主要得益于计算机硬件发展中的两个重要技术，一是大规模可编程逻辑器件CPLD/FPGA的成熟，可以在一个芯片中通过编写硬件描述语言设计CPU和全部的相关硬件电路，减轻了硬件芯片间连接的复杂性，同时消除了硬件制造的限制。二是硬件描述语言的成熟，以VHDL和Verilog VHDL语言为代表的硬件描述语言，可以通过编写程序的方式来描述极其复杂的硬件电路逻辑，大大降低了以前采用手工方式设计硬件电路的复杂性。国内的一些知名大学，在最近几年里，也相应地增加了硬件电路设计在教学中的比重，据我们了解，清华大学、电子科技大学、哈工大、哈理工等一些学校，已经修改了计算机组成原理及计算机体系结构等方面的课程教学内容，把利用CPLD/FPGA和硬件描述语言设计CPU及其相关硬件电路作为重要内容加入到课程体系里，取得了良好的教学效果，大大加强了学生对计算机工作原理的理解及计算机硬件的设计能力，逐步实现了与发达国家高校计算机本科教育的接轨。
三、目前我院硬件系列教学现状及不足
计算机科学与技术本科专业硬件系列主要课程设置始于20年前，期间虽经过部分调整，但基本教学内容依然延续20年前的知识体系。按授课先后次序排列，这些课程包括：《数字逻辑与数字电路》、《计算机组成原理》、《数字系统设计自动化》、《计算机体系结构》、《单片机原理及应用》、《嵌入式系统》、《硬件课程设计》等7门。基于当前硬件课程系列教学现状，我们认为存在以下的不足：1.从整体上看，硬件系列教学内容过于强调基本原理和基本方法，缺少能够验证原理、实际实现这些原理及方法的手段，导致学生缺少动手能力，对原理和方法认识模糊，会说不会做的现象比较严重，创新能力较弱。2.《数字逻辑与数字电路》和《数字系统设计自动化》，这两门课之间存在较大的联系，在内容上存在承上启下的关系，前者是讲述数字电路的基本概念、组合及时序电路的传统分析设计方法，后者则介绍组合及时序电路的现代分析设计方法，基于目前的教学实际情况，可以合并成一门课讲述。3.《计算机组成原理》和《计算机体系结构》是计算机科学与技术本科专业非常重要的两门课，通过这两门课的学习，应使学生能够设计简单的CPU及相关的硬件电路，从而加深对基本原理、基本方法的理解，增强实际动手能力。基于现在的教学内容及教学手段还无法达到上述目的。4.《单片机原理及应用》和《嵌入式系统》两门课存在较大的内容交叉。这两门课都是讲述特定计算机在控制及嵌入式产品中的应用，《单片机原理及应用》这门课介绍的是8位机MCS-51的原理，《嵌入式系统》这门课介绍的是32位机ARM的原理，鉴于目前嵌入式领域的发展现状及趋势，建议取消《单片机原理及应用》这门课，以避免课程内容重复。5.《硬件课程设计》作为硬件系列的最后一门硬件设计课，学生已掌握了较丰富的软硬件知识，因此应该具备设计较复杂的硬件电路的能力，目前的设计内容较简单并与《数字逻辑与数字电路》课程实验存在一定交叉，建议选择有一定复杂度并较实用的设计内容。从而培养学生综合运用硬件知识及硬件设计能力。
四、硬件系列教学新课改方案
针对我院计算机科学与技术专业的实际情况，在保证总的硬件教学学时不变的前提下，对硬件系列教学提出如下建议：1.课程合并：《数字系统设计自动化》是计算机组成原理等的先修课，为保证能及时开课，同时该课和《数字逻辑与数字电路》这门课有密切的联系，合并为一门课，仍称为《数字逻辑与数字电路》，并适当增加学时，建议在大二上学期开课，取消《数字系统设计自动化》这门课。2.《计算机组成原理》：这门课改为《计算机组成及设计》，增加CPU及相关硬件电路设计内容，在讲清楚组成原理的基础上，以设计为重点，建议在大二下学期开课。 3.《计算机体系结构》：适当增加设计内容，原学时保持不变，建议在大三上学期开课。4.《单片机原理及应用》：本课程取消，鉴于目前嵌入式系统涉及软硬件知识较多，难以在一门课程中全面系统学习，因此另开设一门《嵌入式软件开发》课程，重点讲述如何设计编写嵌入式软件程序，建议在大三下学期开课。5.