数字电路与逻辑设计大全11篇

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中图分类号:G642文献标识码:B

1引言

“数字电路与逻辑设计”是计算机类专业的专业基础课,具有综合性与实践性两大特点,特别是实践动手能力是学好这类课程的关键,这也是学生进入大学的第一门与工程相关的硬件课程,学生需要掌握的不仅仅是相关的课程知识,更应该通过实际电路的分析与设计学会逻辑思考,为后续的计算机组成原理、微机接口与通信、嵌入式系统原理等硬件系列课程打好基础,这就要求将所学的知识综合运用、融会贯通。

由于学生缺乏工程实践经历,习惯用数学思维思考,不做可行性分析和定性分析,所以对课程的学习经常抱怨“上课听不懂、实验没头绪、太难……”,最后失去对硬件系列课程的兴趣,不能很好地理解计算机结构和工作原理,对于很多问题,包括软件设计等问题都不可能找到最优的解决方案。如何通过实验的训练,使学生掌握工程设计的主要程序和方法,培养分析和解决工程实际问题的能力,树立正确的设计思想,训练逻辑思维能力和创新意识是值得探讨的问题。

2实验课程改革思路

华南农业大学为计算机类专业开设的“数字电路与逻辑设计”课程计划学时数为88学时,其中授课64学时,实验24学时。以下介绍我们在实验教学中为提高学生学习积极性、训练逻辑思维能力和实际操作能力所提出的教学改革思路和实践情况。

2.1实验组织模式的改革

“数字电路与逻辑设计”实验主要包含验证性实验、

设计性实验、课程设计和创新实验四大类。在实验课上针对这四种不同类别和层次的实验,采用不同的实验组织模式,如图1所示。

图1实验组织模式

对于重点考察基础知识、基本分析设计能力的验证性、设计性实验要求学生独立完成,每个实验又包含必做实验和选做实验,难度分级适当,既有多数学生都能完成的基本设计和制作,使他们在实验过程中掌握基本的知识并获得成就感,又有具有挑战性的项目,可激发学生的研究探索兴趣,以期实现较好的教学效果。

课程设计是单独设立的一个实验教学环节,学时数为两周,时间安排在讲授完“数字电路与逻辑设计”课程之后到“计算机组成原理”课程开课之前,用以加强数字逻辑的学习,并为“计算机组成原理”课程的学习作好预备。课程设计要求学生组队合作完成,设计过程采用开放式的管理。

作者简介:曹维(1978-),女,陕西西安人,实验师,工程硕士,主要研究方向为计算机硬件研究及应用。

创新实验是在完成课程实验和课程设计后,吸收部分对硬件感兴趣的优秀学生加入到创新实验的团队中来参加各种创新项目。

实验课的组织模式涵盖了各种层次的需求,既满足课程要求,又有延伸。

2.2实验内容的改革

实验内容的设置非常重要,不但要涵盖基本概念、基础知识,还要有实用性、可操作性。要有新意,与工程应用相结合;难度有层次性,既可以使大部分学生都可以完成基础实验,又有挑战性。“数字电路与逻辑设计”课程的实验安排如表1所示,每个实验都分成两部分。第一部分是基础实验,通过实验使学生进一步巩固和加深对相关课程基本理论的理解,巩固基本概念,提高综合运用所学知识的能力;第二部分是延伸实验,目的是进一步提高学生对数字系统的理解、培养学生独立分析问题和解决问题的能力、综合设计及创新能力,培养学生进行科学研究的独立工作能力,取得工程设计与组装调试的实践经验。

表1实验安排

实验名称 学时 实验延伸

实验一:芯片检测和基本门的构建 2 学习示波器和万用表的使用

实验二:组合逻辑电路的分析与设计 4 多进制全加、全减器的分析设计;OC门、三态门的认识。

实验三:中规模组合逻辑电路设计一

(并行加法器) 4 各种码形变换电路

实验四:中规模组合逻辑电路设计二

(译码器、数据选择器) 4 串并变换电路、交通灯故障报警电路、密码电子锁电路、表决器电路的分析与设计

实验五:触发器测试 2 加强时序概念的理解

实验六:同步时序逻辑电路分析设计 4 不完全确定同步时序逻辑电路分析设计

实验七:中规模集成电路计数器的功能及应用 4 综合运用

综合实验:课程设计 2周 硬件描述语言VHDL

2.3实验方法的改革

实验课教学不再是单纯的老师讲解、学生照电路图连线,也不是简单地完全交由学生独立完成,而应是根据实验类别分别处理。

验证性实验和设计性实验主要进行基本技能训练,先由老师讲述知识点的背景、问题产生的缘由、电路构成的思路等,之后才要求学生动手实验。对每一个讲解的电路,都要留给学生一系列问题:电路的设计思路是什么?有没有问题?适用在什么场合等等。要求通过实际电路的检测

来寻求答案,学生通过主动思考来解决问题,大大激发了学习兴趣。在此基础上,再要求学生完成较有难度的设计,学生根据所学逻辑电路的设计步骤,设计、连接电路并调试,写出完整的实验报告。

课程设计要求综合运用当前课程和前修课程的基本知识,进行融会贯通,对所学专业课程知识进行综合和实际应用。实验前给出设计要求,要求学生按设计任务书中的要求独立完成探索研究、查阅资料、设计方案、选择设备和安装调试、评估优化,写出完整的项目说明书。老师只进行答疑,但不涉及基础知识。

创新实验不是针对所有学生开设的,选择吸收部分对硬件感兴趣的优秀学生加入到创新实验的团队中来参加各种创新实验活动。实验室提供了元器件、硬件组装平台、各种产品开发平台,学生经过市场调研、分析设计、确定开发工具、项目实现、评估优化、开发说明书等过程,需要综合运用各门课程的知识,还要涉及到一些未曾接触过的领域,老师只进行设计思路的指导。通过创新实验即培养学生的科研兴趣也提高他们开发硬件产品的水平。

3实验课程改革实施情况分析

“数字电路与逻辑设计”的实验教学改革经过4年的实施,取得了一定的效果,学生普遍对硬件类课程产生了兴趣,提高了综合运用知识的能力,训练了逻辑思维。

3.1培养了分析和解决工程实际问题的能力

在同步时序逻辑电路分析设计(实验六)这个实验中,实验课上给了学生电路图(图2),要求学生分析,并搭建实际电路验证,大部分学生都可以根据电路图写出方程式(输出方程、驱动方程、状态方程)、列状态转移真值表、画状态转移图和时序图、说明逻辑功能,得出的结论是“111……”序列检测器,再按电路图搭建实际电路,测试结果。学生发现实验时两个1输入之后,输出就为Z=1,与分析结果不符,继而查找出原因是输方程为Z=xy2 y1,在11状态之后,输入x=1,在时钟未到来输出已经置1,修改电路为Moore型,则可实现“111……”序列检测器。

图2同步时序逻辑电路分析设计电路图

通过这个实验,学生们加深了对时序概念的理解,训练了独立思维的能力和动手能力,发现了指导老师也未注意的问题,对课程的学习产生了信心。

3.2训练了逻辑思维能力和创新意识

中规模组合逻辑电路设计(实验三)要求选用4位并行加法器和适当的逻辑门电路实现(X+Y)×Z,其中,X=X2X1X0、Y=Y2Y1Y0、Z=Z1Z0均为二进制。实验中希望同学积极思考,采用不同的方法来实现。下面介绍其中2种设计。

根据乘数和被乘数的取值范围,可知乘积范围处在0～48之间。故该电路应有6个输出,设输出用W5W4W3W2 W1W0表示。

第一种设计方案,两数先加再乘,过程如图3。

图3第一种设计方案

第二种设计方案,两数先分别乘,如图4、图5;再将结果相加,过程如图6。

经过这个实验,大部分的学生愿意积极主动思考,敢于创新,并通过实验训练了逻辑思维能力。

图4第二种设计方案(1)

图5第二种设计方案(2)

图6第二种设计方案(3)

4结束语

在“数字电路与逻辑设计”课程的实验教学工作中,我们不仅注重实践动手能力的培养,更注重逻辑思维能力、综合运用知识能力、创新意识的培养,更要使学生掌握工程设计的主要程序和方法,培养分析和解决工程实际问题的能力,树立正确的设计思想。

实验教学改革是一个长期过程,它需要在实践中不断深入与完善,适应科学技术的发展和社会对高素质人才的需求。

参考文献:

[1] 常薇,张明武. 硬件与电子技术课程网上虚拟实验教学模式研究[J]. 中山大学学报论丛,2005(3):80-82.

[2] 李南樱. 计算机专业“数字逻辑”课程教学改革的探讨[J]. 科技信息,2007(3):189-190.

