《數(shù)字電子技術(shù)》教案

1、數(shù)字電子技術(shù)教案課題名稱模塊三 3.2時序邏輯電路的分析授課地點教室教學目標理解時序邏輯電路的分析方法；兩類電路比較教學重點時序邏輯電路的分析難點狀態(tài)轉(zhuǎn)換表的理解教學基本內(nèi)容與教學設計【復習】組合邏輯電路的特點及分析方法【新課】3.2時序邏輯電路的分析3.1.1時序邏輯電路概述1. 時序邏輯電路2. 時序邏輯電路結(jié)構(gòu)特點3. 時序邏輯電路的描述方法3.1.2時序邏輯電路分析 1.實踐方法（結(jié)合實踐二內(nèi)容）2.理論分析步驟3.分析舉例【例題】試分析電路功能?！練w納總結(jié)】【布置作業(yè)】教學方式方法講授法、討論法、問題教學法、實例教學法教學手段及用具多媒體； 作 業(yè)預習P68教學參考書楊志忠數(shù)字電子技

2、術(shù)； 閻石數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)教 案教學內(nèi)容備 注【復習】組合邏輯電路的特點及分析方法【新課】3.2時序邏輯電路的分析3.1.1時序邏輯電路概述1. 時序邏輯電路分析時序邏輯電路，就是分析給定電路的邏輯功能，即電路的狀態(tài)和輸出的狀態(tài)在輸入變量和時鐘信號的作用下的變化規(guī)律。2. 時序邏輯電路結(jié)構(gòu)特點 組合邏輯電路+存儲電路3. 時序邏輯電路的描述方法 時鐘方程；輸出方程；驅(qū)動方程；狀態(tài)方程；狀態(tài)表；狀態(tài)圖和時序圖。3.1.2時序邏輯電路分析 1.實踐方法（結(jié)合實踐二內(nèi)容）2.理論分析步驟（1）寫方程時鐘方程；輸出方程；驅(qū)動方程；（2）求狀態(tài)方程（3）狀態(tài)表、狀態(tài)圖和時序圖（4）描述功能 3.分析舉例

3、【例1】時序電路如圖所示，試分析其邏輯功能。 （圖見教材）解：（1）分析邏輯圖，寫方程時鐘方程：輸出方程：驅(qū)動方程：（2）求狀態(tài)方程將驅(qū)動方程帶入觸發(fā)器的特性方程中即可寫出狀態(tài)方程。狀態(tài)方程：（3）狀態(tài)表、狀態(tài)圖和時序圖（4）描述功能該電路是可以自啟動的三進制計數(shù)器。 【歸納總結(jié)】 組合邏輯電路和時序邏輯電路分析方法比較?！静贾米鳂I(yè)】數(shù)字電子技術(shù)教案課題名稱模塊四 數(shù)字邏輯電路的設計 4.1組合邏輯電路的設計方法授課地點教室教學目標1.了解本模塊教學要求2.掌握組合邏輯電路的設計方法教學重點組合邏輯電路的設計方法難點無教學基本內(nèi)容與教學設計【復習引入】【新課】4.1組合邏輯電路的設計方法4.1

4、.1組合邏輯電路設計方法1.組合邏輯電路的設計：已知邏輯問題，畫出邏輯圖2.設計步驟4.1.2組合邏輯電路設計類型1.單端輸出組合邏輯電路的設計【例1】設計A具有否決權(quán)的三人多數(shù)表決電路（先一起討論真值表；學生各自完成邏輯圖。找出典型電路畫在黑板上，討論優(yōu)劣及工程實際意義。）2.多端輸出組合邏輯電路的設計【例2】試設計“密碼鎖控制電路”（要求電路最簡）【歸納總結(jié)】【布置作業(yè)】教學方式方法講授法、討論研究式、問題教學法、實例教學法教學手段及用具多媒體； 作 業(yè)作業(yè)：P49-習題20；預習P122教學參考書楊志忠數(shù)字電子技術(shù)； 閻石數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)講 稿教學內(nèi)容備 注【新課】模塊四 數(shù)字邏輯電路的