《嵌入式系统》：这门课作为《嵌入式软件开发》的先修课，重点讲述嵌入式系统的基本概念及方法、ARM处理器的硬件工作原理、接口、汇编语言等，而相关操作系统及其程序设计等知识暂不涉及，建议在大三上学期开课。6.《硬件课程设计》：在设计题目中，引入嵌入式系统、FPGA及计算机组成等知识，适当增加设计的综合性和复杂性，建议在大四上学期开课。基于新的硬件系列课程体系，能够有效理顺课程之间的先后关系，并把硬件课程均匀分散到大学四年的学习中，同时对重要的课程及相关的知识进行了加强，例如数字电路设计贯穿在整个硬件系列课程中；舍弃了过时的技术，增加了新技术的份量，例如去掉了单片机，加强了嵌入式系统。因此，我们认为：调整后的硬件系列课程是较合理的，它吸收了当前先进的硬件设计技术，保证了知识的实用性，有一定的前瞻性。
五、结束语
高等教育是为学生提供专业技能和生存本领、服务社会的最后一站，教学内容及方法直接关系到学生的未来发展。通过不断教学改革，保持教学的先进性和实用性一直是高教课改的目标之一。通过这次课改，理顺了我院硬件系列课程的教学关系，增强学生未来服务社会的竞争力，因此很有实际意义。
作者:李军 崔旭 李建平 单位:1.东北石油大学 2.大庆市萨东第二小学
参考文献
数字电路的基本原理范文第3篇
关键词：Multisim仿真软件；数字电路；电子技术实验教学
作者简介：郑宽磊（1981-），男，湖北仙桃人，武汉工程大学电气信息学院，讲师；陈柳（1979-），女，湖北丹江口人，武汉工程大学电气信息学院，讲师。（湖北 武汉 430205）
中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）08-0166-02
随着电子技术和计算机技术的迅猛发展，社会对高校工科电子类专业学生的创新思维和实践能力的要求越来越高。尤其对“数字电子技术”这门理论性和实践性都很强的电子类专业重要专业基础课而言，其对学生实践能力的要求尤其高。实验教学是该课程的重要环节，通过理论联系实际能够有效地训练、提高学生的动手能力。传统的纯硬件实物电路实验教学由于存在诸多弊病，不少学校已经着手改革这种实验教学模式，采用仿真设计与硬件实物电路相结合的实验教学模式，将虚拟电子仿真软件Multisim应用于电子技术的实验教学中，为学生提供更加灵活方便的实验环境，以此激发学生的创造性，提高学生的综合动手能力和创新设计能力。
一、Multisim 软件的特点
Multisim是一个原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件，是美国国家仪器公司（NI，National Instruments）电子线路仿真软件EWB（ElectronicsWorkbench，虚拟电子工作台）的升级版。[1]它界面友好，简单直观，软件易学易用。它将原理图的创建、电路的测试分析、结果的图表显示等全部集成到同一个电路窗口中。可以仿真模拟电路、数字电路和模数混合电路，具有和真实环境一致的可视化界面，整个操作界面就像一个实验工作台，与实际操作几乎相同，深受广大教师、科研人员及电子设计工作者的喜爱。Multisim的基本特点有：
1.采用直观的电路图输入方式
绘制电路图所需元器件以及仿真所需仪器仪表均是由软件方法虚拟，可直接从图形界面的工作平台上选取，实现了“软件即元器件”、“软件即仪器”。
2.提供丰富的元器件库
同时用户也可以根据从生产厂商产品使用手册中查到的元器件参数新建或扩充已有的元器件库，因此也很方便地在工程设计中使用。
3.强大的虚拟仪器功能[2]
不仅提供有一般实验用的通用仪器，如万用表、函数信号发生器、双踪示波器、直流电源等，而且还有一般实验室少有或没有的仪器，如波特图仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换器等。并且所有仪器都与实物相似，所有仪器都可以多台同时调用，为电路的仿真提供了强大的保证。
4.完整的分析方法
