數(shù)字電路教案

使能端：使能端有輸出也有輸入，視具體器件而論，使能端帶非的為低電平有效；不帶非的為高電平有效。有效即器件工作。二、比較器概念：比較器是將輸入的二進制碼轉(zhuǎn)換為一定規(guī)律的控制信號的件器。比較器選擇器是典型的組合數(shù)字電路，譯碼器是將一種編碼轉(zhuǎn)換為另一種編碼的邏輯電路，學(xué)習(xí)譯碼器必須與各種編碼打交道。從廣義的角度看，譯碼器有四類：比較器，N中取一譯碼器。n為二進制碼的位數(shù)，就是輸入變量的位數(shù)，N=2n，所以，N也是輸出量的數(shù)目，或全部最小項的數(shù)目。因為最小項取值的性質(zhì)是對于一種二進制碼的輸入，只有一個最小項為“1”，其余N-1個最小項均為“0”。所以，二進制碼譯碼器也稱為n線/N線譯碼器，例如對于三位二進制碼譯碼器，可稱為3線/8線比較器，這種稱呼往往見于器件手冊。輸入一組二進制代碼，輸出的是一組與輸入代碼一一對應(yīng)的高低電平信號。例：設(shè)計一個2線-4線譯碼器，令輸出為低電平信號。（1）真值表A1A0Y3Y2Y

Y0001110011101101011110111（2）函數(shù)式三、數(shù)據(jù)選擇器在多路數(shù)據(jù)傳送過程中，能夠根據(jù)需要將其中任意一路挑選出來的電路，叫做數(shù)據(jù)選擇器，也稱為多路選擇器,其作用相當(dāng)于多路開關(guān)。常見的數(shù)據(jù)選擇器有四選一、八選一、十六選一電路。1、工作原理(以四選一數(shù)據(jù)選擇器為例)例1：用兩片八選一數(shù)據(jù)選擇器74LS151，可以構(gòu)成十六選一數(shù)據(jù)選擇器，試用八選一電路實現(xiàn)。解：將A、B、C分別從A2、A1、A0輸入，作為輸入變量，把Y端作為輸出F。因為邏輯表達式中的各乘積項均為最小項，所以可以改寫為根據(jù)八選一數(shù)據(jù)選擇器的功能，令D0=D3=D5=D7=1D1=D2=D4=D6=0，S＝0四、集成數(shù)據(jù)分配器把二進制譯碼器的使能端作為數(shù)據(jù)輸入端，二進制代碼輸入端作為地址碼輸入端，則帶使能端的二進制譯碼器就是數(shù)據(jù)分配器。XX工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案序號15周次8授課形式實驗授課章節(jié)名稱實驗三：編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器教學(xué)目的使學(xué)生掌握編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器的使用教學(xué)重點編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器的作用教學(xué)難點編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器的作用使用教具無課外作業(yè)完成實驗報告課后體會詳細內(nèi)容見實驗參考書。XX工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案序號16周次8授課形式實驗授課章節(jié)名稱實驗四：譯碼顯示器測試教學(xué)目的使學(xué)生掌握譯碼顯示器應(yīng)用教學(xué)重點譯碼顯示器應(yīng)用教學(xué)難點譯碼顯示器應(yīng)用使用教具無課外作業(yè)完成實驗報告課后體會詳細內(nèi)容見實驗參考書。XX工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案序號17周次9授課形式講授授課章節(jié)名稱習(xí)題課教學(xué)目的幫助學(xué)生回顧所學(xué)內(nèi)容教學(xué)重點進制之間的轉(zhuǎn)換以及邏輯函數(shù)的化簡教學(xué)難點邏輯函數(shù)的化簡使用教具無課外作業(yè)復(fù)習(xí)課后體會授課主要內(nèi)容一、數(shù)制轉(zhuǎn)換：1、10010111B=D=H2、11.001B=D=H二、公式法化簡：1、2、3、4、5、6、三、卡諾圖化簡：1、2、3、4、5、6、四、用8選1的MUX實現(xiàn)邏輯函數(shù)Z=ABC+AC+A+CD。[練習(xí)]設(shè)計以各邏輯不一致電路，要求四個輸入變量取值不一致時輸出為1，取值一致時輸出為0。2、將下面的函數(shù)化為與非—與非表達，并畫出與其對應(yīng)的邏輯圖。Z=AB+BC+AC3、根據(jù)邏輯圖寫出輸出邏輯表達式，并用化簡至最簡與或式。4、將與非門、或非門、異或門接成非門使用，應(yīng)如何連接，畫出連接圖。5、試設(shè)計一個三變量的奇校驗電路。當(dāng)輸入的三個變量中有奇數(shù)個1時輸出為1，否則為0。6、分析下圖所示電路的邏輯功能。7、顯示譯碼器見示意圖，其中輸入為8421BCD碼，輸出Ya～Yg是驅(qū)動七段發(fā)光二極管顯示字形的信號a～g。要求：列出顯示譯碼器（4輸入7輸出）真值表(假定采用共陽極數(shù)碼管)。

