最新数字电路教案文档格式.docx

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数字电子实验室

教学目标

①让学生对数字电路有感性认识，激发学生学习兴趣。

②通过简单电路的搭建与测试，增强学生学习信心。

教学

重点

举重裁判电路

难点

逻辑图到实际电路的转换

教学基本内容与教学设计

一、初识数字电路

1、数字抢答器功能简介

2、数字抢答器电路简介

3、数字抢答器演示

二、动手做一做——搭建举重裁判电路

1、逻辑问题介绍

2、逻辑图（用与非门实现）

3、74LS00芯片介绍

4、数字实验箱简介

5、学生搭建电路

6、真值表的测试

【归纳总结】

【布置作业】

教学方式方法

实践教学法、讨论法、问题教学法、暗示教学法

教学手段及用具

实物

作业

预习教材P1~P8

教学参考书

杨志忠《数字电子技术》；

阎石《数字电子技术基础》

模块一数字逻辑基础模块1.1数制与码制1.2逻辑代数基础

教室

①了解本模块教学内容、教学要求及重点。

②学习数制与码制。

③掌握基本逻辑运算关系。

数制转换及基本逻辑运算

无

课程介绍：

模块化教学、模块化考核、重视实践技能的培养

本模块主要内容、教学要求及重点

【新课】

数字电路概述：

数字电路与模拟电路、数字电子技术的特点、数字电路的分类

1.1数制与码制

1.1.1数制

1.1.2数制转换

1.1.3码制

1.2逻辑代数基础

1.2.1基本的逻辑运算

1.与运算

1）与逻辑

2）逻辑表达式

3）真值表

4）与门逻辑符号

5）基本运算规则：

2.或运算

3.非运算

4.复合逻辑运算

讲授法、讨论法、问题教学法、实例教学法

多媒体

习题1—4；

预习教材P9~P13；

P19~P20

模块一数字逻辑基础

主要内容：

教学基本要求：

（1）理解数字电路和数字信号的基本概念；

掌握数制及其转换，理解8421BCD码。

（2）熟练掌握逻辑代数的基本逻辑运算和基本定律，熟悉常用门电路的逻辑符号。

（3）熟悉常用逻辑函数的表示方法，掌握表达式、真值表、逻辑图间的相互转换。

（4）熟练掌握公式法和卡诺图法化简逻辑函数的基本方法；

重点：

（1）基本逻辑运算；

基本的公式、定律和规则。

（2）逻辑函数的真值表、逻辑式、逻辑图之间的相互转换。

（3）逻辑函数的两种化简方法。

数字电路概述

1.数字电路与模拟电路

电子电路中的信号可分为两类—模拟信号和数字信号。

模拟信号是在时间和幅值上都连续变化的信号，例如温度、压力、磁场、电场等物理量通过传感器变成的电信号，模拟语音的音频信号和模拟图像的视频信号等，如图1.1（a）所示。

对模拟信号进行传输、处理的电子线路称为模拟电路。

数字信号是在时间和幅值上都不连续变化的离散信号，也可以说是由低电平电信号和高电平电信号组成的信号，例如计算机中各部件之间传输的信息、VCD中的音视频信号等，如图1.1（b）所示。

对数字信号进行传输、处理的电子线路称为数字电路，如数字电子钟、数字万用表的电子电路都是由数字电路组成的。

（a）模拟信号波形（b）数字信号波形

图1.1模拟信号和数字信号波形

2.数字电子技术的特点

1）数字电路的特点：

精度高、可靠性强、应用范围广、.集成度高且成本低、功耗低。

2）研究的主要问题：

输入信号的状态（0或1）与输出信号的状态间的逻辑关系。

3）研究数字电路的数学工具：

逻辑代数

3.数字电路的分类

1）按集成度：

小规模（SSI）、中规模（MSI）、大规模（LSI）、超大规模（VLSI）

2）按开关器件类型：

双极性（TTL型）、单极性（MOS型）

3）按有无记忆功能：

组合逻辑电路、时序逻辑电路

数制是表示数值大小的各种计数体制，即计数进位制的简称。

1.十进制

1）基数（radix）：

10

2）数码：

1，～，10

3）进位规律：

逢十进一

4）权：

，其中

2.二进制

1）基数：

2

1，0

逢二进一

3.八进制

4.十六进制

数码：

0～9及A、B、C、D、E、F

十进制中的10～15在十六进制中用A、B、C、D、E、F表示

1、其它进制数

十进制数

方法：

加权系数求和法

【例1.1】

（11001.011）2＝（?