提供了电路瞬态和稳态分析、时域和频域分析、器件线性和非线性分析等十几种电路仿真分析方法，这些分析方法基本能满足一般电路分析设计的要求。
二、数字电路的设计性实验举例
一般来说，对一个设计性实验电路进行设计和仿真前，首先需要对电路的工作原理有初步了解，明确实现该实验电路所描述逻辑功能所需要的模块电路、每个模块的具体功能，以及模块之间的信号传输关系等等，了解这些后根据参数指标选择适当的元器件通过Multisim 软件完成各模块电路初步设计，然后经过仿真观察分析，边选择边测试，边修改边比对，不断从仿真的测试现象中分析判断，直到设计出符合要求的电路。该实验电路要求设计一个在时钟脉冲控制下实现8位并行数据输入到串行输出的转换电路，具体来说分两步来实现：
1.绘制电路原理图
整个电路分为三个功能模块：LMC555定时器构成多谐振荡器产生时钟脉冲模块、4位二进制加法计数器74LS163构成的计数器模块以及数据选择器74LS151构成的并转串电路模块。电路设计采用模块设计的方法分块设计。
第一个模块，可根据其设计指标要求，选择数字模拟混合型的中规模集成电路LMC555定时器，在其配上标称电阻R1=4.7K、R2=5.1K、标称电容C1=0.1μF构造一个多谐振荡器产生时钟脉冲信号，[2]根据理论公式T=0.7（R1+2R2）C1计算其振荡频率约为1KHz。
第二个模块，要求在时钟脉冲控制下将8位并行输入的数据串行输出，控制8位数据的脉冲信号很明显是以8个时钟脉冲为一个循环周期，因此可以设计一个8 进制的计数器，可选计数器很多，这里选择一款常用4位二进制同步加法计数器，其输出端QDQCQBQA的状态从0000～1111可以看成两组，分别为0000～0111和1000～1111，只需取其低三位QCQBQA作为输出时即可构成一个8进制的加法计数器。将555定时器所产生的时钟脉冲信号送入到74LS163 芯片的时钟脉冲输入端，则其低三位QCQBQA计数从000～111共8 种计数状态输出到下一个模块中。
第三个模块，要实现8位并行数据输入到串行输出的转换，选用八选一的数据选择器74LS151显然是最合适的，将第二个模块74LS163输出的低三位QCQBQA分别与数据选择器74LS151的3个地址输入端（通道选择信号）CBA相连，即可实现整个电路是在时钟脉冲控制下，计数器的低三位QCQBQA循环产生从000～111这8种状态，74LS151的地址输入端CBA在接收到这循环的8种状态后，可以将8个并行输入的数据通道上的数据从D0～D7（10100010）依次送到151的输出端Y，实现了在时钟脉冲控制下，将8位并行数据输入转换为串行输出。
以上三个模块的分步设计完成后，整个电路原理图的设计就完成了。有了原理图，利用Multisim丰富的元器件资源就可以很快找到所需器件，排放好元器件后对各元器件进行连接，修改必要的元器件参数及属性，并标注相应元器件标签，电路原理图如图1所示，即完成了原理图绘制。
2.完成电路的仿真分析
Multisim软件提供了充足的虚拟仪器对电路进行仿真分析，在数字电路仿真设计中常用到示波器、逻辑分析仪、字信号发生器和逻辑转换器等等。本实验可以分两部分仿真：第一个模块部分，为加深对555定时器构成的多谐振荡器的原理的理解和学习，这里可以用双踪示波器观察555定时器的充放电电容C1两端波形，以及其输出的脉冲方波信号波形，示波器仿真波形图如图2所示。由图可见，方波信号的频率约为1ms，周期约为1KHz，充电时间大于放电时间，仿真波形与理论分析及公式计算一致。
第二个模块计数器和第三个模块数据选择器，可以使用逻辑分析仪对计数器的时序波形和数据选择器串行输出的波形一起观测，逻辑分析仪仿真时序图如图3所示，设定数据选择器74LS151的8位并行数据输入端D0～D7=10100010。由图3可知，在时钟脉冲作用下，计数器74LS163的低三位QCQBQA循环计数产生000～111这8种状态，假设计数初始状态为000时，即151的通道选择信号CBA=000，此时D0被选通，151的输出Y=D0=1，来一个CP脉冲上升沿后，计数状态加1变为001，CBA=001，此时D1被选通，151的输出Y=D1=0。同理，依次第7个脉冲到来后，计数状态变111时，此时D7被选通，151输出Y=D7=0，由仿真时序图可以明显看出151的八位并行输入的数据10100010在时钟脉冲控制下，来一个时钟脉冲上升沿送出一位数，8位并行输入的数据一个接一个的串行送出来，当第7个脉冲到来时8位数据全部送出来，实现了数据并行输入到串行输出的转换。