XX工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案序號18周次9授課形式講授授課章節(jié)名稱RS觸發(fā)器教學(xué)目的掌握與非門基本R－S觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)，邏輯功能；教學(xué)重點基本R－S觸發(fā)器教學(xué)難點波形圖分析使用教具無課外作業(yè)練習(xí)畫波形圖課后體會授課主要內(nèi)容課前引言：本章系統(tǒng)介紹觸發(fā)器，它是時序邏輯電路的基本組成單元。講述各種觸發(fā)器的電路組成、電路特點、性能及其描述的方法。這些方法對于時序電路也是有效的。一、R-S觸發(fā)器（一）R-S觸發(fā)器觸發(fā)器是組成時序邏輯電路的基本單元。它的顯著特點是具有記憶功能，一個觸發(fā)器能記住1位二值（0或1），n個觸發(fā)器組成在一起就能記憶n位二值信號。根據(jù)組成邏輯電路不同，觸發(fā)器具有以下一些特點：（1）它有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，分別稱之為0態(tài)和1態(tài)；（2）在外部信號作用下，觸發(fā)器能從原來所處的一個穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一個穩(wěn)態(tài)；（3）外部信號消失后，它仍能維持這一狀態(tài)，即記憶住這一狀態(tài)。常見的觸發(fā)器有R－S觸發(fā)器、D觸發(fā)器、J－K觸發(fā)器、T觸發(fā)器和T’觸發(fā)器。（二）與非門組成的基本R－S觸發(fā)器電路結(jié)構(gòu) 圖7.2.1兩與非門組成的基本RS觸發(fā)器邏輯功能分析

根據(jù)上述兩個式子得到它的四種輸入與輸出的關(guān)系：R=1、S=0時，則Q=0,Q=1,觸發(fā)器置1。R=0、S=1時，則Q=1,Q=0,觸發(fā)器置0。R=S=1時，觸發(fā)器狀態(tài)保持不變。R=S=0時，觸發(fā)器狀態(tài)不確定3、根據(jù)邏輯功能，基本RS觸發(fā)器的真值表如下：4、特征方程（三）基本R－S觸發(fā)器的應(yīng)用基本R－S觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)簡單，是構(gòu)成其他功能觸發(fā)器的必不可少的組成。它具有置1、復(fù)位（置0）保持（記憶）三種功能?；綬－S觸發(fā)器可用作數(shù)碼寄存器、消抖動開關(guān)、單次脈沖發(fā)生器，或用作脈沖變換電路等。由于觸發(fā)器的輸入端之間有約束，所以不允許將兩者連在一起作為計數(shù)輸入。基本RS觸發(fā)器屬于無時鐘觸發(fā)器，動作特點是當(dāng)輸入置0或置1信號一出現(xiàn)，輸出狀態(tài)就可能隨之而改變。在實際使用中，要求觸發(fā)器要能夠按一定的節(jié)拍動作，也就是多個觸發(fā)器能夠同步動作，這種就屬于時鐘觸發(fā)器。時鐘觸發(fā)器要求有兩個輸入端：（1）決定其輸出狀態(tài)的數(shù)據(jù)信號輸入端（R、S）（2）決定其動作時間的時鐘脈沖，簡稱CP輸入端。（四）同步RS觸發(fā)器：1、電路的組成及邏輯符號（見課本）2、邏輯功能分析（1）功能分析當(dāng)CP=0時，Q3=Q4=1，觸發(fā)器保持原來狀態(tài)不變。當(dāng)CP=1時，

若R=0，S=1；Q3=1，Q4=0，觸發(fā)器置1；

若R=1，S=0；Q3=0，Q4=1，觸發(fā)器置0；

若R=S=0；Q3=Q4=1，觸發(fā)器狀態(tài)保持不變；

若R=S=1；Q3=Q4=0，觸發(fā)器狀態(tài)不定；（2）真值表SRQnQn+1功能說明0000保持00110100置001101001置11011110不定不確定111不定（3）特征方程（4）同步RS觸發(fā)器的空翻問題空翻：同步RS觸發(fā)器在一個時鐘脈沖作用下，觸發(fā)器的狀態(tài)可能發(fā)生兩次或兩次以上的翻轉(zhuǎn)，這種現(xiàn)象稱為空翻。出現(xiàn)空翻的兩種情況：A．CP=1，如果R、S再由變化，可能引起輸出端Q翻轉(zhuǎn)兩次或兩次以上B．當(dāng)同步RS觸發(fā)器記成計數(shù)狀態(tài)時容易發(fā)生空翻，所謂計數(shù)狀態(tài)就是觸發(fā)器對CP脈沖進行計數(shù)，即觸發(fā)器在逐個CP脈沖作用下產(chǎn)生0和1兩個狀態(tài)的交替變化，實現(xiàn)計數(shù)。三、舉例例：已知同步RS觸發(fā)器的輸入信號波形，試畫出Q、/Q的電壓波形。假設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)Q=0。解：略[本節(jié)小結(jié)]：基本RS觸發(fā)器具有置位、復(fù)位和保持（記憶）的功能，其觸發(fā)信號是低電平有效，屬于電平觸發(fā)方式。同步RS觸發(fā)器具有置位、復(fù)位和保持（記憶）功能；同步RS觸發(fā)器的觸發(fā)信號是高電平有效，屬于電平觸發(fā)方式；同步RS觸發(fā)器存在約束條件，即當(dāng)R=S=1時將導(dǎo)致下一狀態(tài)的不確定；觸發(fā)器的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)被控制在一個時間間隔內(nèi)，在此間隔以外的時間內(nèi)，其狀態(tài)保持不變，抗干擾性有所提高。