数制与编码专题教案.docx

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数制与编码专题教案

《电子技术基础》教案

教学科目

电子技术基础

教学班级

教学课时

４课时

教学课型

教学目标

知识目标

1．掌握逻辑门电路的概念与逻辑功能。

2．掌握基本逻辑门、复合逻辑门的逻辑功能和图形符号，会使用真值表。

了解TTL、CMOS门电路的型号、引脚功能。

３.掌握二进制数、八进制数、十六进制数的表示方法。

4.能进行二进制数、八进制、十进制和十六进制数之间的相互转换。

能力目标

培养学生应分析、解决试卷中实际问题的能力。

情感目标

培养学生集体协作学习能力和团队精神。

教学重点

逻辑门电路的逻辑功能和进制之间的转化

教学难点

综合题的解题思路方法

教学方法

讲授、讨论、总结

教学资源

教材、教案、多媒体等

第1-2课时逻辑门电路数制与编码

教

学

过

程

检查人数，组织教学

　　　复习导入　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

逻辑门电路包括基本逻辑门电路和复合逻辑门电路及集成逻辑门电路三大类，而逻辑门电路的图形符号、函数表达式、真值表及逻辑功能也是综合题题型组合逻辑电路的分析和设计的基础，学生对这部分内容的掌握是至关重要的。

　　　　　　　　　　　　讲授新课

教学方法

一、基本的概念

　　１.逻辑关系　条件与结果之间的因果关系

２.基本的逻辑关系　与逻辑、或逻辑、非逻辑

３.逻辑门电路　与门、或门、非门

４.正逻辑　１表示高电平　０表示低电平

５.负逻辑　０表示高电平　１表示低电平

二、基本逻辑门电路

　１.与门

　　图形符号

函数表达式　Y=A·B或Y=AB

　　逻辑功能　有０出０　全１出１　

　２.或门

　　图形符号

函数表达式　Y=A+B

　　逻辑功能　有１出１　全０出０

3.非门

　　图形符号

　　函数表达式　Y=

　　逻辑功能　入０出１　入１出０　

三、复合逻辑门电路

１.与非门

　　图形符号

函数表达式　

　　逻辑功能　有０出０　全１出１　

２.或非门

　　图形符号

函数表达式　

　　逻辑功能　有１出０　全０出１

３.与或非门

　　图形符号

函数表达式　

　　逻辑功能　一组全1出0　　各组有0出1

４.异或门

　　图形符号

函数表达式　

其表达式还可写成　

　　逻辑功能　同出0，异出1

５.同或门

　　图形符号

　函数表达式　

　其表达式还可写成　

　　逻辑功能　异出0，同出1

考点分析：

同或门和异或门有一个特殊的关系

，反过来也同样成立，在考试中常常会以选择题和判断题的形式出现。

这部分在学习逻辑代数化简的时候可以给同学们进行验证。

岗位知识积累

逻辑函数表达式、真值表、逻辑电路图（简称逻辑图）、和波

形图这四种不同的表示方法所描述的是同一逻辑关系，因此它们之间有着必然的联系，可以从一种表示方法，得到其他的表示方法。

四、集成逻辑门电路

集成逻辑门电路（集成门电路）是把构成门电路的元器件和连线制作在一块半导体芯片上，再封装起来而构成。

按内部所采用的元器件不同，可分为ＴＴＬ和ＣＭＯＳ集成逻辑门电路两大类。

１.ＴＴＬ集成逻辑门电路内部的输入、输出级都采用三极管，称为三极管－三极管逻辑门电路。

２.ＣＭＯＳ集成门是由ＰＭＯＳ场效晶体管和ＮＭＯＳ场效晶体管组成的互补电路。

３.ＣＭＯＳ和ＴＴＬ门电路的主要差异

记忆技巧：

ＣＭＯＳ集成门电路在带负载能力、电源电压允许范围、抗干扰能力、功耗这几方面的性能均优于ＴＴＬ集成门电路，仅在工作速度上低于ＴＴＬ集成门电路。

考点分析：

ＣＭＯＳ集成门电路和ＴＴＬ集成门电路电路比较是试题中的易考点及学生们的易错点之一，引导学生充分理解二者之间的区别，根据教师总结的记忆技巧进行记忆，以确保学生在考试中遇到类似的题目时能保证答案的准确性。