通过Multisim软件平台仿真设计的并转串电路满足设计要求，接下来按照仿真连线在实验箱或者面包板上进行接线，采用这种先仿真后硬件实物电路相结合的实验教学模式可极大地节省试验时间，提高实验效率。
三、Multisim应用于数字电子技术实验教学的优点
与基于Multisim仿真软件的这种虚拟电路设计方法不同，学生在进行传统的纯硬件实物实验时，这种设计性实验一般都需要事先大量查找资料，理解原理，按照电路指标要求估算元器件的具体参数，画出粗略的硬件电路图，在面包板或者实验箱上直接搭建硬件实物电路，同时也只能用实验室有限的示波器、频率计和万用表等仪器仪表进行观察分析，实际操作中这样的设计性实验连线一般较多，若所选用芯片不合适，电路设计本身就存在问题，或者哪个芯片有问题，又或者哪一根线不通，有时候很难检查出具体问题，即便检查出来可能硬件电路设计也要推到重来，那么在四个学时内实验结果很难做出，通过本校最近几年数字电子技术设计性实验开设的情况观察发现，不少学生往往会为了完成实验任务直接照搬其他同学的电路设计或者要求老师直接给出可行的电路图，然后只是机械按照硬件电路图连线，最后实验结果是出来了，但大多这样的学生即便实验做完了，可电路工作原理却完全不懂，根本达不到通过开设设计性实验锻炼学生实际动手能力、培养他们分析问题和解决问题能力的目的。
相反，如果先用仿真软件仿真，学生只需在了解基本原理后就可以选择元器件在仿真软件工作平台上直接搭建电路，可以大胆实践任意选择芯片而不必理会材料消耗、实验室经费不足或是元器件损坏和老化等故障问题，可以把元件的所有可能的连接方式全部试验并通过仿真分析把所有可能的结果直观呈现出来，通过在计算机上反复地实验，不断实时得到不同的实验结果仿真观察和对比分析，选择符合要求的元器件，设计出满意的仿真电路，然后再在实验箱或面包板上搭建硬件实物电路，通过实物电路验证最后的实验结果。这种虚拟电路的仿真设计方法给了学生更大的创造自由度和设计空间，同时也节省了实验时间，让学生可以把更多的时间用在电路的具体设计、仿真、纠错和创新等方面，帮助学生更快、更好地理解和掌握数字电路的基本概念和基本原理，弥补传统数字电路实验教学纯硬件实物实验的诸多不足，大大提高了学生的学习兴趣，锻炼了他们综合分析和设计的能力、排除故障的能力，培养了他们创新的能力和应用开发的能力。
四、结束语
从以上设计和仿真分析过程可以看到，利用Multisim仿真软件可以为数字电路实验教学的改革带来极大的帮助。将Multisim仿真软件引入到数字电子技术实验教学中起到了打通理论教学与实践教学的桥梁作用，通过这种先仿真后实物硬件电路相结合的实验教学模式不仅可以使学生能更好地掌握电子技术的基本理论和技能，还能够充分发挥学生学习的主观能动性，最终达到提高学生实践能力和培养创新思维的目的。[4]但虚拟仿真也有其局限性，仿真软件设计的虚拟电路仍需实物电路的验证，因而在进行电子技术实验时除了需要将“虚拟”与“实物”相结合，还需遵循“理论导入，虚实结合，仿真设计，实物验证”的实验步骤。此外，Multisim仿真软件还可以用在电工电子类课堂教学、电子技术课程设计以及毕业设计等方面，对提高学生实际动手能力和培养科技创新意识都有积极的促进作用。
参考文献：
[1]黄智伟.基于NI Multisim的电子电路计算机仿真设计与分析[M].北京：电子工业出版社，2011.
[2]郭文川.Multisim在电子类课程教学中的实践[J].中国电力教育，2006，（4）：351-357.
