数字电路教案.docx
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数字电路教案
教案
授课专业：
计算机网络技术
授课时间：
任课教师：
授课时间教案编写时间
课程名称
数字电路
课程代码
3162034
总学时60
讲课：
54学时
实验：
6学时
实习：
周
学分
课程性质
必修课（）选修课（）
理论课（）实验课（）
所属
学院
任课教师
职称
授课对象
专业年 班级
教材和
主要参
考资料
教材：
《数字电子技术基础简明教程（第二版）》余孟尝，高等教育出版社
参考资料：
1、《数字电子技术基础》闫石，高等教育出版社
2、《电于技术基础（数字部分）》康华光，高等教育出版社
教学目的与要求
使学生熟悉数字电路的基本理论、基础知识和基本技能，熟悉数字电路的工作原理、外特性和功能，掌握逻辑电路的分析方法和设计方法，具备正确运用数字成电路的能力。
教学重点
与难点
逻辑函数的基本概念，逻辑函数的化简，逻辑函数的常用表示法及其相互之间的转换；组合逻辑电路的分析与设计；时序逻辑电路的分析与设计。
教学进程
第1次课
第2次课
第3次课
第4次课
第5次课
第6次课
第7次课
第8次课
第9次课
第10次课
第11次课
第12次课
第13次课
第14次课
第15次课
第16次课
第17次课
第18次课
第19次课
第20次课
第21次课
第22次课
第23次课
第24次课
第25次课
第26次课
第27次课
第28次课
第29次课
第30次课
授课章节
绪论、逻辑代数基础
逻辑代数公式、定理
逻辑函数公式化简
逻辑函数图形化简
逻辑函数的表示法及其相互转换
习题讲解
实验一数字逻辑电路实验箱使用学习
门电路
组合电路基本分析和设计
加法器
数值比较器
编码器
译码器
数据选择器
数据分配器
习题分析
实验二组合逻辑电路设计
基本触发器
同步触发器
主从触发器
边沿触发器
习题分析
实验三触发器逻辑功能测试
时序电路基本分析方法1
时序电路基本设计方法2
二进制计数器
十进制计数器
习题分析
DA转换、AD转换
机动
学时
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
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2
2
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2
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2
2
2
2
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2
2
2
2
2
2
2
2
备注
教案
第1次课学时2
课目、课题
绪论、逻辑代数基础
教学目的
和
教学要求
了解本课程特点、内容；
了解本课程学习的要求和目标；
理解数字电路的信号特点和电路性质；
掌握数制转换的基本方法。
重点
难点
教学重点：
模拟电路和数字电路的特点对比以及信号特点的对比，数制转换。
教学难点：
对数字电路优点的理解。
教学进程
（含课堂
教学内容、
教学方法、辅助手段、
师生互动、
时间分配、
板书设计）
教学方法：
课堂讲授
教具及其他教学材料：
多媒体课件
新课讲解：
1．数字信号和数字电路
信号：
时间、幅度上都离散。
0、1两种状态表示。
——数字信号
时间、幅度上都连续。
——模拟信号
电路：
开关状态。
——数字电路
放大状态。
——模拟电路
2．数字电路的分类
电路结构（分立元件、集成电路）；集成密度（小、中、大等规模）；半导体导电类型（双极型、单极型）。
3．数字电路的优点：
高度集成；可靠性高，抗干扰能力强；数字信息便于长期保存；系列多，通用性强，成本低；保密性好。
4．数制转换
作 业
1-1，1-3，1-4
主要
参考资料
1、《数字电子技术基础》闫石，高等教育出版社
2、《电于技术基础（数字部分）》康华光，高等教育出版社
课后自我总结分析
教案
第2次课学时2
课目、课题
逻辑代数公式、定理
教学目的
和
教学要求
理解3种基本逻辑运算的概念和对应的逻辑函数表达式；