5、設計主要內(nèi)容：本模塊介紹組合邏輯電路的設計方法和時序邏輯電路的設計方法。教學基本要求：（1）熟練掌握小規(guī)模組合邏輯電路的設計方法。（2）了解時序邏輯電路的設計方法。重點：組合邏輯電路的設計方法4.1組合邏輯電路的設計方法4.1.1組合邏輯電路設計方法1.組合邏輯電路的設計組合邏輯電路設計的主要任務是根據(jù)給定的邏輯問題，畫出能實現(xiàn)該邏輯功能的邏輯圖?？煞譃樾∫?guī)模集成電路設計和中規(guī)模集成電路設計，這里介紹用小規(guī)模集成電路設計組合邏輯電路的方法。2.設計步驟依據(jù)命題，設定變量，狀態(tài)賦值。列寫真值表。寫出邏輯表達式并化簡（或轉(zhuǎn)換）。畫邏輯電路圖。下面舉例說明組合邏輯電路的設計方法。4.1.2組合邏輯電

6、路設計類型 組合邏輯電路的設計可分為小規(guī)模組合邏輯電路的設計和中規(guī)模組合邏輯電路的設計。這里，我們只介紹前者。小規(guī)模組合邏輯電路可分為單端輸出和多端輸出。1.單端輸出組合邏輯電路的設計【例1】試設計A具有否決權(quán)的三人多數(shù)表決電路。有A、B、C三人參與表決，A具有一票否決的權(quán)利，只有包含A在內(nèi)的二人或三人同意時，提案可以通過；否則不與通過。解：依據(jù)命題，設定變量，狀態(tài)賦值。 設A、B、C三個變量，其中A具有否決權(quán)，輸出為Y；變量A、B、C，同意視為“1”，否則為“0”；提案通過時輸出Y為“1”，否則為“0”。列寫真值表（如下）。寫出邏輯函數(shù)的最小項之和形式。 化簡，即最簡與或式。 畫邏輯電路圖。

7、 （讓學生畫出來）用與非門實現(xiàn)：首先將與或式轉(zhuǎn)換成與非-與非式，然后畫邏輯圖。 注：與實踐結(jié)合說明轉(zhuǎn)換的意義 2.多端輸出組合邏輯電路的設計【例2】設L、M、N為某密碼鎖的3個按鍵，當L單獨按下時，所既不打開也部報警；只有當L、M、N或L、M或L、N同時按下時，鎖打開，部報警；否則鎖不打開并報警。試用與非門設計此邏輯電路。分析：解： （1）依據(jù)命題，設定變量，狀態(tài)賦值。 設變量A(L)、B（M）、C（N），按下為1，否則為0。兩個輸出函數(shù)，開鎖信號F,開為1，否則為0；報警信號G，報警為1，不報警為0。（2）列寫真值表： （3）化簡并轉(zhuǎn)換成與非-與非式： （4）邏輯圖：上右圖 【歸納總結(jié)】【布

8、置作業(yè)】先一起討論真值表；學生各自完成邏輯圖。找出典型電路畫在黑板上，討論優(yōu)劣及工程實際意義。討論兩種電路的最簡程度；所用芯片的的情況。邏輯圖的布局數(shù)字電子技術(shù)教案課題名稱模塊四 數(shù)字邏輯電路的設計 4.2同步時序邏輯電路的設計授課地點教室教學目標了解時序邏輯電路的設計步驟教學重點時序邏輯電路的設計與組合邏輯電路設計的異同點難點無教學基本內(nèi)容與教學設計【復習引入】組合邏輯電路的設計步驟【新課】4.2同步時序邏輯電路的設計方法時序邏輯電路的設計：已知邏輯問題，畫出邏輯圖4.2.1同步時序邏輯電路設計方法步驟：4.2.2同步時序邏輯電路設計舉例【例1】設計一個同步五進制加法計數(shù)器。說明：1.用JK