数字电路的基本原理范文第4篇
关键词 数字电路 教学理念 教学方法 创新教学
中图分类号：G424 文献标识码：A
Take Teaching Philosophy and Teaching Methods as the Starting Point to Promote Innovative Teaching of Digital Circuit Courses
BAI Xuemei， LIU Shuchang
（Electronics Experiment Teaching Center， Changchun University of Science and Technology， Changchun， Jilin 130022）
Abstract Digital circuit course is an important professional basic course of electrical specialty. In recent years， in order to highlight the basic digital circuit courses， engineering and advanced， has been engaged in various attempts of reform and innovation. But the premise of every innovative teaching should be based on teaching philosophy and teaching methods in-depth innovation， under the guidance of the right teaching philosophy， in the practice of appropriate teaching methods， we can promote innovative teaching of digital circuit courses.
Key words digital circuit； teaching philosophy； teaching methods； innovative teaching
0 引言
数字电路课程作为电气信息类专业重要的专业基础课之一，围绕我校的人才培养目标，以突出其基础性、工程性和先进性的课程目标，进行课程建设和创新教学改革。通过数字电路课程的学习，使学生在掌握数字电路与逻辑设计的基本理论和方法的基础上，能运用先进的EDA 工具，结合工程应用，进行数字电路和数字逻辑的分析与设计。数字电路课程开设在第四个学期，与先行课程电路分析、电子线路紧密结合展开拓展，并为后续课程微机原理等课程打下了坚实的基础。其课程培养目标是使学生掌握数字逻辑电路分析和设计的基本原理和基本方法；使学生能灵活运用所学原理和方法，自顶向下和/或自下向上地分析和设计数字逻辑系统；通过科学而系统的实验训练，培养学生逻辑思维能力，分析和解决问题的能力，培养学生知识自我更新和不断创新的能力。围绕着这一教学目标，课程的设计和教学实现应当以先进的教学理念和科学的教学方法为出发点，才能实现教学的创新性。
1 数字电路课程中先进的教学理念
教学理念是人们对教学和学习活动内在规律的认识的集中体现，同时也是人们对教学活动的看法和持有的基本的态度和观念，是人们从事教学活动的信念。现代教学理念注重以学生、作业、活动为中心，以学为主，教师在教学过程中起辅助和引导的作用，学生拥有主动权。教师主要工作是设定情境，让学生产生兴趣，发现问题，并在教师引导下，探索研究问题，找出解决方法并进行验证的一系列过程。①
1.1 教学设计
数字电路课程包括理论教学和实验教学。理论教学48学时，实验教学16学时。同时，还有与课程相应的实践环节——数字电路课程设计（1周）。在课程教学过程中，从逻辑代数基础出发，以组合逻辑电路、时序逻辑电路以及模数接口电路为重点，以逻辑电路的分析、设计和应用为最终目标，培养学生对数字系统的分析和设计能力。
1.2 教学内容整合
根据数字电路课程体系和目标要求，将课程划分为若干个教学阶段模块，对各阶段模块进行教学目标设计；在教学过程中做到点与面的结合、深入浅出，既掌握电路的细节内容又能充分把握各章节的知识体系。同时，把分章教学、阶段教学和项目教学相结合，在教学中在充分体现各章节间统一性的基础上，着重阐述各自的特殊性，强调工程观点和整体设计概念，注重工程问题的处理方法，培养学生的综合能力，加深学生对课程的理解。在布局好本门课程的同时，还要重视与相关学科内容的衔接，不断深入研究和探索，及时调整教学内容，使本课程在教学中尽可能体现知识点与其他课程的关系，为后续课程打下基础 。