[3] 王诗兵,陈蕴. 浅谈数字逻辑实验教学改革[J]. 阜阳师范学院学报: 自然科学版,2004(21):69-71.

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1 课程的现状

在高速发展的电子产业中数字电路具有较简单又容易集成的特点，是集成电路设计的基础。数字电路又是现代电子技术、计算机硬件电路、通信电路、信息与自动化技术的基础。因此，《数字电路与逻辑设计》是电子、通信、计算机、自动化等专业的重要基础课程，其理论性和实践性很强。

在当今信息数字化时代，随着CMOS工艺的发展，式子电子技术中TTL的主导地位被撼动。在工程实践中，数字电路的文本描述已逐渐取代图形描述。FPGA/CPLD器件的大量应用，也改变了数字系统的设计理念、设计方法，使数字电子技术开创了新局面，不仅规模大，而且将硬件与软件结合，使器件的功能更加完善，使用更灵活。因而，数字电路的教学内容也需要不断更新与改进，已适应人才培养的需要。

对以电工基础及电子电路为基本的理论基础知识，由于其逻辑性极强、极具抽象性、并枯燥无味，对该门课程有极大兴趣的学生不多，大部分学生都感到难学、学不懂、不会学，对各种电子产品的结构特别是在电路结构、电路工作原理分析方面，更是觉得困难重重。由于缺乏学习兴趣，学生的学习纯粹是―种被动学习，也就是为了应付考试，最终的教学目的很难达到。

目前，大部分年轻老师都是直接从学生转变为老师的。在讲授这门课之前完全没有任何教学经验，更谈不上实践经验了。所以在教学过程中只是在简单完成教学任务，照搬书上的内容，没有将这门课程与当今科研技术结合起来，对激发学生的学习兴趣也并未起到积极的作用。在学校，数字电路与逻辑设计分为两部分教学，分别为理论知识与实验操作。大部分老师只承担某一部分的教学工作，很少同时从事两部分的教学工作。这样的话，会使理论与实践脱节，老师各讲各的，学生的学习效率也会相应降低。因此，教师应该重视这一状况。教师是否了解当前学科技术的前沿，能否更多地将当前新工艺、新电子元件、新仪器产品的使用等内容融入课堂教学是至关重要的。

考虑到上述现状，针对学校专业特点和有关课程设置，改革数字电路与逻辑设计课程体系已经成为大家的共识。

2 提高教学质量和效果的策略

2.1 学生学习兴趣的培养与提高

课堂教学是学校教育的基本途径，面对有些学生注意力不够集中，自律能力较弱的状况，怎么样使自己的讲课更有吸引力，激发学生的学习兴趣，这是很多教师关心的问题。针对以上问题，具体实施方案如下：

调研。采用无记名答卷调查以及课间交谈等方式，及时了解学生心理状态和学习状态信息，对学生的电路基础知识、学习兴趣、知识获得取向等进行统计和分析，为制定合适的教学计划、选取恰当的教学内容和教学方式打下基础。充分了解学生的心理状态和学习状态、现有的教学条件和实验条件，为课程教学质量的提高提供理论依据。

激发动机，学以致用。具体内容的授课过程中，尽量将理论内容和实际结合，寻找与人们实际生活息息相关的数字电路，让学生有种数字电路就在身边的感觉，拉近与数字电路的距离，而不是将数字电路作为一门距离很远的知识来学。

营造生动活泼的学习气氛。不论是在课堂教学中还是课后与同学们的交流中，尽量从学生的角度出发，走到学生身边，拉近与学生的距离，在教学过程中穿插一些幽默的语气，适当的让学生放松。

创设问题情境，让学生广开思路。在教学过程中，不是老师一味的讲，适当的时候可以引导学生，让学生自己思考。

关注学习过程，让学生品尝成功。积极关注学生参与学习的程度是教学成功的重要因素。没有学生积极参与的教学应该是失败的。教师在关注学生的同时，要积极创设机会让学生体验成功的。

2.2 教学过程中教学相长的互动性教学模式研究

这其实是一个在教学过程中以谁为主的问题，也是很多教师一直在探索的问题，大学专业课程基础较宽、内容较丰富，要完全实施互动式教学模式会与课堂人数众多以及课时的限制之间发生矛盾。目前一般数字电路基础及专业基础课程的教学，基本仍采用教师详细讲解每个知识点和例题的模式，这是解决上述矛盾的最方便直接但却不是最好的方法。鉴于课时的限制，挑选合适的内容和时间逐步进行互动式教学还是切实可行的。除此之外，最大限度地将重要知识点、特别是在工程实际和深造过程中应用较多的知识点以应用实例体现出来，解决学生“有没有用”和“怎样用”的疑问，也调动起学生的学习积极性；条件允许还可进行实物演示，或提供多媒体材料（如教学录像、flash等）、书面参考资料及电子资源，引导学生掌握科学的学习方法和严谨的科研思维方式，达到互教互学、学有所用、轻松愉快的学习效果。

在“教”环节，充分借鉴现有教改科研成果，形成本课程特色的教学方式，并在内容上恰当加入相关专业领域的科研成果、科研思想来丰富理论内容、拓宽知识面以掌握本专业领域发展现状与趋势，力求把枯燥无味的理论公式、物理概念和科研思路通过具体的数字电路实例表现出来；在“学”环节，积极引导学生在掌握好理论知识前提下，发展分析和设计数字电路的能力，形成“学有所用、学以致用”的科研思维方式，选取合适的内容在合适的时机采取学生分组讨论并鼓励他们走上讲台讲述各自的理解，教师则加以肯定和补充，从而增强学生的学习积极性，逐步形成互动式教学模式。

对这门课程的知识体系、教学方法作进一步的研究，充分利用网络资料，掌握数字电路领域发展现状和趋势，了解并借鉴相关学科的现有科研成果，并恰当运用于本课程教学过程、课后习题布置以及课程考核过程中，使其跟得上科学发展的步伐。借鉴国内外高校的先进教学模式，充分调动学生的学习积极性，选择内容进行分组讨论并鼓励学生走上讲台、辅以教师补充，建立教学相长的互动性教学模式。

2.3 课程设计强化实践能力的研究

本课程的突出特点是其应用性和工程实践性，因此需要通过各种实践教学手段和措施提高学生的认知和应用能力。在课程快结束时可安排课程设计环节，培养学生运用课程中所学到的理论知识与实践技能，独立地解决实际问题。可以设计传统的一些数字电路，例如：声控器、温控器、交通控制灯、序列码发生器和频分计等。学生也可以发挥自己的创造力对这些题目进行改进，扩展它们的功能，或者学生可以对自己感兴趣的数字电路进行研究以及利用所学知识设计某种功能的数字电路。通过课程设计，提高学生独立进行电路调试和分析能力，培养学生接受新事物的能力，开发学生运用所学知识解决实际问题的技能。

根据教学大纲要求，课程配套实验属于验证性实验，这对学生科研动手能力和知识掌握程度的要求并不高，而学生对不同知识点或实验的掌握理解和兴趣不尽相同，对课程中物理概念的理解以及是否需要更深入探索的需求也不一样，因此按照学生的上课情况及基础掌握程度进行分组课程设计，并针对各组按情况给出难度适中的课程设计题目或要求，通过团队合作来设计数字电路系统并对实验现象进行解释和解决，这样非常有助于学生加深理论知识理解和锻炼理论联系实践、团队协作的能力。

大量引入实际范例以激发学生的学习兴趣，从而让学生从被动学向主动学转变，鼓励学生积极思考、勇于探索、勤于实践，利用所学理论知识，能对实际应用进行分析和解释，从而加深对课堂理论知识的理解，达到“在课堂上学理论，在实践中习真知”的效果；通过增加课程设计环节培养学生设计特定功能器件的能力。

2.4 合理灵活的考试机制探索

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中图分类号：TN702 文献标识码：B

1. 引言

数字电路与逻辑设计课程[1]是工科电子信息类与电气工程类专业的专业基础课，对学习后续相关专业课起着不可替代的作用。该门课程的教学一般包含理论教学、实验教学和课程设计等教学环节。通常情况下，完成一定内容的理论教学后，再安排相关实验课程，在实验板上搭建具体的硬件电路或专用的数字电路实验仪器进行测试、修改和完善。但是，这些方法往往面临连线多、易于出现错误或需要反复调试，难以排查错误等问题，这种教学方式会导致学生对所学内容的感性认知较差，从而较低对课堂理论教学的积极性。因此，引入虚拟仿真软件势在必行。

Matlab[2]集算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括Matlab和Simulink[3]两大部分，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等诸多领域。