五、逻辑门电路代表性的题目

　１.逻辑函数常用的表示方法（逻辑电路图）（逻辑真值表）（逻辑代数表达式）（波形图）；

　２.任何一个逻辑函数的（逻辑真值表）是唯一的，但是它的（逻辑电路图）和（逻辑代数公式）可有不同的形式，逻辑函数的各种表示方法在本质是（相同的），可以互换；

　３.在对门电路的选择上，功耗较小的应该是（ＣＭＯＳ）电路；允许多余的输出端可能悬空的是（ＴＴＬ）;抗干扰能力方较强的是

（ＣＭＯＳ）电路。

　４.与或非门的逻辑功能（一组全1出0，各组有0出1）。

逻辑门电路包括基本逻辑门电路和复合逻辑门电路和集成逻辑门电路，而基本门电路是其它逻辑门电路的基础，也是后续学习组合逻辑门电路和时序逻辑门电路的基础，所以学生对于基本逻辑门电路复合逻辑门电路的图形符嘱、函数表达式、真值表和逻辑功能的记忆是至关重要的。

让学生自己根据所学习的基本逻辑门电路来写出与非门、或非门、与或非门、异或门和同或门这些复合逻辑门的逻辑表达式、真值表和逻辑功能。

同学们在记忆其逻辑功能的时候要根据其真值表进行总结。

同或门和异或门两个逻辑门电路有一个特殊的关系，异或门的函数表达式取反得到同或门的函数表达式，同或门取反得到异或门的函数表达式。

它们之间的关系常在逻辑代数公式中经常会考到。

这部分内容给学生分析理解后让学生们记忆就可以了。

课堂小结

　　本堂课主要学习了逻辑门电路和集成逻辑门电路的基础知识。

布置作业

1.默写基本逻辑门电路和复合逻辑门电路。

2.默写TTL集成门电路和COMS集成门电路的在性能上的区别。

教学反思

第３-４课时数制与编码

教

学

过

程

检查人数，组织教学

复习导入

数制与编码这部分内容在我们日常生活中经常会遇到，各种进制之间的转化，日常生活中的各种编码，比如门牌号，身份证号、车牌号等。

讲授新课

　　数制就是计数的方法，按进位方法的不同，有“逢十进一”的十进制计数，还有“逢二进一”的二进制计数和“逢十六进一”的十六进制计数等。

数制：

就是计数的方法。

按进位方法的不同，有十进制计数、二进制计数和十六进制计数等。

基数：

进位制的基数，就是在该进位制中用到的数码个数

位权：

在某一进位制的数中，每一位的大小都对应着该位上的数码乘上一个固定的数，这个固定的数就是这一位的权数，权数是一个幂。

一、不同的数制

1.十进制

数码：

0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十个数码

相邻位的关系：

逢十进一，借一当十。

位权：

10的整数幂

2.二进制

数码：

0、1

相邻位的关系：

逢二进一，借一当二。

位权：

2的整数幂

例如：

（101101）B=1×2

+0×2

+1×2

+1×2

（10011.01）B=1×2

+0×2

+0×2

+1×2

+1×2

+0×2

+1×2

二进制的运算：

例：

10101+1101=？

解：

在加运算时，要注意“逢二进一”的原则，即遇到2就向相邻高位进1，本位为0。

（10001）B+（1101）B=（11110）B

例：

求1101-110=？

解减法运算时，运算法则是“借一当二”，即遇到0减1时，本位不够，需向高位借一，在本位作二使用。

（1001）

-（100）

=（101）

3.八进制

数码：

0、1、2、3、4、5、6、7八个数码

相邻位的关系：

逢八进一，借一当八。

位权：

８的整数幂

4.十六进制

数码：

0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、Ａ、B、C、D、E、F共十六个数码

相邻位的关系：

逢十六进一，借一当十六。

位权：

16的整数幂

二、不同数制的转化

　　1.非十进进制数转换为十进制数

可将非十进制数按位权展开，得出其相加结果，就是对应的十进制数。

例：

（11011）Ｂ=1×2

+1×2

+0×2

+1×2

+1×2

=2

+2

+0+2

+1=（27）Ｄ

　　２.十进制数转换为二进制数

可将十进制数逐次用２除取余数，一直到商为零。

然后把全数余数按相反的次序排列起来，就是等值的二进制数。

例：

将十进制数39转化为二进制数。

所以（39）Ｄ=（100111）Ｂ　　　　　　　　　　

3.二进制数转换为八进制数

可将二进制整数自右向左每3位分为一组，最后不足3位的，高位用零补足，再把每3位二进制数对应的八进制数写出即可。

例：

将二进制数110100111转化为八进制数。

解：

二进制数　110　100　111　

　　八进制数　6　　4　　7

　　所以（110100111）2=（647）8

4.八进制数转换为二进制数

　　可将每个八进数用3位二进制数表示，然后按八进制的排序将这些3位二进制数排列好，就可得到相应的二进制数。

例：

将八进制数475转化为二进制数。

　解：

八进制数　4　7　5　