在教学过程中注重对学生能力的培养，讲授给学生的不仅仅是知识点，更是培养学生知识获取能力和知识应用能力。例如，在讲到时序逻辑电路分析和设计时，无论是计数电路、序列信号产生电路、序列信号检测电路，重点强调“状态”的概念，进而引入一些应用实例，如彩灯设计电路、自动售货机等，从一个整体的类别去讲解，将课程讲授提高到一个新的高度。而学生所收获的不再是一个个孤立的电路和概念，而是一个整体的、有机结合的知识体系。学生会对数字电路课程的兴趣剧增，对整体的设计方法有一个飞跃的认识和提高。通过课程内容的合理安排和整合，让学生掌握科学的学习方法和设计数字电路的能力。更有意义的是，还可以提高学生的专业兴趣。由传统的学习转化为创新性的学习，让学生的思考能力和学习模式发生根本性的改变。
2 在数字电路教学中引入合适的教学方法
（1）采用多种教学方法，激发了学生的积极性和主动性。在理论教学中采用以老师讲授为主，兼用启发式、互动式和讨论式等教学方法，体现老师的主导作用与学生的主体作用。本课程注重培养学生逻辑抽象思维能力，并且逻辑设计的方法十分灵活，教师授课要注重启发式教学，给学生思考的空间，使之能够由此及彼，举一反三。同时，在教学中强调采用互动式教学，克服学生被动学习的局面。课堂上不仅仅是教师提问学生，同时鼓励学生随时向教师提问。并适当地组织讨论，让学生提出自己的思想和方法，由被动学习变为主动学习，激发同学们学习的潜能，培养了学生的兴趣与学习的能力。同时，合理利用网络教学资源，扩大学生的学习空间。
（2）注重理论教学与实践教学相结合，培养了学生的综合实践能力。数字电路与逻辑设计是一门实践性很强的课程，理论与实践的结合十分紧密。教师不仅要具有扎实的专业理论功底，也要具有较熟练的实践技能。要求教师对本门课程的理论和实践相结合的教材分析及过程组合的能力。②因此，在教学过程中，应该始终坚持理论与实践的统一，二者相互促进。一方面在学时安排上，理论课与实验课衔接，实验内容与教学内容互相渗透与加深，另一方面采用分层次教学，即采用验证型、设计型及综合型三层次教学，尤其是一些综合开发实验，不仅延伸了教学内容，而且对理论知识进行综合应用。同时，本课程既要掌握灵活的思维方法和系统的理论知识，又要强调工程实施能力的训练，让学生了解理论设计方案与工程实施之间的距离，训练学生严谨、务实的作风。
（3）课程中贯穿EDA软件的应用，培养了学生的实践能力。在课程中注重引入新器件、新技术、新方法，在课程中贯穿EDA软件的应用，要求学生以自学和实验为主掌握EDA软件的使用方法。在综合实验和系统实验中，要求利用EDA软件进行分析、设计、仿真，然后再具体实现，使学生学会电子电路先进的科学的设计方法，培养学生自己解决问题的能力和创新意识。培养学生完整数字电路系统的设计和实现方法。自顶向下，设定好各个部分的功能要求，将学过的电路模块自行组合，先在EDA仿真中软件实现，然后下载到硬件电路中。也可以到硬件实验室进行纯硬件电路的搭建，完成最终测试。
3 小结
数字电路课程创新教学的推进，依靠各个方面的配合，也需要从各个角度去理解，但是只有从根本上解决教学理念和教学方法的革新，才能从真正意义上去推进数字电路课程的创新教学。
注释
数字电路的基本原理范文第5篇
1、计算机导论。
内容提要：为新学生提供一个关于计算机科学与技术学科的入门介绍，使他们对该学科有一个整体的认识。
2、数字电路与数字逻辑。
内容提要：介绍数字逻辑与数字系统的基本概念、分析方法和设计原理，包括开关理论基础、组合逻辑、时序逻辑、可编程逻辑器件、数字系统等。
3、计算机组成原理与汇编语言。
内容提要：以冯诺依曼计算机模型为出发点，介绍计算机的组织结构和工作原理，剖析计算机的运算器、存储器、控制器和输入输出设备的结构、工作原理和相互关系。
4、计算机网络。
内容提要：介绍数据通信的基本概念和计算机网络的基本原理，包括计算机网络的体系结构、数据通信的基本方法和协议、计算机网络的主要应用协议。
5、计算机体系结构。
内容提要：研究计算机系统结构的基本概念、基本原理、基本结构和基本分析方法，使同学在具有一定的软硬件知识基础上能综合认识计算机系统的软硬件功能分配与各种不同结构类型机器的特性和性能评价方法。
6、离散数学。
内容提要：包括集合论、数理逻辑、图论、组合数学等内容，形式化的数学证明贯穿此课程。
7、算法分析与设计。
内容提要： 本课程延续数据结构课程的学习，从算法分析和设计的角度出发，除去传统的分类查找算法和一般的设计方法外，主要内容包括如下几个部分，算法研究的理论基础，递归分析技术，基本算法设计策略。
8、数据结构。
内容提要：介绍线性表及其链接存储结构与算法、数组与矩阵、堆栈与队列、广义表的存储结构与多元多项式表示、串与文本编辑、排序、树、图、文件结构。
9、编译技术。
内容提要：介绍编译原理的理论和实践，包括编译程序设计、词法分析、语法分析、符号表、声明和存储管理、代码生成以及优化技术。
10、操作系统。