针对目前课堂教学的问题，采用Matlab/ Simulink仿真工具进行数字电路的调试、仿真与验证，可以有效避免传统方法的容易出现的各种缺点，同时还能在省时、省力的条件下使课堂的讲解更加生动，更易被学生理解。因此，本文通过同步RS触发器为例介绍Matlab软件实现数字电路仿真的方法。

2. 电路设计与仿真

数字电路按照功能划分，可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。二者之间最重要的区别是时序电路中通常还需要对数据进行存储，这一功能通常是由触发器来实现的。触发器是时序逻辑电路的基本逻辑部件，它有两个稳定的逻辑状态，即状态0和状态1。根据输入端信号的不同，触发器可具有置0、置1、状态保持等功能。当输入信号消失后，触发器的状态能够保持不变。因此，触发器具有实现1位二值信号的记忆的功能。

触发器可以按照逻辑功能的不同，分为同步RS触发器、JK触发器、D触发器和T触发器等。其中同步RS触发器是学习其它触发器的基础，因此，下面将介绍如何用Matlab/Simulink仿真工具实现同步RS触发器的相关功能。

2.1 基本原理

由与非门组成的同步RS触发器的电路图如图1所示，其真值表如表1所示。

其中， 是约束条件，表示 和 不能同时为0。

2.2 仿真实现

由于同步RS触发器的功能和组合逻辑电路的学习相比差异较大，不易于学生的理解，因此，在课堂学习的过程中通过Simulink软件模拟同步RS触发器，从而强化学生对同步RS触发器功能的理解。同步RS触发器的仿真步骤如下：

首先，添加模块。在Matlab软件中运行Simulink模块，再打开模块浏览器，再采用Simulink模块库中的标准模块来构建同步RS触发器模型。鉴于激活模块需要放到Subsystem中的设计区域中，因此先将Connections模块库中的Subsystem功能模块复制到设计区域内，再进入Subsystem的设计区域进行设计。

具体而言，通过4个与非逻辑（NAND模块）组成。同时，还需要在反馈的位置加上两个加法器产生初始值。从而避免产生代数环的错误。另外，还在同步RS触发器的前端添加一个功能激活（enable）模块，使其成为具有时能端的同步RS触发器。

选用Simulink中的logical operator模块和pulse generator模块，并设置各个模块的参数，再将不同的模块通过信号线连接起来，建立同步RS触发器的Simulink仿真模型，其内部结构如图2所示。

输入端R和S接Constant模块，enable接pulse generator，输出数据被导入到Matlab的workspace空间，然后方便调用Matlab的函数显示相应的结果，时序仿真结果如图3所示。

在图3中，其中‘R input’和‘S input’分别表示R和S端的信号输入。‘enable’表示时钟脉冲，‘Q output’和‘Q-inverse output’分别表示输出信号 和 。

3. 结束语

综上所述，随着电子技术的高速发展，数字电路的形式日趋复杂化，仅依靠传统的课堂教学模式已经逐渐不能满足新技术人才的发展要求。故应利用多种新技术和传统的课堂教学方式相结合，本文采用Matlab/Simulink软件进行仿真：一方面可以弥补课堂教学的不足，加深学生对课堂所讲的概念与工作原理等理论知识的理解；另一方面，也可以克服通过电路元件搭建实验电路带来的不便，如实验室元器件品种、规模、数量的不足，仪器的陈旧老化，实验板电路的单调等问题，电路出现故障后难以调试等问题，不利于学生的创新设计。因此，利用Matlab/Simulink软件进行仿真在日常数字电路与逻辑设计课堂教学中发挥着越来越重要的作用。

参考文献

[1] 王毓银，沈明山. 数字电路逻辑设计[M]. 高等教育出版社， 2006.

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1.引言

在电子技术中，频率是最基本的参数之一，并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系，因此，频率的测量就显得更为重要。测量频率的方法有多种，最初的经典的振簧式频率表经电动式、铁磁电动式结构的指针式型频率表和后来发展到使用示波器。但不管使用哪一种，不仅体积大、价格昂贵，而且操作过程复杂，携带也不方便。现在电子计数器测量频率具有精度高、使用方便、测量迅速，以及便于实现测量过程自动化等优点，是频率测量的重要手段之一。频率计作为电子测量和仪器仪表专业领域中的重要仪器要经常用于测量频率、周期、频率比和进行计数以及测量时间，文中应用数字电路知识设计出了数字频率计。它不仅体积小、价格低廉，而且操作方便快捷，可以广泛应用于计算机系统，通信广播设备，生产自动化测控装置，带有LED，LCD数字显示单元的多种仪器仪表以及诸多的科学技术领域。

2.设计基本框图

数字频率计的主要功能是测量周期信号的频率。由于频率和周期之间存在倒数关系（f=1/T），所以只要测得两者中的一个，另一个可通过计算求得。频率是在单位时间（1s）内信号周期性变化的次数。这里我们采用直接测在给定的1s时间内对信号波形计数，并将计数结果显示出来，就能读出被测信号的频率。由于计数脉冲必须为方波信号，所以要用施米特触发器对输入波形进行整形放大。由于日常用交流电的频率为50Hz，这里可以利用记数器记录50个脉冲的时间作为秒脉冲信号。这个秒脉冲加到门与上就能控制检测出待测信号在1秒内通过与门的个数，脉冲个数由计数器计数，结果由七段显示器显示。因此该频率计电路由输入整形电路，秒脉冲信号发生电路，计数器，显示器等组成。

3.具体设计过程

3.1 放大整形电路

为了使放大器的输出信号能与数字电路相适应，故采用低电压（+5V），单电源运算放大器这里选用F158，整形器通常的是用施米特触发器。施米特触发器也可由555或其它门电路组成，在这个设计方案中将选用7555。

3.2 秒信号发生电路

（1）输入电源

这里采用利用W78XX系列的三端稳压器将日用交流电（220V.50Hz）变压后的电压（5V，50Hz）作为秒信号发生电路的输入电压。W78XX系列的三端稳压器为固定式稳压电路稳压器，其输出电压有5V，6V，9V，12V，15V，18V和24V共7个档次，型号后面的2个数字表示输出电压值。输出电流分1.5A（W7800），0.5A（W78M00）和0.1A（W78L00）3个档次。如W7805，表示输出电压为5V，输出电流为1.5A。它因性能稳定，价格低廉而得到广泛的应用。

（2）秒信号产生

由于日常用交流电的频率为50Hz，变压后的5V交流电频率仍为50Hz。这里可以利用记数器记录50个脉冲的时间作为秒脉冲信号。在把信号送入记数器前仍要整形，这里仍采用555定时器与其它门电路组成整形电路。

3.3 主控门电路

该部分电路在整个电路中起着控制频率计数的开始的作用，相当于一个开关电路。这部分由RS触发器和一只反相器组成，原理如图1所示。

在秒信号发生电路中，也有同样的闸门电路来控制记数的开始和结束，只不过那里的开启信号是待测信号。

3.4 计数，译码，显示设计

这一部分是频率计电路的核心部分，也是设计的重点。在这一部分中整形后的脉冲首先通过的计数器，计数器输出的信号为8421BCD代码，再经译码变成七段字形代码，七段数码管显示出来。计数器选用十进制中规模集成计数器，在这儿选用74LS160，译码器选74LS48，显示的为LED数码管显示器。这一部分的连线电路图如图2所示。

4.总电路图

数字频率计设计的总电路图如图3所示。本数字频率计的主要功能是测量周期信号的频率。当没有信号输入时，555定时器电路输出低电平，通过RS触发器使与门1关闭，则定时计数器不工作，电路处于不工作状态。当有信号输入时，通过与非门组成的施密特触发器整形后输出一个高电平，通过RS触发器把与门1打开，此时定时计数器开始工作，同时，用于显示的计数器也开始工作。在测频率前首先要将频率计上的复位开关按一下，让内部的RS触发器复位，而后开始测频率。

5.结束语

该电路只可以测1～9999Hz范围的频率，如果想测更大范围就需要对电路进行扩展。可以在输入整形脉冲后加一级分频器，如果是10倍分频，电路的测量范围可以增加到10倍；还可以在定时整形脉冲后加倍频器，如果是10倍频，则电路的测量范围可以增加到10倍。

利用数字电路知识设计了一种数字频率计，它实际上就是一个脉冲计数器，即在单位时间里（如1秒）所统计的脉冲个数。电路由输入整形电路、时钟振荡器、分频电路、量程选择开关电路和计数、译码、显示电路等组成。本多功能数字频率计电路设计的使用方便、体积小、成本低、测量误差小，实用性强，可在1～9999Hz范围内使用。虽然测量量程有限，但是可扩展性比较强。要想获得较宽的量程可以对电路进行扩展。

参考文献

[1]薛瑞福，马国琳编.数字电子电路（第一版）[M].高等教育出版社，1983.