9、觸發(fā)器和D觸發(fā)器設計時區(qū)別之處）。 2.異步時序邏輯電路設計簡介【歸納總結(jié)】【布置作業(yè)】教學方式方法講授法、問題教學法、實例教學法教學手段及用具多媒體； 作 業(yè)預習P54-59教學參考書楊志忠數(shù)字電子技術(shù)； 閻石數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)教案課題名稱模塊五 常用集成電路的應用 5.1編碼器 5.2譯碼器 授課地點教室教學目標1.了解本模塊教學基本要求及重點；2.了解編碼器；3.掌握譯碼器及其應用；教學重點譯碼器及其應用難點芯片功能表的理解教學基本內(nèi)容與教學設計【新課】本模塊教學基本要求及重點5.1編碼器5.1.1編碼器及其分類5.1.2優(yōu)先編碼器74LS1481.邏輯符號2.功能表5.2譯碼

10、器5.2.1二進制譯碼器1.74LS138邏輯符號2.功能表5.2.3顯示譯碼器5.2.4用74LS138實現(xiàn)組合邏輯函數(shù) 1.原理 2.舉例【例題】試用74LS138和與非門實現(xiàn)組合邏輯函數(shù) 說明：用二進制譯碼器可以方便地實現(xiàn)單端輸出或多段輸出的組合邏輯函數(shù)?！練w納總結(jié)】【布置作業(yè)】教學方式方法講授法、問題教學法、實例教學法教學手段及用具多媒體； 作 業(yè)作業(yè)：P80 3-26；預習：實驗內(nèi)容教學參考書楊志忠數(shù)字電子技術(shù)； 閻石數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)講 稿教學內(nèi)容備 注【新課】模塊五 常用集成電路的應用主要內(nèi)容：本模塊介紹各類中規(guī)模集成電路的功能及其應用。教學基本要求：（1）熟練掌握74LS138、

11、74LS151、74LS161和74LS160等重點芯片的應用。（2）理解74LS148、74LS248等芯片的功能表。重點：（1）用74LS138、74LS151、74LS153實現(xiàn)組合邏輯電路。（2）用74LS161和74LS160構(gòu)成任意進制計數(shù)器。5.1編碼器5.1.1編碼器及其分類編碼是將字母、數(shù)字、符號等信息編成一組二進制代碼的過程。實現(xiàn)編碼操作的數(shù)字電路稱為編碼器。編碼器的輸入為被編信號（m個），輸出為二進制代碼（n位），輸入端與輸出端的數(shù)目應滿足m2n。編碼器有二進制編碼器、二-十進制編碼器；普通編碼器和優(yōu)先編碼器。5.1.2優(yōu)先編碼器74LS148優(yōu)先編碼器是當多個輸入端同時

12、有信號時,電路只對其中優(yōu)先級別最高的輸入信號進行編碼。3位二進制編碼器有8個輸入端（優(yōu)先級別不同）和3位二進制代碼輸出端，故常稱為8線-3線優(yōu)先編碼器。如74LS148和CC4532。（1）74LS148邏輯功能示意圖 （2）74LS148功能表：（略）5.2譯碼器譯碼器是將的二進制代碼轉(zhuǎn)換成特定輸出信號的功能。有二進制譯碼器、二-十進制譯碼器和顯示譯碼器。其輸入為二進制代碼。5.2.1二進制譯碼器將輸入的n位二進制代碼轉(zhuǎn)換成2n個對應的輸出信號的電路稱為二進制譯碼器。常見的有3線-8線譯碼器（74LS138）和4線-16線譯碼器（74LS159）1.74LS138邏輯符號2.功能表3. 74

13、LS148輸出表達式： （i=0,1,2,7）5.2.3顯示譯碼器將二進制代碼表示的數(shù)字、文字、符號翻譯成人們習慣的形式直觀地顯示出來的電路，稱為顯示譯碼器。1.七段數(shù)碼顯示器。顯示器件的種類很多，在數(shù)字電路中最常見的顯示器是半導體顯示器（又稱為發(fā)光二極管顯示器LED）和液晶顯示器（LCD）。LED主要用于顯示數(shù)字和字線，LCD可以顯示數(shù)字、字母、文字和圖形等。數(shù)碼管的外形結(jié)構(gòu)如下：數(shù)碼管中的7個發(fā)光二極管有共陰極和共陽極兩種接法,對于共陰極的顯示器，某一段接高電平時發(fā)光；對于共陽極的顯示器，某一段接低電平時發(fā)光。使用時每個二極管要串聯(lián)一個約100的限流電阻。2.BCD七段數(shù)碼顯示譯碼器。設輸

