数字电字技术教案.docx
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数字电字技术教案
《数字电子技术》教案
授课时间
201年月日
课次
第一次课
授课方式
(请打√)
理论课
讨论课□实验课□习题课□其他□
课时
安排
2
授课题目(教学章、节或主题):
绪论
第二章逻辑代数基础
§2.1 概述
§2.2 逻辑代数中的三种基本运算
§2.3逻辑代数的基本公式和常用公式
§2.4逻辑代数的基本定理
教学目的与要求:
1.了解电子系统的应用
2.掌握模拟电路和数字电路的不同点及数字电路的特点
3.掌握电子技术的发展
4.掌握基本逻辑关系、复合逻辑关系;逻辑代数的常用公式及其规则。
教学重点及难点:
教学重点:
本课为基本知识,应熟练掌握
教学难点:
基本逻辑定理的应用
课后小结:
下节课预习重点:
逻辑函数及其表示方法
参考文献:
数字电子技术基础阎石高等教育出版社
电子技术基础(数字部分康华光高等教育出版社
数字电子技术基础侯建军高等教育出版社
第1页
教学手段
教学内容
师生互动
设疑
提问
多媒体
讲授
提问
板书
互动
一.课程介绍(5分钟)
自我介绍并留下联系方式,方便学生遇到问题时联系
让同学们了解为什么要学习数字电子技术这门课程,介绍本门课程内容、学习安排、课堂要求、课后要求等,鼓励学生以积极的心态和新的面貌投入到新的课程中开始学习。
二.导入新课前序(10分钟)
同学们说说生活中常见的电子产品
数字电路的特点
数字电路的发展
数字电路学习方法的建议
2.1概述(10分钟)
主要讲授两点内容:
一、逻辑代数
二、逻辑代数与普通代数区别
2.2 逻辑代数中的三种基本运算(15分钟)
主要讲授两点内容:
1.三种基本逻辑函数
(1)与逻辑关系和与运算
(2)或逻辑关系和或运算
(3)非逻辑和非运算
2.复合逻辑函数
2.3逻辑代数的基本公式和常用公式(25分钟)
主要讲授两点内容:
1.逻辑常量运算公式
2.逻辑变量、常量运算公式
2.4逻辑代数的基本定理(25分钟)
主要讲授四点内容:
1..与普通代数相似的定律:
交换律、结合律、分配律
2.吸收律:
3.摩根定律
4、逻辑代数的三个重要规则
1).代入规则2).反演规则3.)对偶规则
课堂小结随堂练习
同学们说说生活中常见的电子产品
提问,讨论
笔记,记忆
第2页
《数字电子技术》教案
授课时间
201年月日
课次
第二次课
授课方式
(请打√)
理论课
讨论课□实验课□习题课□其他□
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安排
2
授课题目(教学章、节或主题):
第二章逻辑代数基础
§2.5逻辑函数及其表示方法
教学目的与要求:
掌握逻辑函数的四种表示方法(真值表法、逻辑式法、卡诺图法及逻辑图法)及其相互之间的转换;
理解逻辑函数的最小项及其性质,以及逻辑函数最小项之和的形式;
教学重点及难点:
教学重点:
逻辑函数的表示方法及相互转换;
逻辑函数的化简方法。
教学难点:
逻辑函数的表示方法及相互转换
课后小结:
下节课预习重点:
逻辑函数的化简方法
参考文献:
数字电子技术基础阎石高等教育出版社
电子技术基础(数字部分康华光高等教育出版社
数字电子技术基础侯建军高等教育出版社
第1页
教学手段
教学内容
师生互动
设疑
提问
多媒体
讲授
提问
板书
互动
导入新课前序(10分钟)
上节课学习了逻辑代数的基本知识,这节课接着学习逻辑函数.
2.5 逻辑函数及其表示方法(80分钟)
主要介绍以下内容:
一、逻辑函数
事务间的因果关系是一种逻辑关系,可用逻辑函数表示。
二、逻辑函数的表示方法
常用的有四种:
真值表;逻辑函数式;逻辑图;卡诺图。
本节介绍前三种,将卡诺图留在下节介绍。
1.真值表
举重裁判的真值表:
当输入变量个数为n时,真值表共有2n行。
特点:
描述逻辑问题方便;直观;较繁琐。
2.函数式
举重裁判的函数式:
Y=A(B+C)
特点:
便于运算、化简;便于画逻辑图;不便从逻辑问题直接得到。
(一)最小项和最大项
1.最小项定义
2.最小项的性质:
(二)逻辑函数的最小项之和标准形式
课堂小结随堂练习
提问
,讨论
记忆
第2页
《数字电子技术》教案
授课时间
201年月日
课次
第三次课
授课方式
(请打√)
理论课
讨论课□实验课□习题课□其他□
课时
安排
2
授课题目(教学章、节或主题):
第二章逻辑代数基础
§2.6逻辑函数的化简方法
§2.7具有无关项的逻辑函数的化简
教学目的与要求:
掌握用公式法和卡诺图法化简逻辑函数
掌握具有无关项的逻辑函数的化简
教学重点及难点:
教学重点:
卡诺图化简逻辑函数
教学难点:
卡诺图的排列
具有无关项的逻辑函数的化简
课后小结:
下节课预习重点:
门电路
参考文献:
数字电子技术基础阎石高等教育出版社
电子技术基础(数字部分康华光高等教育出版社
数字电子技术基础侯建军高等教育出版社
第1页
教学手段
教学内容
设疑
提问
多媒体
讲授
提问
板书
互动
导入新课前序(10分钟)
这次课介绍逻辑函数的化简方法,逻辑式越简单,它所表示的逻辑关系越明显,同时也有利于用最少的电子器件实现这个逻辑函数。