　　　二进制数　100　　111　　101

　　所以（475）8=（100111101）2

5.二进制数转换为十六进制数

可将二进制整数自右向左每4位分为一组，最后不足４位的，高位用零补足，再把每4位二进制数排列好，就可得到相应的二进制数。

例：

将二进制数110101100101转化为十六进制数。

解：

二进制数　0110　1011　0101　

　　十六进制数　6　　Ｂ　　５

　　所以（110101100101）2=（6Ｂ5）1６

6.十六进制数转换为二进制数

将每个十六进制数用４位二进制数表示，然后按十六进制数的排序将这些４位二进制数排列好，就可得到相应的二进制数

例：

将十六进制数４Ｅ６转化为二进制数

　　解：

十六进制数　　４　　Ｅ　　６

　　二进制数　　　0100　1110　0110

　　所以（４Ｅ６）１６=（10011100110）2

特别强调：

1.十进制转换任意进制（二、八、十六进制）：

“除整取余”，也就是说转换几进制就除以几，除尽（不能再整除），称出的余数为低位，后出的余数为高位。

　　2.二进制与2n（八、十六进制）进制之间的转换：

二进制转换2n进制进，自右向左依次n位换一位，按照“8421”（八进制权“421”、十六进制权“8421”）乘以基数得出2n进制各位的数值，2n进制转换二进制时，从高位到低位依次一位换n位，按照权“8421”乘以基数得出二进制各位的数值。

3.八进制与十六进制转换时，先转化成二进制再进行转换。

4.数制的表示方式

（1）角标用数字表示进制如（XXX）2，（XXX）10

（1）角标用字母表示进制时，一般取进制英文的首字母

十进制的下标为D，如（XXX）D，二进制的下标为B（XXX）B

八进制的下标为O，如（XXX）O，二进制的下标为H（XXX）H　

三、编码

数码不仅可以表示数值的大小，而且还能用来表示各类特定的对象。

用数码来表求特定对象的过程称为编码，用于编码的数码称为代码。

编码的方法有很多种，各种编码的制式称为码制。

二进制代码　通常把这种表示特定对象的多位二进制数称为二进制代码

ＢＣＤ码　用于表示１位十进制数的４位二进制代码称为二－十进制代码，简称ＢＣＤ码。

　　常见的三种ＢＣＤ码为8421码和5421码和余３码。

8421ＢＣＤ码:

用4位二进制数码来表示1位十进制数时，每1位二进制数的位权依次为23、22、21、20，即8421，因此称为8421码。

1.8421BCD码和十进制的之间的转化　　　　

　　例：

将十进制数12用8421BCD码表示。

　　十进制数1　2

　　8421码00010010

　　（12）10=（00010010）8421

　　2.十进制和8421BCD码的之间的转化　　　　　　　

　　例：

将8421BCD码（011101101000）用十进制数表示。

　　　　8421码011101101000

　　　十进制数7　6　8

　　　（011101101000）8421=（768）10

注意：

1.编码是一种符号表示某个具体的实物，所以编码不能比较大小。

2.8421BCD码是使用最广泛的一种编码，在用4位二进制数码来表示1位十制数时，每1位二进制数的位权依次为23、22、21、20，即8421，所以称为8421码。

8421码选取0000—1001前十种组合来表示十进制数，而后六种组合舍去不用，称为伪码。

　　3.8421等BCD码是二-十进制编码，所以对其他进制数（如二、八、十六进制数）编码，要将其他进制数先转化成十进制，再对十进制进行编码。

在编码中，一位十进制用四位码表示。

　例如：

（3）10转化8421BCD码为（0011）8421BCD，

　编码中前面的“0”不能丢掉。

四、数制与编码代表性的题目

１、用二进制数表示文字、符号等信息的过程称为（编码）。

２、BCD码是指用（二进制）表示（十进制）数的编码方式，所以称为（二-十进制编码）。

３、数制简单地说是变数数的方式，常见的数制有（十进制）、（二进制）、（八进制）、（十六进制）。

4、十进制转换其他进制数进使用的方法是（短除法）。

5、编码是一种表示方式，所以编码之间没有（大小）关系。

在学习数制之前，首先让学生们认识数制、基数和位权的基本概念。

在各种进制的表示中，十进制是学生的常见的一种进制，而二进制、八进制、十六进制同学们见的不多，重点要让学生们认识这几种数制的数码。

对于二进制的加减法也要重点练习。

各种进制之间的转化作为考试的考点所在，在课堂上应该让同学们多做练习，以达到掌握的目的。

教师提高准备好相关练习题进行现场考核，对学生们的正确率的做题速度进行把控，及时发现问题并进行修补。

在编码中8421BCD与十进制之间的转化为常考的一个考点，这部分也很容易与二进制与十进制的转化相混淆，所以要多练习，多强调。

课堂小结

　　本堂课主要数制与编码的相关知识进行了学习。

布置作业

1.将课后习题数制与编码的相关知识写在作业本上。

教学反思