秒計數(shù)器設(shè)計教案及教學(xué)設(shè)計

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2教學(xué)作課外準備12教學(xué)目的與點時間5識秒計數(shù)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。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)習信心。二、資訊（相關(guān)知識介紹）(一）計數(shù)器的定義及分類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2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74LS1611）邏輯符號（內(nèi)部由）2）功能介紹32、集成同步計數(shù)器74LS1601）邏輯符號2）功能介紹3、同步計數(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CR=0時，只有當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4(三)集成計數(shù)器的應(yīng)用集成計數(shù)器可以加適當反饋電路后構(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)M–N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（16－10）6個狀態(tài)。共有三種跳躍方法：1）前十個狀態(tài)0000→1001無C0；2）中間十個狀態(tài)0011→1100無C0；30后十個狀態(tài)0110→1111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0~9，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)。QQ302、后十個狀態(tài):計數(shù)范圍6~15，預(yù)置數(shù)為6，用15來反饋QQQQ321053:計數(shù)范圍3~123，用12QQ32三、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：123）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。最終完成秒計數(shù)器（60進制計六、檢查、評估1、學(xué)生演示