理解逻辑函数的表达方式。
重点
难点
教学重点：
基本逻辑运算。
逻辑函数的表达方式。
教学难点：
几种导出的逻辑运算的分析。
（同或、异或）
教学进程
（含课堂
教学内容、
教学方法、辅助手段、
师生互动、
时间分配、
板书设计）
教学方法：
课堂讲授
教具及其他教学材料：
多媒体课件
新课讲解：
一、逻辑代数（布尔代数）：
1．逻辑状态LogicState：
当事物的某些特性表现为两种互不相容的状态，即
①某一时刻必出现且仅出现一种状态
②一种状态是另一种状态的反状态
则用符号0、1分别表示这两种状态，称逻辑状态。
即：
0状态（0－state）和1状态（1－state）
一般，0状态——逻辑条件的假或无效，
1状态——逻辑条件的真或有效。
（两种状态无大小之分）
2．逻辑函数
自变量（1、0）——（逻辑关系）——函数值（1、0）
二、逻辑函数及其表示方法
1．逻辑关系（逻辑运算）
与、或、非。
——基本逻辑运算
与非、或非、与或非。
异或、同或。
2．逻辑函数的表示方法：
1）逻辑函数式，（唯一）
真值表，（唯一）
逻辑电路图，
波形图，（相同输入条件下，唯一）
卡诺图。
（唯一）
用列表的形式清晰说明上述表达方法，并指出他们的相互关系、
2）最小项表达式。
（后续课程详细讲解）
作 业
1-5，1-6，1-12，1-13
主要
参考资料
1、《数字电子技术基础》闫石，高等教育出版社
2、《电于技术基础（数字部分）》康华光，高等教育出版社
课后自我总结分析
教案
第3次课学时2
课目、课题
逻辑函数公式化简
教学目的
和
教学要求
了解逻辑函数的常见形式和意义
掌握用公式法化简逻辑函数的方法
重点
难点
教学重点：
基本公式的应用，反演规则、代数规则的应用
教学难点：
如何根据不同的逻辑函数，使用不同的公式和法则进行化简。
教学进程
（含课堂
教学内容、
教学方法、辅助手段、
师生互动、
时间分配、
板书设计）
教学方法：
课堂讲授
教具及其他教学材料：
多媒体课件
新课讲解：
一、逻辑函数的公式化简法
1．逻辑函数的常见形式
与－或
或－与
与非－与非
或非－或非
与或非
分别说明上述表达式的优点。
2．最简与－或式常见的公式法化简的最终形式。
标准：
a、逻辑函数式中的乘积项（与项）的个数最少
b、每个乘积项中的变量数最少。
3．标准与－或式最小项表达式，用于卡诺图化简。
标准：
a、逻辑函数式是与—或表达式。
b、每个与项（乘积项）包含全部变量。
c、每个乘积项中的变量以原变量或者反变量的形式只出现一次。
二、函数化简
并项法A+=1
吸收法吸收律消去多余的与项
消去法吸收律消去多余的变量
配项法加入1项和0项再化简
作 业
1-8，1-9，1-15
主要
参考资料
1、《数字电子技术基础》闫石，高等教育出版社
2、《电于技术基础（数字部分）》康华光，高等教育出版社
课后自我总结分析
教案
第4次课学时2
课目、课题
逻辑函数图形化简
教学目的
和
教学要求
理解最小项的含义和表达。
掌握卡诺图表示逻辑函数的方法。
重点
难点
教学重点：
最小项的求得；卡诺图表示逻辑函数。
教学难点：
最小项的认识和理解。
卡诺图表示逻辑函数的方法理解。
教学进程
（含课堂
教学内容、
教学方法、辅助手段、
师生互动、
时间分配、
板书设计）
教学方法：
课堂讲授
教具及其他教学材料：
多媒体课件
新课讲解：
1．最小项
定义：
乘积项，每个变量均出现且只出现一次。
数量：
2n个
性质：
一个排列组合只使得一个最小项值为1。
（与真值表的对应关系）
不同最小项值为1时对应的变量排列组合不同。
任意两个最小项乘积为0。
全体和为1。
2．卡诺图
卡诺图的定义：
与逻辑函数关系（真值表）唯一对应。
卡诺图的画法：
格雷码的排列
3．最小项的填写
用卡诺图表示逻辑函数：
两步
卡诺图的特点：
循环相邻
4．卡诺图化简法
第一步：
画出卡诺图
第二步：
合并相邻项
圈所有的填1方格（无关项可圈可不圈）
每圈2n个
圈尽量大，圈的个数尽量少。
每圈中至少有1个方格没有被其他圈用过。
第三步：
写出每个合并项的结果（写相同），相加得到最简与或式
作 业
1-17，1-20，1-22，1-28，1-29
主要
参考资料
1、《数字电子技术基础》闫石，高等教育出版社