XX工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案序號19周次10授課形式講授授課章節(jié)名稱常用觸發(fā)器教學(xué)目的1、掌握JK觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)，邏輯功能。2、掌握T觸發(fā)器和D觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)，邏輯功能。教學(xué)重點JK觸發(fā)器、T觸發(fā)器和D觸發(fā)器的邏輯功能教學(xué)難點波形圖分析使用教具無課外作業(yè)練習(xí)畫波形圖課后體會授課主要內(nèi)容課前引言：R-S觸發(fā)器的電路組成、電路特點是什么？一、J-K功能分析（1）主從JK觸發(fā)器具有置位、復(fù)位、保持（記憶）和計數(shù)功能；（2）主從JK觸發(fā)器屬于脈沖觸發(fā)方式，觸發(fā)翻轉(zhuǎn)只在時鐘脈沖的負跳變沿發(fā)生；（3）不存在約束條件，但存在一次變化現(xiàn)象；（4）產(chǎn)生一次變化的原因是因為在CP=1期間，主觸發(fā)器一直在接收數(shù)據(jù)，但主觸發(fā)器在某些條件下（Q=0，CP=1期間J端出現(xiàn)正跳沿干擾或Q=1，CP=1期間K端出現(xiàn)正跳沿干擾），不能完全隨輸入信號的變化而發(fā)生相應(yīng)的變化，以至影響從觸發(fā)器狀態(tài)與輸入信號的不對應(yīng)。1、邊沿JK觸發(fā)器（1）CP=0時，觸發(fā)器處于一個穩(wěn)態(tài)。CP為0時，G3、G4被封鎖，不論J、K為何種狀態(tài)，Q3、Q4均為1，另一方面,G12、G22也被CP封鎖,因而由與或非門組成的觸發(fā)器處于一個穩(wěn)定狀態(tài)，使輸出Q、Q狀態(tài)不變。（2）CP由0變1時，觸發(fā)器不翻轉(zhuǎn)，為接收輸入信號作準(zhǔn)備。設(shè)觸發(fā)器原狀態(tài)為Q=0，Q=1。當(dāng)CP由0變1時，有兩個信號通道影響觸發(fā)器的輸出狀態(tài)，一個是G12和G22打開，直接影響觸發(fā)器的輸出，另一個是G4和G3打開，再經(jīng)G13和G23影響觸發(fā)器的狀態(tài)。前一個通道只經(jīng)一級與門，而后一個通道則要經(jīng)一級與非門和一級與門，顯然CP的跳變經(jīng)前者影響輸出比經(jīng)后者要快得多。在CP由0變1時，G22的輸出首先由0變1，這時無論G23為何種狀態(tài)（即無論J、K為何狀態(tài)），都使Q仍為0。由于Q同時連接G12和G13的輸入端，因此它們的輸出均為0，使G11的輸出Q=1，觸發(fā)器的狀態(tài)不變。CP由0變1后，打開G3和G4，為接收輸入信號J、K作好準(zhǔn)備。

（3）CP由1變0時觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)

設(shè)輸入信號J=1、K=0，則Q3=0、Q4=1，G13和G23的輸出均為0。當(dāng)CP下降沿到來時,G22的輸出由1變0,則有Q=1，使G13輸出為1，Q=0，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。雖然CP變0后，G3、G4、G12和G22封鎖，Q3=Q4=1，但由于與非門的延遲時間比與門長（在制造工藝上予以保證）,因此Q3和Q4這一新狀態(tài)的穩(wěn)定是在觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)之后。由此可知,該觸發(fā)器在CP下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，CP一旦到0電平，則將觸發(fā)器封鎖，處于(1)所分析的情況。

總之，該觸發(fā)器在CP下降沿前接受信息，在下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，在下降沿后觸發(fā)器被封鎖。2、舉例例1：在主從JK觸發(fā)器電路中，若CP、J、K的波形已知，試畫出Q、/Q的波形，假設(shè)初始狀態(tài)為Q=0。三、T觸發(fā)器1、概念在某些應(yīng)用場合下，需要這樣一種邏輯功能的觸發(fā)器，當(dāng)控制信號T=1時，每來一個CP信號，它的狀態(tài)就翻轉(zhuǎn)一次，而當(dāng)T=0時，CP信號到達后，它的狀態(tài)保持不變，具備這種邏輯功能的觸發(fā)器叫做T觸發(fā)器2、T觸發(fā)器真值表TQnQn+1功能說明000保持011101翻轉(zhuǎn)1103、特征方程4、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和卡諾圖5、當(dāng)T觸發(fā)器控制端接至固定的高電平時，，即每次CP信號作用后觸發(fā)器的狀態(tài)必然翻轉(zhuǎn)與初態(tài)相反的狀態(tài)，我們將這種接法的觸發(fā)器稱為T’觸發(fā)器。四、D觸發(fā)器1、概念凡是在時鐘信號作用下，滿足輸入信號是什么狀態(tài)，輸出信號就是什么狀態(tài)的觸發(fā)器稱為D觸發(fā)器。