[2]皇甫正贤编著.数字集成电路基础[M].南京：南京大学出版社，2002.

[3]施良驹编著.集成电路应用集锦[M].北京：电子工业出版社，1988.

[4]周仲编著.集成电路应用350例[M].北京：电子工业出版社，1988.

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关键词：数字电子技术与逻辑设计；精品课程；实践

中图分类号：G642

文献标识码：B

1课程概况

“数字电子技术与逻辑设计”是计算机及信息类各专业必修的一门重要专业基础课程，也是信息学科各专业的主干课程。本课程的主要目的是：使学生了解组成数字计算机和其它数字系统的各种基本逻辑电路；能熟练地运用有关知识和理论对各类逻辑电路进行分析；能针对客观提出的各种设计要求，综合运用多种方法和技术完成逻辑部件的设计与验证。通过本课程的学习，加强对学生逻辑思维能力、逻辑抽象能力、解决实际问题能力和创新能力的培养，使学生真正掌握对数字系统硬件进行分析、设计和开发的基本技能，为信息学科培养高素质人才奠定扎实宽厚的学科基础。

2精品课程创新点

引入现代化多媒体辅助教学手段能够提高教学效果，增大课堂信息量。同时还应注意发扬传统教学方式的诸多优点，比如教师应在课堂上充分发扬传统授课表达方式的优点，做好课堂讲解和师生之间的相互交流工作，并根据情况及时调整课堂教学进度和内容，使得教和学同步进行。

多媒体教学会给学生带来课堂笔记不便、课后复习困难的缺点，为此我们利用校园计算机网络建立了电子技术课程复习指导栏目，将教学大纲、电子教案、电子习题集等上传。学生可以下载每一章节的预习和复习指导及作业题目，使他们能够把握住学习的重点。另外，还把电子技术的一些仿真软件放到网上，供学生下载自学使用。课程实践教学的设计思想是基于提高设计性、创新性实践教学比重，开展多层次、模块化、开放式的实践教学，注重培养学生工程实践和创新能力。

3具体实施办法

我们在充分调研的基础上结合电子技术课程教学特点，提出“着重基础、开拓视野、加强实践”三条原则，并以教学改革的观点重新修订了教学大纲。

着重基础，就是在教学大纲中必须保证基础理论、基础知识、基本分析方法的内容和授课学时。只有先培育出牢固的根基，才能经受住各种考验，才能具有自我发展的潜力，若再为其创造发展条件和空间，最终会枝繁叶茂、开花结果。

开拓视野，是指结合现代电子技术学科的发展，在教学大纲中增加介绍现代电子技术的新知识等内容。电子技术发展一日千里，新的器件、新的设计工具和设计方式层出不穷，对一些已经成熟、比较关键的新技术和新器件要及时引进到教学计划中来，目的是使学生多掌握一些新的电子科技先进的理论和实践方法。

加强实践，指的是增加实践环节的教学力度，在教学大纲中提高实践环节的要求和比重。电子技术的实践性很强，对实践环节的要求很高，要做到课堂理论教学与实践有机的结合，就要给予实践环节应有的地位，对实践课程的内容和学时应合理安排，确保实践课程的教学质量。

4精品课程相关教材介绍

精品课程相关教材正在编写中，教材暂定名《数字电子技术与逻辑设计基础》。该教材是为电子类和非计算机高职学生学习数字电子技术和逻辑设计编写的。教材本着使用性强、内容简练、通俗易懂原则，介绍数字电子技术原理、逻辑设计方法等。主要章节如下：

第1章：数字电路基础

第2章：逻辑代数基础

第3章：基本逻辑门电路概述

第4章：集成逻辑门电路

第5章：组合逻辑电路

第6章：集成触发器

第7章：时序逻辑电路

第8章：脉冲波形的产生与整形电路

第9章：半导体存储器和可编程逻辑器件

第10章：模数与数模转换电路

课程负责人：沈克永，南昌理工学院计算机系主任、教授、江西省计算机协会理事、江西省青年骨干教师。担任过的本科课程有：数字电路基础，计算机网络基础，计算机组成原理，数字通信原理等；专科课程有：数字电路基础，计算机网络基础。主编的教材包括：《C/C++程序设计》(北京邮电大学出版社)，《计算机应用基础》(中国宇航出版社)，《计算机应用基础上机指导》(中国宇航出版社)，《计算机网络基础》(人民邮电出版社)，《数据库原理及应用》(人民邮电出版社)，《单片机原理及应用》(人民邮电出版社)。

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现今的时代是信息化的时代，信息化的特征就是对所有信息进行数字化的处理，并由此构成数字系统。所谓数字系统，即对数字信息进行传送、加工、处理的电子设备。一个数字系统既可能是一个小而简单的，又可能是一个庞大而复杂的系统，如：数字钟是一个数字系统，数据采集系统、信息网络系统也是一个数字系统。随着电子技术的高速发展，采用传统设计手段完成复杂数字系统设计越来越力不从心。以FPGA/CPLD为代表的大规模集成可编程逻辑器件（PLD）和电子设计自动化（EDA Electronic Design Automation）设计方法，代表着现代数字系统设计的发展方向。

重庆邮电大学数字系统设计课程群教学团队从培养能在通信与信息领域从事科学研究、工程设计、设备制造等高级工程技术人才的目的出发，经过多年的实践和总结，提出了层次型的数字系统设计课程体系，完善了数字系统系列课程内容，理顺了课程之间的衔接，提出了数字系统设计系列课程的建设要体现三个特性：理论体系的系统性、学科知识的前沿性和工程实践的应用性，并已将课程改革写入专业的培养方案，在2011年9月获得重庆市优秀教学团队的称号。

1.构建系统的课程体系。

教学团队以现代设计手段和方法为主线，重塑了教学课程体系，构建了以经典数字电路课程教学为基础，以现代电子技术应用和设计课程教学为提升的理论和实践教学课程相融合的体系结构，在经典数字电路教学中注重理论体系的逻辑性，在电子技术应用和数字系统设计中强调学科知识的前沿性和工程实践的应用性。具体层次见图1。

图1 数字系统设计课程体系图

1.1注重数字电路基础教学，培养学生专业课程素养。

“数字电路与逻辑设计”是一门重要的专业基础课，是关于数字系统经典电路的分析设计方法的课程，因此，课程的教学以构筑学生的知识结构为主线、训练逻辑思维能力为主体。

针对不同专业培养要求，数电课程在理论和实验教学上采取了不同教学方法和手段，如：通信与信息类专业侧重系统级应用，实验以综合设计为主；计算机类侧重外部逻辑关系和可编程PLD、淡化内部电路原理，实验以应用为主；自动化类侧重控制观念和电气特性，重视A/D、D/A内容，实验以应用控制型为主。

针对我校通信学院和光电学院强化班学生的特点和教学要求，教学团队开展了数电课程的双语教学，旨在让学生提前掌握专业词汇，提高阅读外文文献和自学现代电子技术的能力。自2005年在光电学院强化班进行试点开始，至今已送出6届1000多名学生。

1.2强化现代数字系统设计教学，培养学生工程实践能力。

由“可编程逻辑器件与应用”、“单片机原理与应用”、“电子设计自动化”、“DSP原理与应用”、“嵌入式系统开发与设计”、“电子系统综合设计与仿真”6门课程构成现代设计方法和理论层次。该层次以培养学生的工程实践能力为目标，在课程内容的具体设置中，教学团队提出开放的思路、打破单一课程限制。如：在数字电路实验教学时间内，有步骤地推进FPGA初级应用训练（原理图的设计训练）；在FPGA教学时间内，有目的地联系数字信号处理、通信原理等专业背景课程，强化FPGA在数字系统、通信领域等各方面的应用能力。

其中，“电子系统综合设计与仿真”为重点建设课程，课程涵盖知识面广泛，强调系统综合性设计。特别根据电子竞赛相关内容模块，添加了电源设计、信号源设计等内容，培养学生综合运用所学知识进行实用数字系统设计的能力。

2.采取多样化的教学方法和手段，增强教学效果。

2.1形象、生动的理论教学方法。

通过长期的教学研讨，团队形成了案例教学法、比喻教学法、启发教学法、思维训练法等多种方法综合使用的教学方法，极大地调动了学生的积极性和兴趣。以“数字电路与逻辑设计”课程为例，谈谈各种教学方法。

2.1.1案例教学法。如数字电路课程教学中，学完组合逻辑与触发器后，以三人抢答器为例，先从组合逻辑电路的设计入手，分析其功能，找出其缺陷，再添加触发器，改进其功能，增强学生的学习兴趣，引发学生设计电路和改进电路的意识和愿望；在讲了组合逻辑电路的竞争冒险之后，以MULTISM为仿真软件，演示组合逻辑电路竞争冒险的险象及消除方法，要求学生课后查找资料，提交仿真作业；在讲完计数器后，以电子钟设计为例，串讲前面所讲的译码器、计数器、数码管，极大地调动了学生的兴趣。