2、《电于技术基础（数字部分）》康华光，高等教育出版社
课后自我总结分析
教案
第5次课学时2
课目、课题
逻辑函数的表示法及其相互转换
教学目的
和
教学要求
理解逻辑函数的五种表示法。
掌握五中表示法间的相互转换。
重点
难点
教学重点：
真值表，逻辑图和波形图的表示方法。
教学难点：
真值表与逻辑图的相互转换。
教学进程
（含课堂
教学内容、
教学方法、辅助手段、
师生互动、
时间分配、
板书设计）
教学方法：
课堂讲授
教具及其他教学材料：
多媒体课件
新课讲解：
一、五种表示法
1．真值表
列写方法及主要特点
2．卡诺图
卡诺图优缺点
3．逻辑表达式
4．逻辑图
逻辑图的画法与逻辑图的特点
5．波形图
波形图的画法
二、几种表示法之间的转换
1．真值表到逻辑图的转换
步骤：
根据真值表写出函数的与或表达式或者画出函数的卡诺图；用公式法或者图形法进行化简，求出最简与或表达式；根据表达式画出逻辑图。
2．逻辑图到真值表的转换
步骤：
写出输出函数的逻辑表达式；化简逻辑表达式；将变量各种可能取值代入与或式进行运算，列出真值表。
作 业
1-32，1-33，1-34，1-35，1-37，1-44
主要
参考资料
1、《数字电子技术基础》闫石，高等教育出版社
2、《电于技术基础（数字部分）》康华光，高等教育出版社
课后自我总结分析
教案
第6次课学时2
课目、课题
逻辑代数基础习题分析
教学目的
和
教学要求
重点
难点
教学进程
（含课堂
教学内容、
教学方法、辅助手段、
师生互动、
时间分配、
板书设计）
根据教学中学生的反馈情况进行安排
作 业
主要
参考资料
1、《数字电子技术基础》闫石，高等教育出版社
2、《电于技术基础（数字部分）》康华光，高等教育出版社
课后自我总结分析
教案
第7次课学时2
课目、课题
实验一数字逻辑电路实验箱使用学习
教学目的
和
教学要求
重点
难点
教学进程
（含课堂
教学内容、
教学方法、辅助手段、
师生互动、
时间分配、
板书设计）
由基信学院统一安排
作 业
主要
参考资料
1、《数字电子技术基础》闫石，高等教育出版社
2、《电于技术基础（数字部分）》康华光，高等教育出版社
课后自我总结分析
教案
第8次课学时2
课目、课题
门电路
教学目的
和
教学要求
理解二极管、三极管的开关特性。
了解用分立元件门电路实现逻辑门电路的方法。
重点
难点
教学重点：
开关特性的掌握，电路图的识读。
教学难点：
元器件外特性的分析。
教学进程
（含课堂
教学内容、
教学方法、辅助手段、
师生互动、
时间分配、
板书设计）
教学方法：
课堂讲授
教具及其他教学材料：
多媒体课件
新课讲解：
一、概述
门电路实现基本逻辑关系。
分类：
分立与集成；双极型和单极型
二、分立元件门电路
1．二极管开关特性
静态电压控开关
动态导通到截止（反向恢复时间）长（等效电容）
2．三极管的开关特性
静态饱和与截止
动态开通时间截止→饱和
关断时间饱和→截止
3．二极管门电路
逻辑关系
逻辑功能
“与”门
有低为低，全高为高
“或”门
有高为高，全低为低
“非”门
取反
“与非”门
有低为高，全高为低
“或非”门
有高为低，全低为高
“与或非”门
有低为高，全高为低
“异或”门
输入相异输出为高，输入相同输出为低。
作 业
复习本节内容，预习组合逻辑电路分析和设计方法
主要
参考资料
1、《数字电子技术基础》闫石，高等教育出版社
2、《电于技术基础（数字部分）》康华光，高等教育出版社
课后自我总结分析
教案
第9次课学时2
课目、课题
组合电路基本分析和设计
教学目的
和
教学要求
掌握组合逻辑电路的分析方法。
了解组合逻辑电路的设计方法。
重点
难点
教学重点：
分析步骤。
教学难点：
设计步骤、思路和注意事项。
教学进程
（含课堂
教学内容、
教学方法、辅助手段、
师生互动、
时间分配、
板书设计）
教学方法：
课堂讲授
教具及其他教学材料：
多媒体课件
新课讲解：
一、概述
（一）组合逻辑电路的概念
输入——决定——>输出（即时作用）
（二）表达方法：
逻辑表达式、真值表、卡诺图、逻辑图、波形图。
二、组合逻辑电路的分析方法
分析步骤
1、由逻辑电路写逻辑函数式；
2、由逻辑函数写真值表；
3、分析逻辑功能；
4、（画出波形图）