2、D觸發(fā)器真值表DQnQn+1功能說明0000態(tài)0101011態(tài)1113、卡諾圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖[本節(jié)小結(jié)]：邊沿JK觸發(fā)器具有置位、復(fù)位、保持（記憶）和計數(shù)功能；邊沿JK觸發(fā)器屬于脈沖觸發(fā)方式，觸發(fā)翻轉(zhuǎn)只在時鐘脈沖的負跳變沿發(fā)生；由于接收輸入信號的工作在CP下降沿前完成，在下降沿觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，在下降沿后觸發(fā)器被封鎖，所以不存在一次變化的現(xiàn)象,抗干擾性能好，工作速度快。XX工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案序號20周次10授課形式實驗授課章節(jié)名稱實驗五：觸發(fā)器教學(xué)目的使學(xué)生掌握觸發(fā)器的選擇與使用教學(xué)重點觸發(fā)器的選擇與使用教學(xué)難點觸發(fā)器的選擇與使用使用教具無課外作業(yè)完成實驗報告課后體會詳細內(nèi)容見實驗參考書。XX工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案序號21周次11授課形式講授授課章節(jié)名稱寄存器教學(xué)目的熟悉寄存器的功能；教學(xué)重點寄存器的功能、應(yīng)用教學(xué)難點寄存器的功能、應(yīng)用及功能分析。使用教具課外作業(yè)5.12課后體會時序邏輯電路描述方法有哪些？引入新課。一、移位寄存器移位寄存器和數(shù)碼寄存器不同,移位寄存器不僅能存儲數(shù)據(jù),而且具有移位的功能。按照數(shù)據(jù)移動的方向,可分為單向移位和雙向移位。而單向移位又有左移和右移之分。1．單向移位寄存器圖5-6(a)所示為4位單向右移移位寄存器,由4個D觸發(fā)器構(gòu)成。將前一位觸發(fā)器的輸出與后一位觸發(fā)器的輸入相連。即=Di+1,所以可得=,將前一位數(shù)據(jù)移至后一位。在cp移位指令控制下,數(shù)據(jù)依次由D0輸入,經(jīng)4個cp脈沖,可并行輸出Q0～Q3。也可依次由Q3串行輸出構(gòu)成串入/串出和串入/并出兩種工作方。設(shè)輸入數(shù)碼為1101,那么,在cp移位脈沖作用下,其數(shù)碼移動情況如表5-2所示。可見,當(dāng)來過4個cp脈沖后,1101四位數(shù)碼全部移入寄存器中,并從四個觸發(fā)器Q端得到并行數(shù)碼輸出。再經(jīng)四個cp脈沖,則由Q3全部串行輸出。表5-2移位寄存器中數(shù)碼的移動CP移位寄存器中數(shù)碼F0F1F2F30123401011001010001000001同樣方法,數(shù)據(jù)由右輸入可構(gòu)成左移移位寄存器。上述移位寄存器數(shù)據(jù)都是串行輸入的,事實上,在數(shù)據(jù)輸入形式上還可實現(xiàn)并行輸入,左移或右移串行輸出而構(gòu)成多種工作方式。2.雙向移位寄存器將左移和右移移位寄存器結(jié)合起來,加上移位控制端,在方向控制信號作用下可構(gòu)成雙向移位寄存器。圖5-7所示是4位雙向移位寄存器。由4個與或非門構(gòu)成4個2選1數(shù)據(jù)選擇器。M為移位方向控制信號。當(dāng)M=1時,打開右移輸入與門,左邊觸發(fā)器的經(jīng)與或非門反向后加至相鄰右邊觸發(fā)器輸入D端。在cp脈沖到來時DSR數(shù)據(jù)自左向右移。反之M=0時,打開左移輸入與門,DLR自右向左移。構(gòu)成雙向移位。XX工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案序號22周次11授課形式講授授課章節(jié)名稱計數(shù)器教學(xué)目的熟悉計數(shù)器的功能、應(yīng)用；教學(xué)重點計數(shù)器的功能、應(yīng)用教學(xué)難點計數(shù)器的功能、應(yīng)用及功能分析。使用教具課外作業(yè)P168：5.10，5.11課后體會授課主要內(nèi)容提問：以前學(xué)過的組合邏輯電路的分析步驟是什么？引入新課。同步計數(shù)器的組成和功能分析能夠?qū)崿F(xiàn)計數(shù)功能的電路稱為計數(shù)器。它是應(yīng)用最為廣泛的典型時序電路，是現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)中不可缺少的組成部分。它不僅用于對脈沖計數(shù)，還可用于定時、分頻、數(shù)字運算等工作。計數(shù)器種類很多，按對脈沖計數(shù)值增減分為：加法計數(shù)器、減法計數(shù)器和可逆計數(shù)器。按照計數(shù)器中各觸發(fā)器計數(shù)脈沖引入時刻分為：同步計數(shù)器、異步計數(shù)器。若各觸發(fā)器受同一時鐘脈沖控制，其狀態(tài)更新是在同一時刻完成，則為同步計數(shù)；反之，則為異步計數(shù)器。按照計數(shù)器循環(huán)長度可分為：二進制計數(shù)器、八進制計數(shù)器、十進制計數(shù)器、十六進制計數(shù)器、N進制計數(shù)器等。