2.1.2比喻教学法。在讲卡诺图化简时以“擒贼先擒王”来说明圈圈得越大越好；“不打落水狗”来说明保证每个圈中至少有一个小方格不被重复圈过。

2.1.3启发教学法。触发器的讲解过程中，从RS触发器入手，讲其特点、优点，引导学生发现其电路的缺点，从而提出改进电路钟控RS触发器，再进一步分析其电路优点和缺点，进一步启发学生提出改进电路，引出钟控JK触发器、钟控D触发器，进一步引出主从触发器。随着电路一步一步地改进，又会带来新的问题，引发学生思考，提高学生的学习兴趣。此时，再以人生哲理为例，引发学生从电子技术的改进过程中思考人生。

2.1.4思维训练法。在讲中规模计数器设计任意模值的计数器过程中，以画状态转移图为工具，引导学生从复位法、置位法及进位输出置最小数、级联等多种方法设计电路，实现学生设计电路的思维训练，从而完成数字电路时序逻辑电路设计教学任务——任意模制的计数器均可实现。

2.2以自学为主的实验教学方法。

为了加强学生系统设计能力以及工程实践能力，团队经过多年的摸索，对数字系统设计系列课程实验教学进行了大力度的改革。

2.2.1加大实验课时，调整理论、实验课时所占比例。如数字电路与逻辑设计（56学时理论+24学时实验）、可编程逻辑器件与应用（16学时理论+16学时实验）、嵌入式系统（16学时理论+16学时实验）、DSP原理与应用（20学时理论+20学时实验）、电子系统综合设计与仿真（30学时理论+26学时实验）。

2.2.2从2006年开始我们通过中央与地方共建资金、学校拨款、企业捐助的方式，建立了基础教学平台和开放实验教学基地两级实验教学平台。实验教学上采取传统实验与开放实验相结合的形式。教师讲授基础入门知识，除必须完成的实验项目外，学生可以根据自身学习情况自行安排实验时间、实验内容。

以“可编程逻辑器件与应用”课程为例，必做实验包括：QUARTUSⅡ简介与应用、带使能端的计数器的设计、数控分频器的设计等，采用传统实验方式，由教师讲授基本原理和设计思路，学生按部就班完成。该部分实验要求学生主动性较少，主要目的在于设计流程、软件开发、硬件平台的掌握。选作实验包括：基于LPM-ROM的四位乘法器设计、序列检测器的设计、数码管扫描显示电路、硬件电子琴设计、数字频率计的设计等。学生还可以自行拟定题目，与教师商量后进行。该部分实验采用开放实验教学，以学生自主学习为主，强调学生的实践精神和动手设计能力。

3.日常教学与科技活动有机融合

教学团队把相关课程与各类课外创新活动结合起来，多渠道促进学生创新能力的培养。

首先，我们从课程学习中选择优秀的学生进行进一步的培训。建立系统化的现代数字系统设计课程教学体系和开放实验教学，能够提升多数学生创新能力和一定的电子设计和应用能力，具有参加各类科技活动最基本的素质。在此基础上，选拔条件更加出众的学生进行后续的集中培训。

其次，根据各届竞赛的题目和要求修改课程教学内容。例如：在“EDA”、“可编程逻辑器件与应用”等课程会根据的新技术的发展增加相应的技术讲座。“电子系统综合设计与仿真”为新开设课程，重点在于系统性应用综合知识，在基本模块讲完后，进行综合性实际项目的设计，其中就包括精心选择的各类电子竞赛试题。各类科技活动对推动课程教学的各项改革起到了促进作用。

最后，我们与中国电子协会合作，进行全国电子设计工程师认证培训。多渠道提升学习动力，营造科技氛围。

4.建设高水平师资队伍

我校通过引进、国内外进修培训，以及采用“以科研促教学”、“以科技竞赛促师资队伍”、“理论实践教学双肩挑”的模式，加快教师队伍的成长，形成了一支以中青年为主，职称、学历和知识结构合理的教师队伍。教学团队在特色专业建设，教学方法与手段改革，精品课程建设，教材建设（自编教材12本），自制实验设备（自行研发设备6项），尤其是指导学生课外科技活动、组织和参加各种科技竞赛等方面取得了很大的成绩，具有较强的示范作用。

5.结语

数字系统设计系列课程的教学改革获得了较大的成功，课堂教学成效得到了显著的提升，尤其在课外科技竞赛方面取得了丰硕的成果。2005年以来，教学团队教师指导参加全国大学生电子设计竞赛，获得全国一等奖2项、二等奖2项，重庆市一等奖6项、二等奖5项。2008年以来，参加重庆市盛群单片机电子设计大赛，获得创意奖1项、一等奖3项、二等奖7项、三等奖5项。2010年，参加“高教社&XILINX杯”重庆市大学生电子设计竞赛本科组7人获得二等奖、2人获得三等奖；参加“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛，获得全国二等奖2项、三等奖1项，重庆赛区一等奖2项。人才的培养是一项系统而艰巨的工程，我们仍需要不断地探索，寻求如何不断提升学生的综合设计能力与实践能力。

参考文献：

［1］姜威，姚富安，刘勇，南新志.实用电子系统设计基础［M］.北京：北京理工大学出版社，2008.1.

［2］潘松，黄继业.EDA技术实用教程（第三版）［M］.北京：科学出版社，2006.9.

［3］邹虹，贺丽芳等.数字电路与逻辑设计［M］.北京：人民邮电出版社，2008.3.

篇（7）

1 横向分层

横向分层，是指同一门课程在不同层次学生之间分层，在我院，学生以A、B班的形式分层上课。横向分层的主要实施如下。

1.1 教材分层

由于A、B班学生的学情不同，若采用同样的教材，则不能充分体现分层教学的思想，故在我院数字电路与系统课程中，A班同学前后采用过王毓银主编的《数字电路逻辑设计》一书（高等教育出版社）、康华光主编的《电子技术基础-数字部分》（第五版，高等教育出版社），这两部教材都是国内数字电子技术领域的经典教材，也是国内多数高校，尤其是重点高校研究生招生考试的指定教材。B班同学采用北京邮电大学出版社唐志宏主编的《数字电路与系统》一书，概述内容简练，理论和实践结合较为密切，适合应用型人才的培养。

1.2 大纲分层

A、B班数字电路与系统课程采取不同的教学大纲，A班教学大纲充分体现研究型人才培养的特点，B班教学大纲则体现了应用型人才培养的特点。以本课程第三章集成逻辑门为例，A班要求掌握CMOS基本逻辑门和TTL基本逻辑门的电路结构、工作原理和特性参数，以达到培养学生自行分析、设计和应用类似电路的目的，B班对这些内容仅要求达到“了解”的程度，而在集成逻辑门的实际应用方面（如CMOS电路和TTL电路的接口问题）提出了更高的要求。

2 纵向分层

纵向分层，是指同一个教学班内再将学生和教学内容划分为不同层次，根据实际情况实施教学。

2.1 同一教学班中学生的再分层

即便在同一个教学班，学生的学情也不尽相同，学生的学习能力、理解能力也是参差不齐的，故需要任课教师通过各种途径，充分了解学生的基本状况，这也是能否有效实施分层教学的基本。以我院2012级数字电路与系统课程A班来讲，本班共98名学生，来自于电子、自动化、电气工程、通信工程等4个专业，并不均匀地分布在14个班级，涉及到14个班导师和4个辅导教师。因此，任课教师在课外花了大量时间，与班导师、辅导教师以及前续模拟电子电路课程任课教师展开调查和交流，争取做到对绝大多数学生的基本学情掌握第一手的资料，在正式开课之前做到心中有数。由于本文作者除了担任数字电路与系统A班的教学任务之外，还担任了数字电路实验、数字电路课程实践、电路理论及实验、模拟电子电路理论及实验、模拟电子电路课程设计等课程教学任务，与学生在不同学期、不同课程之间经常“不期而遇”，有着广泛的学生基础，与学生之间建立了互相信任的和谐师生关系，故在数字电路与系统课程开课之前，就已经很好地掌握了该教学班的基本情况，学生的层次水平已然做到心中有数。