举例：
例3.1.1
三、组合逻辑电路的设计方法
设计步骤
1、按照题目要求找出输入输出的变量；
2、写出真值表
3、由真值表写出函数表达式；
4、化简；
5、画出逻辑图
举例：
例题3.1.2
作 业
3-1，3-2，3-3
主要
参考资料
1、《数字电子技术基础》闫石，高等教育出版社
2、《电于技术基础（数字部分）》康华光，高等教育出版社
课后自我总结分析
教案
第10次课学时2
课目、课题
加法器
教学目的
和
教学要求
理解加法器的原理。
掌握加法器的应用。
重点
难点
教学重点：
加法器的原理和应用。
教学难点：
加法器的应用。
教学进程
（含课堂
教学内容、
教学方法、辅助手段、
师生互动、
时间分配、
板书设计）
教学方法：
课堂讲授
教具及其他教学材料：
多媒体课件
新课讲解：
加法器
1、半加器
观察真值表了解输入输出关系
由真值表得出逻辑函数式
求出逻辑图
2、全加器
由功能得出真值表
了解逻辑符号和功能
了解多位加法器
3、4位串行加法器
了解电路组成
掌握运算方式
作 业
3-4，3-6，3-7
主要
参考资料
1、《数字电子技术基础》闫石，高等教育出版社
2、《电于技术基础（数字部分）》康华光，高等教育出版社
课后自我总结分析
教案
第11次课学时2
课目、课题
数值比较器
教学目的
和
教学要求
理解数值比较器的原理。
掌握数值比较器的应用。
重点
难点
教学重点：
数值比较器的原理和应用。
教学难点：
数值比较器的应用。
教学进程
（含课堂
教学内容、
教学方法、辅助手段、
师生互动、
时间分配、
板书设计）
教学方法：
课堂讲授
教具及其他教学材料：
多媒体课件
新课讲解：
数值比较器
1、1位数值比较器
观察真值表了解输入输出关系
由真值表得出逻辑函数式
求出逻辑图
2、4位数值比较器
分析输入输出逻辑关系
由关系式得出逻辑函数式
求出逻辑图
作 业
3-8，3-10，3-14
主要
参考资料
1、《数字电子技术基础》闫石，高等教育出版社
2、《电于技术基础（数字部分）》康华光，高等教育出版社
课后自我总结分析
教案
第12次课学时2
课目、课题
编码器
教学目的
和
教学要求
理解编码器的基本原理。
掌握编码器的特点和分类。
重点
难点
教学重点：
编码的基本原理。
教学难点：
电路功能；编码器的分类。
教学进程
（含课堂
教学内容、
教学方法、辅助手段、
师生互动、
时间分配、
板书设计）
教学方法：
课堂讲授
教具及其他教学材料：
多媒体课件
新课讲解：
编码器
1、概念：
编码——用文字、数码对应信息
编码器：
完成编码工作的数字电路（二进制数码组和信息的对应）。
2、输入输出关系：
3、分类：
二进制（
）、二～十进制
。
优先编码器、输入排斥的编码器。
4、二进制编码器
3位二进制编码器
3位二进制优先编码器
5、二～十进制编码器
8421BCD码编码器
8421BCD码优先编码器
作 业
3-15，3-17，3-29
主要
参考资料
1、《数字电子技术基础》闫石，高等教育出版社
2、《电于技术基础（数字部分）》康华光，高等教育出版社
课后自我总结分析
教案
第13次课学时2
课目、课题
译码器
教学目的
和
教学要求
理解译码器的基本原理。
掌握译码器的扩展和应用。
了解译码显示器件的特点。
重点
难点
教学重点：
译码器的应用。
教学难点：
译码器应用和扩展。
教学进程
（含课堂
教学内容、
教学方法、辅助手段、
师生互动、
时间分配、
板书设计）
教学方法：
课堂讲授
教具及其他教学材料：
多媒体课件
新课讲解：
译码器
一、基本概念
译码：
编码的逆过程。
把每一组输入的二进制代码翻译成原来的特定信息。
译码器：
完成译码功能的电路称为译码器。
输入输出关系：
2N＝M：
全译码。
2N＞M：
部分译码。
分类：
变量译码器：
二进制译码器/非二进制译码器。
显示译码器：
荧光、发光二极管译码器、液晶显示译码器；
文字、数字、符号译码器。
二、二进制译码器
1、3位二进制译码器
2、二～十进制译码器
3、显示译码器
作 业
主要
参考资料
1、《数字电子技术基础》闫石，高等教育出版社
2、《电于技术基础（数字部分）》康华光，高等教育出版社
课后自我总结分析
教案
第14次课学时2