）10

解：

（11001.011）2＝1×

24＋1×

23＋0×

22＋0×

21＋1×

20＋0×

2-1＋1×

2-2＋1×

2-3

＝16＋8＋0＋0＋1＋0＋0.25＋0＋0.125＝（25.375）10

2、十进制数

其它进制数

1）整数部分：

除基数取余法（倒序）

2）小数部分：

乘基数取整法

【例1.2】

（50.75）10＝（110010.11）2

3、二进制

八进制

十六进制

分组转换法

【例1.3】

（11001.11）2＝（31.6）8＝（19.C）16

数码不仅可以表示大小，也可以表示事物，这种表示不同事物代号的数码叫代码。

编制代码遵循的规则称为码制。

二—十进制编码又称为BCD（BinaryCodedDecimal）码，即用二进制代码表示十进制的十个数码0～9。

至少要用四位二进制数才能表示0～9，而四位二进制有16种组合，要在16种组合中挑出10个，分别表示0～9，怎么挑呢？

不同的挑法构成了不同的BCD码，如：

8421码、2421码、余3码、格雷码等。

1．8421BCD码（恒权码）用自然二进制的0000～1001来分别表示十进制数的0～9十个数码的，从高位到低位的权分别为8、4、2、1。

（）（801.93）10=（100000000001.10010033）8421BCD

注意：

8421BCD码≠四位二进制数

2.5421BCD码（恒权码）

3.余三码（无权码）余三码中每位的数码没有固定的权，它可由8421码加3得到。

余三码组成的四位二进制数比它代表的十进制数码多三。

1）与逻辑：

只有决定某个事件的全部条件同时具备时，这件事才发生，这种因果关系叫做与逻辑。

2）真值表

3）逻辑表达式Y=A·

B

1）或逻辑：

在决定某个事件的各个条件中，只要有一个具备，这件事情就会发生，这种因果关系叫做或逻辑。

3）逻辑表达式Y=A＋B

4）或门逻辑符号

1）非逻辑：

只要条件具备了，事件就不会发生；

而当条件不具备时，事件一定发生，这种互相否定的因果关系叫做非逻辑，也叫做逻辑求反。

2）真值表

3）逻辑表达式

4）非门逻辑符号

1）与非运算

①表达式

②逻辑符号

2）或非运算

3）与或非运算

4）异或运算

③真值表

5）同或运算

①表达式

《数字电子技术》教案

模块一1.2.2逻辑代数的公式、定理和规则1.3逻辑函数的建立及其表示方法

①理解逻辑代数的公式、定理和规则。

②理解逻辑函数的建立过程。

③理解逻辑函数的表示方法，掌握主要表示方法间的转换。

逻辑函数的建立及其表示方法

逻辑函数的建立

【复习引入】

逻辑变量与逻辑函数的二值特性；

基本的逻辑运算。

1.2.2逻辑代数的公式、定理和规则

1.逻辑代数的公式和定理

2.逻辑代数的基本规则

【例1】证明逻辑等式

1.3逻辑函数的建立及其表示方法

1.3.1逻辑函数的建立

【例2】三人多数表决电路

1.3.2逻辑函数的表示方法

1.3.3逻辑函数的最小项表示法

【例3】将

展开成最小项表达式。

1.3.4逻辑函数不同表示方法间的转换

1.真值表

表达式

【例4】写出例2真值表的逻辑函数表达式。

【例5】写出例3逻辑函数表达式的真值表。

2.逻辑图

【例6】写出下图所示逻辑图的逻辑函数表达式

习题5、12；

预习教材P14~P17

基本的逻辑运算:

1.2.2逻辑代数的基本公式、定理和规则

1.逻辑代数的基本公式

1）逻辑常量运算公式

2）逻辑变量与常量运算公式

0-1律：

互补律：

重叠律（自等律）：

双重否定律（还原律）：

3）逻辑代数的基本定理

交换律：

结合律：

分配律：

反演律（摩根定律）：

吸收律：

2.逻辑代数的三个基本规则

利用这三个规则，可以得到更多的公式，也可扩充公式的应用范围。

1）代入规则

任何一个含有变量A的等式，如果将所有出现A的位置都用同一个逻辑函数代替，则等式仍然成立。

例如，已知等式

，用函数Y=AC代替等式中的A，根据代入规则，等式仍然成立，即有：

据此可以证明n个变量的摩根定律成立。

2）反演规则

对于任何一个逻辑表达式Y，如果将表达式中的所有“·

”换成“+”，“+”换成“·

”，“0”换成“1”，“1”换成“0”，原变量换成反变量，反变量换成原变量，那么所得的表达式就是函数Y的反函数（或称补函数）

。

这个规则称为反演规则。

利用反演规则可以很容易地求出