也就是不同的計數(shù)長度。(一）同步計數(shù)器由于同步計數(shù)器的時鐘脈沖同時觸發(fā)計數(shù)器中所有觸發(fā)器,各觸發(fā)器狀態(tài)更新是同步的,所以工作速度快,工作頻率高。1.同步二進制計數(shù)器同步二進制計數(shù)器一般由JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成T觸發(fā)器構(gòu)成。因為T觸發(fā)器只有兩個功能:T=1時,計數(shù)；T=0時,保持。滿足脈沖計數(shù)的要求。2.同步十進制計數(shù)器我們把二-十進制計數(shù)器叫做十進制計數(shù)器。二-十進制有多種編碼。這里介紹常用的8421編碼的十進制計數(shù)器。(1)同步十進制加計數(shù)器①電路組成圖5-19所示是由四個JK觸發(fā)器和兩個進位門構(gòu)成的同步十進制加法計數(shù)器,CP是輸入計數(shù)脈沖,C是進位輸出信號圖。②工作原理a.寫方程組時鐘方程（5.8）輸出方程(5.9)驅(qū)動方程(5.10)b.求狀態(tài)方程組（5.11）c.計算設(shè)=0000,依次代入狀態(tài)方程組和輸出方程,計算結(jié)果列于表5-7d.畫狀態(tài)圖由狀態(tài)圖可見,該電路為8421碼同步十進制加法計數(shù)器,并且能夠自啟動。XX工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案序號23周次12授課形式實驗授課章節(jié)名稱實驗六：寄存器、計數(shù)器教學(xué)目的使學(xué)生掌握計數(shù)器應(yīng)用教學(xué)重點計數(shù)器應(yīng)用教學(xué)難點計數(shù)器應(yīng)用使用教具無課外作業(yè)完成作業(yè)課后體會授課主要內(nèi)容詳見實驗指導(dǎo)書XX工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案序號24周次12授課形式講授授課章節(jié)名稱時序電路分析方法教學(xué)目的1．了解時序邏輯電路特點和描述方法；2.掌握時序邏輯電路分析及設(shè)計方法；教學(xué)重點時序邏輯電路分析方法教學(xué)難點時序邏輯電路分析方法使用教具課外作業(yè)P168：5.10，5.11課后體會授課主要內(nèi)容提問：以前學(xué)過的組合邏輯電路的特點是什么？引入新課。1．時序邏輯電路的電路結(jié)構(gòu)時序邏輯電路的特點是：任一時刻的輸出不僅取決于該時刻電路的輸入邏輯變量的狀態(tài)，而且還與電路原來的狀態(tài)有關(guān)。因此，時序邏輯電路中必須包含具有記憶功能的存儲電路（常用觸發(fā)器構(gòu)成），并且其輸出與輸入變量一起決定電路的次狀態(tài)。這便是時序邏輯電路在結(jié)構(gòu)上的特點。圖5-1即為滿足以上特點的時序邏輯電路一般結(jié)構(gòu)框圖。圖中，x1……xi為一組輸入變量；y1……yj為一組輸出變量；p1……ps為一組存儲電路輸入變量；q1……qk為一組存儲電路輸出并反饋至組合邏輯電路輸入的變量。由圖可見（x1……xi）和（q1……qk）共同作用產(chǎn)生（y1……yj）和（p1……ps）。而（p1……ps）又決定了（q1……qK）。一般而言，時序邏輯電路由組合邏輯電路和存儲電路相互連接構(gòu)成。而在后面講到的計數(shù)器中沒有輸入邏輯變量；摸寫寄存器中沒有組合電路。但都必須有存儲電路。2．時序邏輯電路描述方法(1)邏輯表達式：圖5-1中，用X（x1……xi）代表輸入變量,Y（y1……y2）代表輸出變量,P（p1……ps）代表存儲電路輸入驅(qū)動變量,Q（q1……qK）代表存儲電路輸出狀態(tài)。這些信號之間的關(guān)系可用以下三個邏輯方程表示。它們也全面地描述了時序電路的邏輯功能。Y(tn)=F1[x(tn),Q（tn）](5.1)Q(tn＋1)=F2[P(tn),Q（tn）](5.2)P(tn)=F3[X(tn),Q（tn）](5.3)式(5.1)為輸出方程，說明輸出信號Y(tn)是輸入信號X(tn)和存儲電路輸出Q（tn）的函數(shù)（米萊型）。式(5.2)為狀態(tài)方程。說明存儲電路的次態(tài)Q(tn＋1)是其輸入P(tn)和現(xiàn)態(tài)Q（tn）的函數(shù)。式(5.3)為驅(qū)動方程。說明存儲電路的輸入驅(qū)動信號P(tn)是現(xiàn)輸入信號X(tn)和現(xiàn)態(tài)Q（tn）的函數(shù)。(2)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表又稱狀態(tài)表,它是時序電路輸入狀態(tài)與對應(yīng)輸出狀態(tài)和存儲電路（觸發(fā)器）現(xiàn)態(tài)、次態(tài)關(guān)系表。(3)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖又稱狀態(tài)圖，它以圖形方式表示時序電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換的規(guī)律。(4)時序圖又稱波形圖，它表示時序電路輸入信號、輸出信號和電路狀態(tài)在時間上的對應(yīng)關(guān)系。