课目、课题
数据选择器
教学目的
和
教学要求
理解数据选择器的原理。
掌握数据选择器的应用。
了解数据选择器在数据传输中的应用。
重点
难点
教学重点：
数据选择器的原理和应用。
教学难点：
如何用数据选择器实现任意的逻辑函数。
教学进程
（含课堂
教学内容、
教学方法、辅助手段、
师生互动、
时间分配、
板书设计）
教学方法：
课堂讲授
教具及其他教学材料：
多媒体课件
新课讲解：
数据选择器
1、4选1数据选择器
真值表说明功能
逻辑函数式（含有输入地址码的所有最小项）
2、8选1数据选择器
真值表说明功能
逻辑函数式（含有输入地址码的所有最小项）
3、如何用数据选择器实现逻辑函数
实现原理
实现方法
函数的变量与地址码变量个数相同时。
函数的变量比地址码变量个数多一个时。
作 业
主要
参考资料
1、《数字电子技术基础》闫石，高等教育出版社
2、《电于技术基础（数字部分）》康华光，高等教育出版社
课后自我总结分析
教案
第15次课学时2
课目、课题
数据分配器、组合电路中的竞争冒险
教学目的
和
教学要求
理解数据分配器的原理。
了解数据分配器在数据传输中的应用。
了解竞争冒险的概念及产生原因。
重点
难点
教学重点：
数据分配器的原理。
教学难点：
数据分配器在数据传输中的应用。
教学进程
（含课堂
教学内容、
教学方法、辅助手段、
师生互动、
时间分配、
板书设计）
教学方法：
课堂讲授
教具及其他教学材料：
多媒体课件
新课讲解：
数据分配器
1、1路—4路数据分配器
逻辑抽象
控制信号约定
由真值表分析出逻辑表达式
画出逻辑图
2、集成数据分配器简介
3、组合电路中的竞争冒险
竞争冒险的概念
产生竞争冒险的眼、、原因
作 业
主要
参考资料
1、《数字电子技术基础》闫石，高等教育出版社
2、《电于技术基础（数字部分）》康华光，高等教育出版社
课后自我总结分析
教案
第16次课学时2
课目、课题
组合逻辑电路分析与设计习题分析
教学目的
和
教学要求
重点
难点
教学进程
（含课堂
教学内容、
教学方法、辅助手段、
师生互动、
时间分配、
板书设计）
根据教学中学生的反馈情况进行安排
作 业
主要
参考资料
1、《数字电子技术基础》闫石，高等教育出版社
2、《电于技术基础（数字部分）》康华光，高等教育出版社
课后自我总结分析
教案
第17次课学时2
课目、课题
实验二组合逻辑电路设计
教学目的
和
教学要求
重点
难点
教学进程
（含课堂
教学内容、
教学方法、辅助手段、
师生互动、
时间分配、
板书设计）
由基信学院统一安排
作 业
主要
参考资料
1、《数字电子技术基础》闫石，高等教育出版社
2、《电于技术基础（数字部分）》康华光，高等教育出版社
课后自我总结分析
教案
第18次课学时2
课目、课题
基本触发器
教学目的
和
教学要求
理解触发器的概念和分类。
掌握基本RS触发器的符号、功能、特征方程和功能局限。
重点
难点
教学重点：
基本RS触发器的功能分析。
教学难点：
不定态的理解。
教学进程
（含课堂
教学内容、
教学方法、辅助手段、
师生互动、
时间分配、
板书设计）
教学方法：
课堂讲授
教具及其他教学材料：
多媒体课件
新课讲解：
一、概述
1、时序逻辑电路——输出由输入信号与电路前一个状态共同决定。
含有存储电路。
触发器——时序逻辑电路的基本单元。
2、触发器的特点
两个稳定状态：
具有记忆（“0”或“1”）功能，能存储二进制数码，
两个状态的转换靠触发（激励）信号来实现。
3、分类：
电路结构：
基本RS触发器、同步RS触发器、D触发器、JK触发器等。
触发方式：
电平触发、边沿触发、主从触发
逻辑功能：
RS触发器、D触发器、JK触发器、T触发器
二、触发器
1、基本RS触发器
1）符号及电路组成
2）工作原理
a）置1（置位）b）置0（复位）c）保持d）不定态
3）特征方程：
（约束条件）
4）波形图：
5）状态转换图：
作 业
4-2，4-3
主要
参考资料
1、《数字电子技术基础》闫石，高等教育出版社
2、《电于技术基础（数字部分）》康华光，高等教育出版社
课后自我总结分析
教案
第19次课学时2
课目、课题
同步触发器
教学目的
和
教学要求
理解同步触发器的概念和分类。
掌握同步
升级会员 