2.2 教学内容的分层

同一门课程的教学内容要自成体系，又要区分层次，这也是分层教学理论提出的基本要求。在确定数字电路与系统教学内容的同时，也要清晰地区分教学内容的层次，并将这些信息准确地传达给学生。以本课程第五章“锁存器和触发器”为例，将教学内容区分为基本概念、原理、方法及应用三个层面，基本概念中，又按照教学要求区分为掌握、理解和了解三个层次，例如基本概念里将“锁存器、触发器、现态、次态”等划分为需要掌握的内容，将“双稳态、触发方式、空翻”等划分为需要理解的内容，将“介稳态”划分为需要了解的内容。

2.3 授课策略上的分层

课堂授课的分层策略对教师提出了更高的要求，要想达到课堂分层教学的良好效果，教师可以从以下几个方面实施：

（1）在授课过程中，将教学内容之间的层次关系，准确无误地传递给学生。教师可以通过讲解时间的长短、是否有配套实例、是否有提问和讨论环节、语音语调的变换等方式达到这一目的，万万不可采用“这些内容是重点，考试一定会考”、“这些内容不重要，考试不考，不讲了”等等此类生硬的话语。

（2）精心设计提问环节。课堂提问是提高师生互动的有效方法，教师在提问之前，一定要准备好需要提问的问题、准备提问哪个层次的学生，甚至要想好如果学生回答不上来应该怎么应对等。

（3）采用多媒体课件和板书有效结合的授课方式，基本内容和重点内容要精讲，提高和创新内容根据学生的理解和接受程度选择性讲解。在教学内容讲解时间的安排和授课时的语音语调来向学生传达不同层次的信息。

2.4 作业的分层

课后作业的选取也要恰当分层，数字电路与系统课程的作业选取分为三个层次：基本题目、提高题目和创新题目。基本题目帮助学生复习和巩固基本知识点，提高题目帮助学生自我检查学习效果，创新题目帮助学生激发学习热情。以数字电路与系统第六章“时序逻辑电路”为例，基本作业为时序逻辑电路的基本概念题，提高作业为同步时序逻辑电路的分析题目，创新作业为“任务驱动型”作业：利用D触发器设计一个四路抢答器，要求学生在课后自己查阅相关资料、选择器件、确定电路结构、到实验室搭建测试电路。实践证明：恰当选取分层作业，既可以帮助学生梳理知识结构，又能帮助学生将理论和实践很好地结合起来，最终达到学以致用的目的。

2.5 考核的分层

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中图分类号：TP302 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2016）12-69-03

Abstract： The traditional teaching method of digital logic course is mainly dominated by theoretical teaching. This paper mainly analyzes the questions existing in the traditional teaching， focusing on how to improve student's ability of logical thinking， ability of designing and analyzing problems， and professional competence， and how to strengthen the cultivation of applied technical personnel， and so on， discusses the teaching reform of the course from theory， experiment， curriculum design and assessment methods， and other aspects.

Key words： digital logic； application-oriented； teaching reform

0 引言

电子产业正处在高速发展的时代，其中数字电路与逻辑设计是电子信息类的专业必修课，更是电子、计算机等专业的基础课程。福建农林大学东方学院是一所独立院校，与一些以科研为主的研究型高校有所不同，研究型高校以科研项目为基础，用研究成果服务于社会，而本校的电子类专业教学目的主要是为了适应社会日益发展，根据企业对专业性人才的需求，为企业培养可以适应企业发展的电子技术专业人才，也就是向职业化方向发展，侧重于向企业输送应用型的技术人才。目前本校采用的“数字逻辑”教材虽然与研究型高校的基本一致，但是在教学方法上还需要进行一些针对性的改革，让学生学以致用，可以更好地适应企业的技术要求，尽快融入社会，从而为社会做出应有的贡献。

1 数字逻辑课程教学现状

结合本校的实际，分析现行数字逻辑教学过程中存在的一些问题。

1.1 师资及教学模式

本校大部分年轻教师是由硕士毕业后直接进入高校任教，基本都没有企业的相关工作经验，因此采取的教学模式基本都是根据书本理论进行知识点归纳，制作成PPT，对所授内容的工作原理、重点、难点等逐一进行讲解，教学内容基本以理论分析为主。这就导致了该课程与电子技术快速发展的要求脱节，这样不能使学生真正理解整个数字电路的系统设计流程，不能将理论和实践很好地结合在一起。

1.2 实验教学

本校该课程安排的实验课时基本在8-10节左右，实验课时少，且实验成绩占期末考核的比例也很小。学生实践少，会有两个问题：一是学生在心理上轻视实验，认为实验对期末考试没什么影响；二是不能很好的将理论与实践结合起来，继而不能深刻的去理解课程内容。

1.3 课程考核方式

课程的考核方式为：期末考试成绩占70%，平时分占30%。平时分基本是由课堂签到、回答问题及实验成绩组成。这种比例导致的问题是：学生过于看重期末成绩，从而重视理论，忽略课程的实用性，有些学生上课的时候不好好听课，到期末考试的时候根据教师给出的重点突击复习，同样可以通过考试。学生虽然拿到了课程学分，但实际上并没有真正学好课程，动手能力很差，最终成为了应试的牺牲品，而课程也随着考试的结束而结束。

1.4 学生问题

互联网及手机的使用很普及，一些学生上课也离不开手机，游戏、小说、新闻等等无所不看。这就给教师的教学工作带来了很大的困难。学生在心态上相对浮躁，在学习上与传统的学生相比已经少了许多学习的执着，大部分学生为了一纸文凭而学习，忽视了大学学习的重要性。数字逻辑这门课程作为电子信息类专业的理论基础课程，具有极强的逻辑性和抽象性、单从理论上讲解会使学生感觉枯燥无味，学生缺乏学习的兴趣，被动的学习，将导致最终的教学目的很难达到[1]。

2 教学改革的研究

福建农林大学东方学院作为一所独立学院，其培养人才的目标主要以应用型技术人才为主，不断向社会和企业输送专业性技术人才。应用型技术人才的培养方向主要是向职业化发展，培养以个性发展为中心的多元化应用型创新人才[2]。

数字逻辑是本科电子信息类专业的一门必修的专业基础课程，是电子类专业的重要工程技术和系统设计的入门课程。通过这门课程的学习，培养学生分析电路以及设计电路的基本能力，更重要的是培养学生自主学习的能力，理论联系实际，运用学习的知识综合解决实际问题和实践创新的能力。因此，数字逻辑这门课程的教学方法也需要不断改革，这就要求教师改变教学思想，从之前的照本宣科，逐渐过渡到利用现代化教学手段，利用各种专业工具与实验设备，合理并系统的安排教学内容，以学生为主导，将理论与实践相结合，培养真正的懂原理、巧动手、会设计，爱创新的职业化人才[3]。

针对数字逻辑教学的现状和问题，本文主要从师资、理论教学、实践教学、教学考核等方面探讨该课程的教学改革方向。

2.1 教师自身知识的储备

作为授课教师，首先要让学生明白学习数字逻辑这门课程的目的，该课程在整个专业知识学习中的地位。要让学生明白以下几个问题：该课程对今后的工作生活能有怎样的帮助；适用于哪些类型的工作；这些工作对社会可以产生哪些价值。这就要求任课教师自身清楚的认识这些问题。而本校大部分任课教师都是从学校毕业后直接进入教学岗位，缺乏相关项目开发的经验，本身并未真正了解本门课程的社会价值所在。因此，需要为教师开辟学习的途径，如与企业合作，让教师了解一个完整的项目开发流程。

2.2 理论改革

数字逻辑课程教学目的是通过学习本课程，掌握数字电路的原理、分析和设计方法，为其他相关课程的的学习打下基础。为了培养应用型技术人才，除了使学生掌握理论和分析设计方法以外，还需要让学生了解这门课程在社会上的应用以及最新技术情况，培养学生的逻辑设计和运用所学知识综合地发现问题分析并解决问题的能力，从而实现职业化目标。为了实现这一目标，理论教学方面需要在以下几个方面进行改革：

⑴ 多用现代化教学工具，一是播放相关的视频图片等，二是制作图文并茂的精美PPT，采取动静结合，使课堂不再枯燥，引导学生主动思考，活跃气氛，在内容上从现成的社会应用领域进行讲解，比如智能技术、精密仪器等，讲解数字电路在其中所扮演的角色，用社会当前的相关热点激发学生对本门课的初步认识以及兴趣。

⑵ 从整个专业各课程进行关系梳理，对数字电路课程的整体知识点进行归纳总结，多用图表、流程图形式，让学生从系统上了解数字电路所处的地位以及本课程自身所需要学习的相关知识，擅用图表、实例、流程图等现代化教学方式，可以让学生容易记忆与理解。

⑶ 实际教学过程中，需要采用系统-单章-系统的教学模式，也就是从系统上了解本课程的内容，然后每一章节设计的理论及实用价值，然后再将本章与整个课程进行系统关联，以便了解每一章节与前后章的关联以及在整个课程中的地位与作用等。