14、入信號為8421BCD碼,也就是四位二進制數(shù)（A3、A2、A1、A0）, 輸出ag是驅(qū)動7段數(shù)碼管（共陰極）相應顯示段的信號。根據(jù)數(shù)碼管的顯示原理,可列出驅(qū)動共陰極數(shù)碼管的7段顯示譯碼器的真值表，最終可得到相應的邏輯圖。常用集成芯片是74LS248（74LS48）。5.2.4用74LS138實現(xiàn)組合邏輯函數(shù)1.基本原理 二進制譯碼器是最小項譯碼器，可以提供代碼輸入端變量的所有最小項。而組合邏輯函數(shù)是可以展開成最小項之和的形式，因此可以用二進制譯碼器實現(xiàn)組合邏輯函數(shù)。2.基本步驟1）將函數(shù)展開成最小項之和的形式2）寫出與非-與非式3）對照比較找對應關(guān)系4）畫邏輯圖舉例：【例1】用3線-8線譯碼器

15、74LS138和與非門實現(xiàn)邏輯函數(shù)： 解：（略）【例2】用3線-8線譯碼器74LS138和與非門實現(xiàn)邏輯函數(shù)：解：（略） 【歸納總結(jié)】【布置作業(yè)】該芯片是實踐性強，將在實訓環(huán)節(jié)中給予強化，但不作為理論課的重點數(shù)字電子技術(shù)教案課題名稱模塊五 常用集成電路的應用 實踐三 用譯碼器實現(xiàn)組合邏輯函數(shù)授課地點數(shù)字電子實驗室教學目標掌握譯碼器功能的測試方法。掌握用二進制譯碼器實現(xiàn)組合邏輯函數(shù)的方法。搭建顯示譯碼電路并測試。教學重點譯碼器及其應用難點無教學基本內(nèi)容與教學設計一、實驗目的二、實驗設備與器件電子課程設計實驗箱，74LS20、74LS138、74LS248、數(shù)碼管三、實驗內(nèi)容1、驗證3線-8線譯碼

16、器74LS138的功能1）連接測試電路。2）驗證3線-8線譯碼器74LS138的功能。2、用3線-8線譯碼器74LS138和門電路設計全加器1）連接電路。2）測試邏輯功能。3、顯示譯碼電路1）連接電路。2）測試邏輯功能。教學方式方法指導教學法、討論法、實例教學法教學手段及用具電子課程設計實驗箱，芯片作 業(yè)作業(yè)：實驗報告；預習： P62-64教學參考書楊志忠數(shù)字電子技術(shù)； 閻石數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)教案課題名稱模塊五 常用集成電路的應用 5.3數(shù)據(jù)選擇器與數(shù)據(jù)分配器 授課地點教室教學目標1.理解數(shù)據(jù)選擇器的原理；2.掌握數(shù)據(jù)選擇器及其應用； 3.了解數(shù)據(jù)分配器；教學重點數(shù)據(jù)選擇器及其應用難

17、點芯片功能表的理解教學基本內(nèi)容與教學設計【新課】5.3數(shù)據(jù)選擇器5.3.1 雙4選1數(shù)據(jù)選擇器1.邏輯符號2.輸出表達式3.功能表4.邏輯符號5.3.2 8選1數(shù)據(jù)選擇器1. 邏輯符號2. 功能表3. 輸出表達式5.3.3數(shù)據(jù)分配器簡介5.3.4用數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)組合邏輯函數(shù)1.原理及步驟2.舉例【例1】試用74LS151實現(xiàn)組合邏輯函數(shù)： 【例2】試用雙4選174LS153實現(xiàn)組合邏輯函數(shù)： 說明：比較異同點。【歸納總結(jié)】【布置作業(yè)】教學方式方法講授法、問題教學法、實例教學法教學手段及用具多媒體； 作 業(yè)作業(yè)：P80 3-27；預習：實驗內(nèi)容教學參考書楊志忠數(shù)字電子技術(shù)； 閻石數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)