上述四種分析方法是對時序電路邏輯關(guān)系的不同描述，適用于任何形式的時序電路。時序邏輯電路一般情況下按下述步驟進行分析。并列表、畫圖。更為直觀地反應(yīng)電路工作特性。3.時序邏輯電路分類按電路輸出信號的特性分為：穆爾型（MOORE）和米萊型（mealy）。滿足式(5.1)的為米萊型；若輸出只與存儲電路的現(xiàn)態(tài)有關(guān)，與現(xiàn)態(tài)輸入X(tn)無關(guān)，構(gòu)成Y(tn)=F[Q(n)]關(guān)系。稱為穆爾型。這兩種電路的分析和設(shè)計過程基本上是一致的。按邏輯功能分：典型的有計數(shù)器、寄存器、移位寄存器、順序脈沖發(fā)生器等,還有實現(xiàn)各種不同操作的時序電路。按其工作方式可分為同步時序電路和異步時序電路。同步時序電路:電路中各存儲單元的更新是在同一時鐘信號控制下同時完成。異步時序電路:電路中各存儲單元無統(tǒng)一的時鐘控制,不受同一時鐘控制。各種電路類型分析在本章以后章節(jié)中介紹。5.1.2時序邏輯電路的一般分析方法1.寫方程組:根據(jù)給定的邏輯電路圖分別寫出(1)時鐘方程組:由存儲電路中各觸發(fā)器時鐘信號cp的邏輯表達式構(gòu)成。(2)輸出方程組:由時序電路中各輸出信號的邏輯表達式構(gòu)成。(3)驅(qū)動方程組:由存儲電路中各觸發(fā)器輸入信號的邏輯表達式構(gòu)成。2.求狀態(tài)方程組將驅(qū)動方程代入各相應(yīng)觸發(fā)器的特性方程,得到各觸發(fā)器的狀態(tài)方程即各觸發(fā)器次態(tài)的輸出邏輯表達式。3.列狀態(tài)轉(zhuǎn)換表,畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。依次假定電路現(xiàn)態(tài)Qn,代入狀態(tài)方程組和輸出方程組,求出相應(yīng)的次態(tài)Qn+1和輸出。XX工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案序號25周次13授課形式講授授課章節(jié)名稱時序電路設(shè)計方法教學(xué)目的1．了解時序邏輯電路特點和描述方法；2.掌握時序邏輯電路設(shè)計方法；教學(xué)重點時序邏輯電路設(shè)計方法教學(xué)難點時序邏輯電路設(shè)計方法使用教具課外作業(yè)P168：5.10，5.11課后體會授課主要內(nèi)容提問：以前學(xué)過的組合邏輯電路的設(shè)計步驟是什么？引入新課。1．時序邏輯電路描述方法(1)邏輯表達式：圖5-1中，用X（x1……xi）代表輸入變量,Y（y1……y2）代表輸出變量,P（p1……ps）代表存儲電路輸入驅(qū)動變量,Q（q1……qK）代表存儲電路輸出狀態(tài)。這些信號之間的關(guān)系可用以下三個邏輯方程表示。它們也全面地描述了時序電路的邏輯功能。Y(tn)=F1[x(tn),Q（tn）](5.1)Q(tn＋1)=F2[P(tn),Q（tn）](5.2)P(tn)=F3[X(tn),Q（tn）](5.3)式(5.1)為輸出方程，說明輸出信號Y(tn)是輸入信號X(tn)和存儲電路輸出Q（tn）的函數(shù)（米萊型）。式(5.2)為狀態(tài)方程。說明存儲電路的次態(tài)Q(tn＋1)是其輸入P(tn)和現(xiàn)態(tài)Q（tn）的函數(shù)。式(5.3)為驅(qū)動方程。說明存儲電路的輸入驅(qū)動信號P(tn)是現(xiàn)輸入信號X(tn)和現(xiàn)態(tài)Q（tn）的函數(shù)。(2)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表又稱狀態(tài)表,它是時序電路輸入狀態(tài)與對應(yīng)輸出狀態(tài)和存儲電路（觸發(fā)器）現(xiàn)態(tài)、次態(tài)關(guān)系表。(3)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖又稱狀態(tài)圖，它以圖形方式表示時序電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換的規(guī)律。(4)時序圖又稱波形圖，它表示時序電路輸入信號、輸出信號和電路狀態(tài)在時間上的對應(yīng)關(guān)系。上述四種分析方法是對時序電路邏輯關(guān)系的不同描述，適用于任何形式的時序電路。3.時序邏輯電路分類按電路輸出信號的特性分為：穆爾型（MOORE）和米萊型（mealy）。滿足式(5.1)的為米萊型；若輸出只與存儲電路的現(xiàn)態(tài)有關(guān)，與現(xiàn)態(tài)輸入X(tn)無關(guān)，構(gòu)成Y(tn)=F[Q(n)]關(guān)系。稱為穆爾型。這兩種電路的分析和設(shè)計過程基本上是一致的。按邏輯功能分：典型的有計數(shù)器、寄存器、移位寄存器、順序脈沖發(fā)生器等,還有實現(xiàn)各種不同操作的時序電路。按其工作方式可分為同步時序電路和異步時序電路。同步時序電路:電路中各存儲單元的更新是在同一時鐘信號控制下同時完成。異步時序電路:電路中各存儲單元無統(tǒng)一的時鐘控制,不受同一時鐘控制。各種電路類型分析在本章以后章節(jié)中介紹。5.1.2時序邏輯電路的一般分析方法時序邏輯電路一般情況下按下述步驟進行分析。1.