⑷ 引导学生主动思考。由于数字电路是一门逻辑思维能力要求很高且课本内容比较枯燥的课程，教师在课堂教学过程中，需要不断设置各种问题，引导学生主动思考，激发学生的求知欲，采取随意提问或让学生主动讲解等多种互动方式，培养学生主动思考，发现、分析并解决问题的能力。

2.3 实践改革

⑴ 实验：安排实验课时10节左右，实验课时较少，因此在保证教学计划内实验课时的同时，周末或晚上可以开放实验室，同时配备一个指导老师，让学生在实验室操作，学生动手时间的增加，有助于实践能力的提高，也能更好的理解课堂所学的知识在实验室中的应用。另外，在实验过程中，大部分学生只会按照实验指导书的步骤依葫芦画瓢，并不明白该实验的真正原理，不能将课堂上的理论知识与实验结合起来，因此，教师在实验前要抛出问题，让学生带着问题做实验，在实验过程中如果遇到困难，要鼓励学生自己思考，或者和同学探讨，自己动手解决问题，而不是遇到问题就找教师解决。这样实验结束后才能更深入地总结并理解实验的意义并和所学的理论知识联系起来。重视实验，只有保证足够的实验课时，学生才能将理论与实验相结合，做到从理论知识的积累到动手能力的提高，进而加深对知识点的理解，故实验不能减少，更不能作为应付的任务，应该让其成为培养学生的兴趣与提高学生理解力的最有效方式。

⑵ 课程设计：为了培养应用型的职业化人才，经过专业基础课学习后，在大二下学期阶段，可以安排学生进行系统的数字逻辑课程设计，将数字电路与各科的关系进行梳理，从整体上了解各科专业课的关系，以提高学生对知识的理解能力和动手能力。课程设计可以项目化，即对学生分组，每组内学生有明确分工，组长负责制。要求组内学员协调合作，相互配合，共同探讨和解决问题。在理论与实践相结合的基础上，更加深刻地理解理论知识，提高职业化能力，又能提高企业所需要的团队合作等经验。

总之，理论是内功，实验是招式，那么课程设计就是整套的武林秘籍。要让学生真正理解数字逻辑，课程设计能锻炼学生对整个课程综合理解能力，通过对生活常见和实用的设计，让学生对整个课程系统加深理解，进而学到实用的知识，提高了动手及合作能力等。这对学生今后的发展十分有益。

2.4 考核方式改革

目前数字逻辑课程考核是期末成绩70%，平时成绩30%的方式，这不利于学生动手能力的培养。针对此问题，可以改变考核的方式：一是增加实验测试的考核比例，将比重增到30%，使学生熟悉实验流程，提高动手能力；二是期末闭卷考试的成绩降到50%；三是平时成绩降到20%，重点考核逃课等违反纪律比较严重的方面，从纪律上约束，以达到让学生静心学习的目的。

3 结束语

本文根据应用型的职业化人才培养方向进行数字逻辑课程教学方式改革探讨。从传统的以理论教学为主，实验为辅的方式进行分析，提出针对理论、实验、课程设计、考核方式的方向进行深入探讨及改进，目的是激发学生学习的兴趣，提高学生掌握理论知识的能力，增强其动手能力，培养团队协作的精神，从系统到实践，从学生到职业化发展起到实际的作用，从而促进独立学院数字逻辑课程教学水平的提高。

参考文献（Reference）：

[1] 王红玉，朱敏.浅谈《数字电路与逻辑设计》教学改革[J].科技

资讯，2009.11：172-173

[2] 张丹，介龙梅，董雷刚.应用型本科院校数字逻辑课程教学改

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一、逻辑设计课程目标与定位

1、课程目标

使学生具备本专业的高素质技术应用型人才所必需的电子电路逻辑设计基本知识和灵活应用常用数字集成电路实现逻辑功能的基本技能；为学生全面掌握电子设计技术和技能，提高综合素质，增强职业变化的适应能力和继续学习能力打下一定基础；通过项目的引导与实现，培养学生团结协作、敬业爱岗和吃苦耐劳的品德和良好职业道德观。本课程目标具体包括知识目标、能力目标和素质目标。

（1）知识目标：熟悉数字电子技术的基本概念、术语，熟悉逻辑代数基本定律和逻辑函数化简；掌握门电路及触发器的逻辑功能和外特性；掌握常用组合逻辑电路和时序电路的功能及分析方法，学会一般组合逻辑电路的设计方法（用SSI和MSI器件），学会同步计数器的设计方法；熟悉脉冲波形产生与变换电路的工作原理及其应用；了解A/D，D/A电路及半导体存储器、PLA器件的原理及其应用。

（2）能力目标：具有正确使用脉冲信号发生器、示波器等实验仪器的能力；具有查阅手册合理选用大、中、小规模数字集成电路组件的能力；具有用逻辑思维方法分析常用数字电路逻辑功能的能力；具有数字电路设计初步的能力。

（3）素质目标：培养学生学习数字电路的兴趣；培养学生团结合作的意识，培养学生自己查找资料能力。

2、课程定位

《逻辑设计》是计算机应用技术专业和电子信息类专业的一门重要硬件基础课，其理论性和实践性很强，尤其强调工程应用。是现代电子技术、计算机硬件电路、通信电路、信息与自动化技术的和集成电路设计的基础。在高速发展的电子产业中数字电路具有较简单又容易集成。通过本课程学习，熟悉小中大规模数字集成电路分析与应用，突出数字电子技术应用性，获得数字电子技术必要的基本理论基本知识和基本技能；了解数字电子技术的应用和发展概况，为后继课程及从事相关工程技术工作和科研与设计工作打下一定基础。《逻辑设计》在电子信息专业课程的地位，表现在其先导课程为《电工电子技术》，要求学生掌握由分立元器件组成的电子电路的识别与检测、与基本分析方法，掌握有关晶体管以及晶体管电路的分析方法等；其后续课程有《微机原理与接口技术》、《单片机技术应用》、《EDA技术应用》等。学习集成电路芯片在计算机及相关电子设备中的应用与作用。

二、逻辑设计课程教学内容

1、教学内容选取依据

（1）以培养高素质技能型人才为目标，教学内容选择与组织突出“以能力为本位，以职业实践为主线，以项目主体--任务贯穿”为总体设计要求，在内容的选取上，首先立足于打好基础。在确保基本概念、基本原理和基本教学方法的前提下，简化集成电路内部结构和工作原理的讲述，减少小规模集成电路的内容，尽可能多地介绍中大规模集成电路及其应用。以能力培养为主线，以应用为目的，突出思路与方法阐述，力求反映当今数字电子技术的新发展。

（2）在教材内容编排上精心组合，深入浅出，做到概念清晰，逻辑设计思想严谨。教学实施中注重重点突出，层次分明，相互衔接，逻辑性强，以利于教学做一体化的整合。在讲义上力求简洁流畅，通俗易懂，便于学生自学。

（3）以实训项目为载体，采取任务驱动教学做一体化的实施，体现理论指导实践，实践深化理论的素质养成目的。

（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）知识学习程度用语主要使用“了解”、“理解”、“能”或“会”等用来表述。“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。

2、教学具体内容安排

表决器电路设计与制作，抢答器电路设计与制作，同步计数器电路设计与制作，方波发生器电路设计与制作，数字钟电路设计与制作。

三、逻辑设计课程教学模式与手段

1、教材编写

教材编写体现项目课程的特色与设计思想，教材内容体现先进性、实用性，典型产品的选取科学，体现地区产业特点，具有可操作性。呈现方式图文并茂，文字表述规范、正确、科学。

2、教学模式

采取项目教学，以工作任务为出发点来激发学生的学习兴趣，教学过程中要注重创设教育情境，采取“教学做”一体化的教学模式，将知识、能力、素质的培养紧密结合，进一步加强职业教育教学改革研究，优化完善我校应用型人才培养体系。

3、教学方法

从教学手段、教案设计、教学思路、语言表述、教学资源等方面着手，对如何在课堂教学中提高学生的学习主动性和兴趣开展教研。教学过程有进行项目引导，任务贯穿，“提出问题”、“引导思考”、“假设结论”、“探索求证”，把握课程的进度，活跃课堂气氛，使大多数学生能够获得尽可能大的收获。采用“发现法”教学方式，使学生建立科学的思维方法与创新意识。学习内容的掌握依赖于学习者的实践，课程组加强了对教师教学及学生学习过程的管理；为使学生理解和有效掌握课程内容，在坚持课外习题练习、辅导答疑等教学环节的基础上，增加随堂练习、单元测验等即时性练习环节，督促学生复习和掌握已学知识点。

