秒計數(shù)器設(shè)計教案及教學(xué)設(shè)計

1、教師課時授課計劃（首頁）授課對象：機電系 14級機械制造與自動化 科目：電工電子技術(shù)課 題秒計數(shù)器設(shè)計授課類型理論課+實踐授課學(xué)時2教學(xué)方法講授、啟發(fā)引導(dǎo)、頭腦風(fēng)暴、實踐操作教學(xué)準 備教案、實踐所需設(shè)備及耗材作業(yè)布置課外選題教學(xué)目的與要求1、知識目標1）熟悉計數(shù)器的功能和分類；2）理解計數(shù)器的工作原理；3）掌握通用中規(guī)模計數(shù)器的應(yīng)用。2、能力目標。1）能夠在老師的指導(dǎo)下自主探究；2）能夠利用所學(xué)理論知識解決實際問題。3、素質(zhì)目標1）培養(yǎng)學(xué)生的實踐素養(yǎng)（學(xué)生自主討論研究設(shè)計電路并搭連電路）和團隊協(xié)作能力（小組討論制定方案）；2）學(xué)生現(xiàn)場6S管理培養(yǎng)。教學(xué)重點難點重點是集成計數(shù)器的類型和設(shè)計流程及

2、要點；難點是如何利用芯片設(shè)計60進制計數(shù)器。參考資料教材、網(wǎng)絡(luò)資料教學(xué)后記教學(xué)過程步驟教學(xué)內(nèi)容及能力/知識目標教師活動學(xué)生活動時間任務(wù)通過項目分析引入本節(jié)任務(wù)。聽、思考分析、討論5資訊掌握計數(shù)器的相關(guān)知識講授、提問的方式進行新知識傳授聽，思考分析25決策知識掌握以及團隊協(xié)作能力分組、布置內(nèi)容，說明要求討論分析，總結(jié)設(shè)計方案10計劃知識掌握以及團隊協(xié)作能力巡回指導(dǎo)按照設(shè)計方案，畫出設(shè)計電路圖15實施團隊協(xié)作能力、任務(wù)分配能力、實踐動手能力巡回指導(dǎo)按照設(shè)計的電路圖完成設(shè)計電路的連線20檢查評估計數(shù)器的相關(guān)知識以及實踐操作能力、現(xiàn)場管理的能力等教師提問、檢查結(jié)果討論回答、組內(nèi)自查、小組互查15秒計數(shù)

3、器設(shè)計一、任務(wù)：秒計數(shù)器 1、任務(wù)引入：首先提出本課程的一個項目數(shù)字電子鐘設(shè)計 （設(shè)計的主要技術(shù)指標如下：用六位數(shù)碼管顯示時間，格式為× ×時：××分：××秒。對于時、分、秒可以分別進行校正。） 通過分析該項目，確定該項目包含的四大模塊，即四個任務(wù)如下：1）譯碼顯示；2）計數(shù)電路；3）控制電路；4）振蕩電路。調(diào)節(jié)校對 2、之前學(xué)生仿真結(jié)果展示 通過仿真結(jié)果展示，讓學(xué)生明白設(shè)計出的電路的特點。根據(jù)整個任務(wù)的分析與分割，引出本節(jié)內(nèi)容秒計數(shù)器設(shè)計，又由于是學(xué)生完成的結(jié)果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)信心。 二、資訊（相關(guān)知識介紹） (一）計數(shù)器的定義及分

4、類 1、計數(shù)器定義 用來計算輸入脈沖數(shù)目的時序邏輯電路。它是用電路的不同狀態(tài)來表示輸入脈沖的個數(shù)。 2、電路作用： 分頻、定時、產(chǎn)生脈沖序列、數(shù)字運算等。 3、計數(shù)器的模 計數(shù)器所能計算的脈沖數(shù)目的最大值（即電路所能表示狀態(tài)數(shù)目的最大值） 4、分類 按觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)次序，分為同步和異步計數(shù)器 按進位制，分為模二、模十和任意模計數(shù)器 按邏輯功能，分為加法、減法和可逆計數(shù)器 按集成度，分為小規(guī)模與中規(guī)模集成計數(shù)器 (二)常用計數(shù)器的邏輯功能 1、集成同步計數(shù)器74LS161 1）邏輯符號（內(nèi)部由四個J-K觸發(fā)器構(gòu)成） 2）功能介紹 2、集成同步計數(shù)器74LS160 1）邏輯符號 2）功能介紹 3、同

5、步計數(shù)器CT74163 （1）外引線排列和CT74161相同 （2）置數(shù)，計數(shù)，保持等功能與CT74161相同 （3）清零功能與CT74161不同采用同步清零方式。 當(dāng)CR=0時，只有當(dāng)CP 的上升沿來到時, 輸出QDQCQBQA 才被全部清零。 4、其他各種類型計數(shù)器比較 ( 三)集成計數(shù)器的應(yīng)用 集成計數(shù)器可以加適當(dāng)反饋電路后構(gòu)成任意模值M計數(shù)器。通常中規(guī)模集成計數(shù)器都有清0、置數(shù)等多個控制端，因此實現(xiàn)任意M計數(shù)的基本方法有兩種： 1、反饋清零法 利用清零輸入端，使電路計數(shù)到N+1狀態(tài)時產(chǎn)生清零操作，越過后續(xù)MN個狀態(tài)實現(xiàn)模N計數(shù) 2、同步預(yù)置法 利用計數(shù)器的置數(shù)功能，通過進位輸出給計數(shù)器

6、置數(shù)M-N，跳過0至M-N的狀態(tài)實現(xiàn)模N計數(shù) 3、例：用74161實現(xiàn)十進制計數(shù)器 分析：由于74161是M16計數(shù)器共有16個狀態(tài)，要實現(xiàn)M10計數(shù)，必須跳越（1610）6個狀態(tài)。共有三種跳躍方法：1）前十個狀態(tài) 00001001 無C0；2）中間十個狀態(tài) 00111100 無C0；30后十個狀態(tài) 01101111 有C0. 反饋置數(shù)法是利用/LD=0進行同步置數(shù)。74161、74160只有在CP到來時才能置數(shù)，CP沒有到來，不能置數(shù)。 1、前十個狀態(tài)：計數(shù)范圍09，預(yù)置數(shù)為0，用9來反饋。由于74161屬于同步置數(shù)，有CP到來才能置數(shù)，反饋控制信號1001狀態(tài)要計算在主循環(huán)內(nèi)。 2、后十個

7、狀態(tài): 計數(shù)范圍615，預(yù)置數(shù)為6，用15來反饋 3、中間十個狀態(tài): 計數(shù)范圍312，預(yù)置數(shù)為3，用12來反饋。（這個可以布置下去讓學(xué)生自己課后練習(xí)）。 思考：若計數(shù)器為同步清零和異步置數(shù)，其反饋清零法和反饋置數(shù)法與上述有何不同。三、決策 1、教師給學(xué)生分組，布置任務(wù)； 2、學(xué)生分析任務(wù)，總結(jié)任務(wù)的要求及注意問題； 3、選擇完成任務(wù)所必須的集成電路； 4、討論設(shè)計方案，并達成一致。四、計劃 根據(jù)所討論的方案，每個小組首先畫出設(shè)計的電路圖：1）六進制計數(shù)器（十位）；2）十進制計數(shù)器（個位）；3）討論個位與十位的級聯(lián)。五、實施 各小組將之前設(shè)計好的電路拿到實驗室去進行搭線連接，檢查設(shè)計電路的工作情況。小組組長分配任務(wù)，各成員按照組長分配的任務(wù)進行操作。最終完成秒