寫方程組:根據(jù)給定的邏輯電路圖分別寫出(1)時鐘方程組:由存儲電路中各觸發(fā)器時鐘信號cp的邏輯表達式構(gòu)成。(2)輸出方程組:由時序電路中各輸出信號的邏輯表達式構(gòu)成。(3)驅(qū)動方程組:由存儲電路中各觸發(fā)器輸入信號的邏輯表達式構(gòu)成。2.求狀態(tài)方程組將驅(qū)動方程代入各相應(yīng)觸發(fā)器的特性方程,得到各觸發(fā)器的狀態(tài)方程即各觸發(fā)器次態(tài)的輸出邏輯表達式。3.列狀態(tài)轉(zhuǎn)換表,畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。依次假定電路現(xiàn)態(tài)Qn,代入狀態(tài)方程組和輸出方程組,求出相應(yīng)的次態(tài)Qn+1和輸出。并列表、畫圖。更為直觀地反應(yīng)電路工作特性。XX工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案序號26周次13授課形式實驗授課章節(jié)名稱實驗七：時序邏輯電路設(shè)計教學(xué)目的使學(xué)生掌握任意進制計數(shù)器的設(shè)計教學(xué)重點任意進制計數(shù)器的設(shè)計教學(xué)難點任意進制計數(shù)器的設(shè)計使用教具無課外作業(yè)實驗報告課后體會具體實驗內(nèi)容見實訓(xùn)參考書。XX工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案序號27周次14授課形式實驗授課章節(jié)名稱電子鐘顯示電路的設(shè)計教學(xué)目的主要學(xué)習(xí)電子鐘顯示電路的組成、工作原理。教學(xué)重點主要學(xué)習(xí)電子鐘顯示電路工作原理。教學(xué)難點主要學(xué)習(xí)電子鐘顯示電路的分析方法使用教具仿真課外作業(yè)復(fù)習(xí)課后體會具體實驗內(nèi)容見實訓(xùn)參考書。XX工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案序號28周次14授課形式實驗授課章節(jié)名稱電子鐘計時電路的分析與應(yīng)用教學(xué)目的主要學(xué)習(xí)電子鐘計時電路的組成、工作原理。教學(xué)重點主要學(xué)習(xí)電子鐘計時電路工作原理。教學(xué)難點主要學(xué)習(xí)電子鐘計時電路的分析方法使用教具仿真課外作業(yè)復(fù)習(xí)課后體會授課主要內(nèi)容具體實驗內(nèi)容見實訓(xùn)參考書。XX工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案序號29周次15授課形式講授授課章節(jié)名稱555定時器及其應(yīng)用教學(xué)目的使學(xué)生掌握555定時器工作原理及其應(yīng)用，并能進行電路的分析與設(shè)計教學(xué)重點555定時器工作原理教學(xué)難點555定時器的應(yīng)用使用教具無課外作業(yè)P199：6.17課后體會授課主要內(nèi)容課前引言：555定時器是典型的組合數(shù)字、模擬電路，是一種中規(guī)模集成電路，只要外接少量的阻容元件，就可以方便構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器和斯密特觸發(fā)器。一、555定時器工作原理：1、5定時器的結(jié)構(gòu)和工作原理2、5定時器的功能表序號輸入比較器輸出輸出/RD復(fù)位端TH置位端/TRUC1UC2Q放電管T10XXXX0導(dǎo)通21＞2/3VCC1＞1/3VCC1010導(dǎo)通31＜2/3VCC0＜1/3VCC0101截止41＜2/3VCC0＞1/3VCC111不變不變二、555定時器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器1、電路的組成與工作原理單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器只存在一種穩(wěn)定狀態(tài)，有如下特點：電路在無觸發(fā)信號時，處于一種穩(wěn)定狀態(tài)。有外加觸發(fā)信號時，電路進入暫穩(wěn)態(tài)，過一段時間，電路又自動恢復(fù)原先穩(wěn)態(tài)。2、輸出脈寬的計算：t=1.1RC3、應(yīng)用舉例a)脈寬的定時。b)脈沖寬度調(diào)制器三、555定時器組成斯密特觸發(fā)器電路的組成與工作原理應(yīng)用舉例波形的變換或整形幅度鑒別四、555定時器組成多諧振蕩器電路的組成與工作原理2、應(yīng)用舉例XX工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案序號30周次15授課形式實驗授課章節(jié)名稱實驗十：555定時器教學(xué)目的使學(xué)生掌握555定時器使用教學(xué)重點555定時器使用教學(xué)難點555定時器使用使用教具無課外作業(yè)完成實驗報告課后體會具體實驗內(nèi)容見實訓(xùn)參考書。