4、教学手段

充分利用挂图、投影、多媒体等现代化手段，发挥网络突破空间距离限制的优势，让学生能够最大限度的利用学习资源，自主地学习和提高，弥补课堂上未能及时消化吸收的部分内容。教学过程中相应教学班成立课程提高学习小组，任课教师课外指导该小组进行拓展学习及课外科技活动指导，达到因材施教的目的；一方面教师指导有兴趣能力强的学生进行课外学习，特别是对数字系统设计知识的答疑指导，为能力强的学生提供发展空间，解决因课时数限制而无法在课堂上深入讲授特定工程应用专题的矛盾。也加强了教师与学生的互动，教师可以第一手了解学生对教学过程的反馈，改进教学方法，利用学习好的学生带动整个班级的学习，促进良好班风学风的形成。探讨当前教学环境下，培养学生课外学习能力的新模式。

5、课程资源的开发与利用

整理并开发具有职教特色的自编教材，编写学生实训指导用书，引导学生查阅网络资源，要注重利用仿真软件的辅助设计功用。

篇（10）

1、信息与通信工程、电子科学与技术、计算机科学与技术。物联网导论、电路分析基础、信号与系统、模拟电子技术、数字电路与逻辑设计、微机原理与接口技术、工程电磁场、通信原理、计算机网络。

2、以及现代通信网、传感器原理、嵌入式系统设计、无线通信原理、无线传感器网络、近距无线传输技术、二维条码技术、数据采集与处理、物联网安全技术、物联网组网技术等。

（来源：文章屋网 ）

篇（11）

“数字电子技术”是高职高专电类专业的一门专业基础课程,是一门理论性和实践性都较强的课程。它的任务是通过学习数字电路的基本概念、基本原理和基本技能使学生在数字电路方面具有一定的理论水平和实践技能,它是《微机原理与应用》、《单片机原理与应用》和《PLC原理与应用》等主要专业课程必不可少的基础知识。该课程对于学好后继专业课程以及提高学生的工程实践能力都有着极其重要的作用。

1立足于教学目标，展开教学

1.1知识目标

熟悉布尔代数的基本定律，掌握卡诺图与公式化简法；掌握数字电路中常用的基本单元电路和典型电路构成、原理与应用；掌握常用的中小规模集成电路功能。

1.2能力目标

具有查阅集成电路器件手册，合理选用集成电路器件的能力。对集成芯片，重点分析电路的外特性和逻辑功，以一些典型集成电路为例介绍如何查阅集成电路手册、资料等，使学生学会在实际应用中正确选择和使用集成芯片。

具有识读和分析一般典型应用电路的能力。增强电路分析的内容，弱化电路设计。传统数字电路教学往往注重电路设计内容的教学，好像只有电路设计的能力，才能代表水平，而电路分析代表技能，是低技术的。不过技能却正符合了高职高专的教学目标，所以在教学过程中，应注重电路分析方法的教学，让学生学会分析较复杂电路，能修改已有电路服务于自己的设计目标。

具有逻辑分析问题与解决问题的方法。随着数字技术的广泛普及,数字化社会已经到来,大规模、超大规模数字集成电路以其低功耗、高速度等特点,应用越来越广泛。因此如何在有限的时间内使学生扎实掌握数字电路基础知识理论和基本操作技能,培养分析问题、解决问题的能力,是教师在教学过程中需要认真思考的问题。并使学生在传统的数字电路逻辑分析、逻辑设计思维训练的基础上进一步建立起现代数字电路的应用与设计思想，掌握现代电子技术的新技术和新器件，在专业学习中适应当代硬件技术与信息技术的发展，为走向实际工作岗位打下坚实的基础，为拓宽就业市场寻求一条全新之路。

1.3思想教育目标

（1）树立热爱科学、实事求是的学风和创新精神、创新意识。（2）具有一定的自学能力和获取新知识、新技术的基本素质。（3）提高逻辑思维能力、养成认真细致的工作作风。

总之，专科教学不同于本科教学,专科教学注重于学生能力和综合素质的培养，教学过程中突出培养学生应用知识,分析解决实际问题的能力,以学生为主体,以教师为主导,以教学为主线，树立能力培养目标为重中之重的思想。

2选择合适的教材，以教学要求分层、考核形式分类的方式评价教学

2.1教材的选择

目前我校选择的教材充分体现了高职高专教育的特点，以应用为宗旨，强调理论与实践相结合。编写原则遵循由浅入深，通俗易懂，便于自学，力争做到“讲，学，做”统一协调，重点和难点采取阐述与比喻相结合，例题与习题相结合，实例与实验相结合，针对数字电路课程实践性强的特点，增加了与教材相应的实践环节教学内容。

针对数字电路教学过程中存在教学内容与学时数的矛盾，根据国家教委课程指导委员会的提议:EDA技术是电子技术类课程教学改革的重要方向。我校及时修订课程大纲、调整教学内容。把EDA技术和PLD器件纳入教学计划。将教学内容分为数字逻辑基础、组合逻辑电路、时序逻辑电路、可编程逻辑器件和脉冲信号的产生与整形五大模块。

2.2教学要求分层

教学要求分为五个层次A．知道、了解。学生对教学内容有感性的、初步的认识或只要能识别它B．领会、理解。学生对概念、规律、基本操作等有理性的认识，即能自述、解释和举例说明，并在教师的指导下能顺利地完成基本操作C．掌握、运用。学生在理解教学内容后，通过练习，形成技能；运用概念、方法、规则进行常规运算求解、论述和简单运用、自主操作等D．熟练掌握、灵活运用。学生能综合运用某个知识解决问题，综合运用某项技能进行熟练操作或小规模技术设计等，从而形成某种能力E．思想素质的提高。如态度、意识、精神、毅力等的培养。

同时，采取了以创新能力的培养为核心的“四位一体”教学法,即旨在通过学生自学、讨论、答辩、考查四个阶段,培养学生的自学能力以及分析问题和解决问题的能力,彻底解决传统教法中“满堂灌”的现象。

2.3考核形式分类

考核形式分为五种：笔试：传统的拟卷考试；操作：通过学生动手操作来考核；答辩：教师出题或学生自拟题，经一段时间的实践，学生以报告形式完成答卷并根据需要答辩；社会化考核：参加由国家有权部门认定的考试考核机构或组织进行的考试考核；社会评判：由社会评定结果如实习鉴定等。

通过多种考核形式达到综合评价学生的效果。

3采取传统和现代化教学手段结合方式，运用实例灵活教学

3.1传统和现代化教学手段相结合

教学课件是教材内容的提升和精炼,是将教材中的概念、定律及应用内容转化为形象逼真的映像展示给学生。多媒体教学进入课堂是对传统教学方法的改革,它是教学过程的一个有力工具,但决不能成为课堂教学的主宰,过于详细的课件使学生上课注意力不集中,一些学生觉得课程内容包含在课件中,便在课堂上不记笔记、注意力分散、交头接耳、甚至逃课。可以想象,教学中教师盯着显示器,学生盯着大屏幕,这样的教学情景很难调动教学气氛、影响教师配以肢体语言等的热情发挥,更谈不上师生间的互动。只有将多媒体教学方法和传统教学方法有机的结合起来,相互补充,并在教学实践中不断完善,才能取得完美的效果。

EDA是电子设计自动化(ElectronicDesignAutomation)的英文缩写,将EDA技术引入数字电路课程教学,可以使教师在讲述理论的同时,利用EDA技术软件进行仿真、演示,使学生消除“抽象感”,增加学习的兴趣。使课堂教学更生动、直观,使数字电路课程中一些基本理论和基本概念更加容易理解。

3.2运用实例灵活教学

数字电路的授课可以结合生活中的应用举例,如目前多媒体PC机里的显示卡、声卡是用数电中的数——模(D/A)转换实现图像显示和声音播放的;制造业中的数控机床,交通信号灯的转向时间显示,家电产品中的CD、VCD、DVD等也都应用了数电技术。通过这些实例的介绍,可以使学生真正了解数字电路课程的重要性,从而能更加主动的去掌握所学知识。

培养创新型人才,就要实施创新教育,重视实验教学,改变以教师为主导的教育模式,充分发挥实验教学的作用,使之成为引导学生从实践来获取和应用理论知识的主要渠道,在完成验证性实验的基础上，实验大纲中安排智力竞赛抢答器和电子秒表等一系列的综合性实验，使学生在由简到繁的设计过程中了解设计工作的思路、方法，通过让学生实际制作，使学生懂得如何进行理论和实践相结合，加深对知识点的理解。

4结语

总之，我们只有立足于教学目标，选择合适的教材，采取传统和现代化教学手段结合方式，运用实例灵活教学，培养学生的创新能力，才能搞好教学，才能为学生走向实际工作岗位打下坚实的基础。