18、講 稿教學內(nèi)容備 注【新課】5.3數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器能夠根據(jù)地址選擇碼從多路數(shù)據(jù)輸入中選擇一路，送到輸出端。常見的有4選1、8選1、16選1等類型。5.3.1 雙4選1數(shù)據(jù)選擇器1.邏輯符號2.輸出表達式3.功能表4.邏輯符號5.3.2 8選1數(shù)據(jù)選擇器1. 邏輯符號2. 功能表3. 輸出表達式5.3.3數(shù)據(jù)分配器簡介1路-4路數(shù)據(jù)分配器：（1）真值表（2）輸出邏輯表達式功能表（3）邏輯圖5.3.4用數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)組合邏輯函數(shù)1.原理及步驟（1）基本原理數(shù)據(jù)選擇器的輸出包含了地址端變量的所有最小項，因此可以實現(xiàn)組合邏輯函數(shù)。（2）基本步驟1）將函數(shù)展開成最小項之和的形式2）寫出數(shù)據(jù)選擇器的輸

19、出表達式3）對照比較找對應關(guān)系4）畫邏輯圖 2.分析舉例 用數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)組合邏輯函數(shù)有兩種方式。方式一：變量數(shù)目等于地址選擇碼端數(shù)目【例1】試用8選1數(shù)據(jù)選擇器74LS151實現(xiàn)邏輯函數(shù)解：（略）方式二：變量數(shù)目比地址選擇碼端數(shù)目多一【例2】試用4選1數(shù)據(jù)選擇器74LS151實現(xiàn)邏輯函數(shù)說明：比較異同點。【歸納總結(jié)】【布置作業(yè)】數(shù)字電子技術(shù)教案課題名稱模塊五常用集成電路的應用 實踐四 用數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)組合邏輯函數(shù)授課地點數(shù)字電子實驗室教學目標掌握數(shù)據(jù)選擇器功能的測試方法。掌握用數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)組合邏輯函數(shù)的方法。教學重點數(shù)據(jù)選擇器功能的測試及應用電路搭建并測試。難點無教學基本內(nèi)容與教學設計一、

20、實驗目的二、實驗設備與器件電子課程設計實驗箱，74LS04、74LS151、74LS153三、實驗內(nèi)容1、測試8選1數(shù)據(jù)選擇器74LS151的功能1）連接測試電路。2）驗證功能。2、用8選1數(shù)據(jù)選擇器74LS151設計三變量多數(shù)表決電路。1）連接電路。2）測試邏輯功能。3、測試雙4選1數(shù)據(jù)選擇器74LS153的功能1）連接測試電路。2）驗證功能。4、雙4選1數(shù)據(jù)選擇器74LS153 應用電路1）連接電路。2）測試邏輯功能。教學方式方法指導教學法、討論法、實例教學法教學手段及用具電子課程設計實驗箱，芯片作 業(yè)作業(yè)：實驗報告；預習： P64-67教學參考書楊志忠數(shù)字電子技術(shù)； 閻石數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)

21、數(shù)字電子技術(shù)教案課題名稱模塊五常用集成電路的應用 5.4加法器 授課地點教室教學目標1.理解半加器、全加器、多位加法器；2.理解全減器； 3.了解數(shù)値比較器；教學重點數(shù)據(jù)選擇器及其應用難點全減器真值表的理解教學基本內(nèi)容與教學設計【新課】5.4加法器5.4.1半加器1. 定義2. 真值表3. 輸出表達式4.邏輯圖5.4.2全加器1. 定義2. 真值表3. 輸出表達式4. 邏輯圖1）用門電路實現(xiàn)2）用譯碼器實現(xiàn)5.4.3多位加法器1. 串行進位加法器2. 超前進位加法器5.4.4數(shù)值比較器1. 1位數(shù)值比較器2. 4位數(shù)值比較器【歸納總結(jié)】【布置作業(yè)】教學方式方法講授法、問題教學法、實例教學法教學