XX工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案序號31周次16授課形式講授授課章節(jié)名稱習(xí)題課二教學(xué)目的復(fù)習(xí)觸發(fā)器和時序電路教學(xué)重點觸發(fā)器的原理、時序電路分析與設(shè)計教學(xué)難點觸發(fā)器的原理、時序電路分析與設(shè)計使用教具無課外作業(yè)課后體會1．觸發(fā)器一共有4個功能。當(dāng)，時，觸發(fā)器具有的功能為()A.置1B.保持C.置0D.翻轉(zhuǎn)2.Mealy型時序邏輯電路輸出取決于（）A．現(xiàn)時輸入B．現(xiàn)時狀態(tài)C．過去輸入D．當(dāng)時輸入，現(xiàn)時狀態(tài)3．電路如圖所示，若輸入脈沖的頻率為，則輸出的頻率為()A. B.C. D.4．由與非門構(gòu)成的基本觸發(fā)器，欲將觸發(fā)器置為0態(tài)，應(yīng)在輸入端加()A.， B.，C.， D.，5．畫出7進制計數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，要求有進位輸出。6．觸發(fā)器的初始狀態(tài)為零，對應(yīng)CLK信號，畫出觸發(fā)器輸出端Q的波形。7．時序邏輯電路如圖所示，寫出狀態(tài)方程和狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，分析該電路產(chǎn)生的序列信號。

8．將4位同步二進制計數(shù)器74LS161接成十二進制計數(shù)器。要求：用同步置數(shù)法，寫出設(shè)計方法?？梢愿郊颖匾拈T電路。XX工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案序號32周次16授課形式實驗授課章節(jié)名稱電子計時器的制作（1）教學(xué)目的完成秒計時器的制作教學(xué)重點數(shù)字器件的識別、焊接與調(diào)試教學(xué)難點功能調(diào)試使用教具電子裝配實訓(xùn)室課外作業(yè)課后體會授課主要內(nèi)容主要元件：5個數(shù)字集成電路(CD45432個；CD45181個；CD40401個；CD40601個）、2個一位數(shù)碼管和發(fā)光二極管、32.768HZ晶振,開關(guān)電阻及其它所有電阻，雙面玻纖電路板。電路功能：1.電源打開時，數(shù)碼管初始狀態(tài)顯示為“00”，系統(tǒng)進行正常運行，計時器開始遞增計數(shù)，循環(huán)00～59的秒計時。2.按下清零開關(guān)，計數(shù)器進行置數(shù)，完成復(fù)位功能。3.按下暫停開關(guān)，暫停計時；彈起暫停開關(guān)，計數(shù)器繼續(xù)累計計數(shù)。XX工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案序號33周次17授課形式實驗授課章節(jié)名稱電子計時器的制作（2）教學(xué)目的完成秒計時器的制作教學(xué)重點數(shù)字器件的識別、焊接與調(diào)試教學(xué)難點功能調(diào)試使用教具電子裝配實訓(xùn)室課外作業(yè)課后體會授課主要內(nèi)容主要元件：5個數(shù)字集成電路(CD45432個；CD45181個；CD40401個；CD40601個）、2個一位數(shù)碼管和發(fā)光二極管、32.768HZ晶振,開關(guān)電阻及其它所有電阻，雙面玻纖電路板。電路功能：1.電源打開時，數(shù)碼管初始狀態(tài)顯示為“00”，系統(tǒng)進行正常運行，計時器開始遞增計數(shù)，循環(huán)00～59的秒計時。2.按下清零開關(guān)，計數(shù)器進行置數(shù)，完成復(fù)位功能。3.按下暫停開關(guān)，暫停計時；彈起暫停開關(guān)，計數(shù)器繼續(xù)累計計數(shù)。XX工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案序號34周次17授課形式實驗授課章節(jié)名稱電子計時器的制作（3）教學(xué)目的完成秒計時器的制作教學(xué)重點數(shù)字器件的識別、焊接與調(diào)試教學(xué)難點功能調(diào)試使用教具電子裝配實訓(xùn)室課外作業(yè)課后體會授課主要內(nèi)容XX工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案序號35周次18授課形式講授授課章節(jié)名稱總復(fù)習(xí)(1)教學(xué)目的幫助學(xué)生總結(jié)各種觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)、邏輯功能。教學(xué)重點各種觸發(fā)器的邏輯功能分析教學(xué)難點各種觸發(fā)器波形圖使用教具無課外作業(yè)復(fù)習(xí)課后體會授課主要內(nèi)容觸發(fā)器是數(shù)字電路的極其重要的基本單元。觸發(fā)器有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，在外界信號作用下，可以從一個穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€穩(wěn)態(tài)；無外界信號作用時狀態(tài)保持不變。因此，觸發(fā)器可