22、手段及用具多媒體； 作 業(yè)作業(yè)：P80 3-24；預習：P104教學參考書楊志忠數(shù)字電子技術(shù)； 閻石數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)講 稿教學內(nèi)容備 注【新課】5.4加法器加法器能夠?qū)崿F(xiàn)兩個二進制數(shù)求和的電路。5.4.1半加器1. 定義：實現(xiàn)兩個1位二進制數(shù)相加而不考慮低位進位的運算電路。2. 真值表其中：輸出分別是本位和和向相鄰高位發(fā)出的進位輸出信號。3. 輸出表達式 4. 邏輯圖：如圖5.4.2全加器1. 定義：考慮低位進位時的兩個1位二進制數(shù)相加的運算電路。2. 真值表其中：輸出分別是本位和和向相鄰高位發(fā)出的進位輸出信號；是相鄰低位的進位輸入。3. 輸出表達式： 4. 邏輯圖： 1）用門電路實現(xiàn)（如圖）

23、2）用譯碼器實現(xiàn) 輸出函數(shù)的最小項表達式： 轉(zhuǎn)化成與非-與非式：找對應關(guān)系：畫邏輯圖：5.4.3多位加法器1. 串行進位加法器 （運算速度慢）2. 超前進位加法器74LS2385.4.4數(shù)值比較器數(shù)值比較器是實現(xiàn)對兩個相同位數(shù)的二進制整數(shù)進行數(shù)值比較的電路。1. 1位數(shù)值比較器（1）1位數(shù)值比較器：（2）真值表： （3）輸出邏輯表達式：（4）邏輯圖：如圖2. 4位數(shù)值比較器（比較的方法：從高位開始比較，當高位相等時才需比較次高位）【歸納總結(jié)】【布置作業(yè)】講思路，留給同學。數(shù)字電子技術(shù)教案課題名稱模塊五常用集成電路的應用 5.5計數(shù)器 授課地點教室教學目標1.理解集成計數(shù)器的功能表；2.掌握集成

24、計數(shù)器的應用教學重點用集成計數(shù)器構(gòu)成任意進制計數(shù)器難點功能表的理解教學基本內(nèi)容與教學設計【新課】5.5計數(shù)器概述：計數(shù)器、計數(shù)器的容量、計數(shù)器的分類5.5.1集成4位二進制同步加法計數(shù)器74LS1611.邏輯符號2.功能表5.5.2集成同步加法計數(shù)器74LS1601.邏輯符號2.功能表5.5.3集成計數(shù)器的應用構(gòu)成任意進制計數(shù)器方法：反饋清零法 (復位法)反饋置數(shù)法（置位法）1.N M 2.N M 【歸納總結(jié)】【布置作業(yè)】教學方式方法講授法、問題教學法、實例教學法教學手段及用具多媒體； 作 業(yè)作業(yè)：P129 5-20；預習：實驗內(nèi)容教學參考書楊志忠數(shù)字電子技術(shù)； 閻石數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)講 稿教學內(nèi)容備 注5.5計數(shù)器概述：計數(shù)器及其容量、計數(shù)器的分類（按計數(shù)進制、按計數(shù)增減、按是否同步、）按開關(guān)器件）5.5.1集成4位二進制同步加法計數(shù)器74LS161 4位二進制同步加法計數(shù)器，共有16種狀態(tài)，可以統(tǒng)計16個CP脈沖的個數(shù)。1.邏輯符號2.功能表 可見，74LS161有異步清零、同步置數(shù)、保持和計數(shù)功能。（74LS163與74LS161的功能只有一點不同，即74LS163是同步清零。）5.5.2集成同步加法計數(shù)器 74LS160是同步十進制加法計數(shù)器，每