因此,经常需要通过化简的手段找到逻辑函数的最简形式
2.6 逻辑函数的化简方法(50分钟)
主要介绍以下内容:
化简的意义:
将逻辑函数化成最简形式便于在用电路实现时节省器件。
一、逻辑函数式最简的标准
逻辑函数式有多种形式,如与或式,或与式,与非与非式,或非或非式等等。
二.逻辑函数的公式化简法
三、卡诺图化简法
逻辑函数的卡诺图表示法
(一)表示最小项的卡诺图
(二)用卡诺图表示逻辑函数
1.已知真值表
2.已知函数式
也可直接将每个与项填进卡诺图:
3、用卡诺图化简逻辑函数——图形法
要掌握合并最小项的规律
§2.7具有无关项的逻辑函数的化简(30分钟)
主要介绍以下内容:
(二)约束项在化简中的应用
课堂小结随堂练习
提问,讨论
笔记,记忆
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《数字电子技术》教案
授课时间
201年月日
课次
第四次课
授课方式
(请打√)
理论课
讨论课□实验课□习题课□其他□
课时
安排
2
授课题目(教学章、节或主题):
第三章门电路
§3.1概述
§3.2半导体二极管门电路
§3.3CMOS门电路
教学目的与要求:
掌握二极管的开关特性
掌握CMOS门电路的结构和原理
教学重点及难点:
教学重点:
CMOS反相器的结构和原理
教学难点:
CMOS反相器的静态特性
课后小结:
下节课预习重点:
其他类型的CMOS门电路
参考文献:
数字电子技术基础阎石高等教育出版社
电子技术基础(数字部分康华光高等教育出版社
数字电子技术基础侯建军高等教育出版社
第1页
教学手段
教学内容
师生互动
设疑
提问
多媒体
讲授
提问
板书
互动
导入新课前序(10分钟)、
回顾二极管,三极管,MOS管的基本特性
第三章门电路(15分钟)
主要介绍以下内容:
1)二,三极管的开关特性
2)简单门电路:
3)集成门电路:
注意:
各种门电路的工作原理,只要求一般掌握;而各种门电路的外部特性和应用是要求重点。
3.1概述(10分钟)
主要介绍以下内容:
门电路定义
门电路的两种输入,输出电平
正逻辑:
1代表高电平;0代表低电平。
负逻辑:
0代表高电平;1代表低电平。
当代门电路(所有数字电路)均已集成化。
根据制造工艺不同可分为单极型和双极型两大类。
门电路中晶体管均工作在开关状态。
首先介绍晶体管和场效应管的开关特性。
然后介绍两类门电路。
注意:
各种门电路的工作原理,只要求一般掌握;而各种门电路的外部特性和应用是要求重点。
3.2半导体二极管门电路(20分钟)
主要介绍以下内容:
一、二极管的开关特性
二、开关电路举例
3.3COMS门电路(35分钟)
主要介绍以下内容:
3.3.1MOS管的开关特性
MOS管的基本开关电路
3.3.2COMS反相器的电路结构和工作原理
一、反向器(非门)
(一)工作原理
(二)静态特性
(三)电流传输特性
课堂小结
随堂练习
提问,讨论
笔记,记忆
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《数字电子技术》教案
授课时间
201年月日
课次
第五次课
授课方式
(请打√)
理论课
讨论课□实验课□习题课□其他□
课时
安排
2
授课题目(教学章、节或主题):
第三章门电路
§3.3.5其他类型的CMOS门电路
§3.5TTL门电路
教学目的与要求:
掌握CMOS与非门,或非门,传输门,漏极开路门电路(OD)
三态输出的CMOS门电路的结构和工作原理
掌握TTL反向器的结构和工作原理
教学重点及难点:
教学重点:
漏极开路门电路(OD)、
TTL反向器的结构和工作原理
教学难点:
三态输出的CMOS门电路
课后小结:
下节课预习重点:
TTL门电路
参考文献:
数字电子技术基础阎石高等教育出版社
电子技术基础(数字部分康华光高等教育出版社
数字电子技术基础侯建军高等教育出版社
第1页
教学手段
教学内容
师生互动
设疑
提问
多媒体
讲授
提问
板书
互动
导入新课前序(10分钟)、
CMOS反相器的结构和原理
§3.3.5其他类型的CMOS门电路(45分钟)
主要介绍以下内容:
一、门电路
1.与非门
特点:
N沟道管串联、P沟道管并联;输出电阻随输入状态变化。
2.或非门
特点:
P沟道管串联、N沟道管并联;此外,输入状态还会影响这两个门的电压传输特性。
二、带缓冲级的CMOS门电路
1.与非门:
2.或非门
三、漏极开路门电路(OD)
普通CMOS门不能接成线与形式。
OD门输出端只是一个N沟道管,因此可以按OC门的办法连成总线形式。
特点:
VDD1和VDD2可取不同值;允许灌入电流较大。
如:
CC40107在VOL<0.5V的条件下,允许灌入的最大电流可达50mA。
四、CMOS传输门和双向模拟开关
1.传输门
2.模拟开关
五、三态输出的CMOS门电路
3.5TTL门电路(35分钟)
主要介绍以下内容:
一、TTL反向器的电路结构和工作原理
TTL(Transistor-TransistorLogic):
三极管—三极管逻辑电路。
电路结构(以74系列非门为例)
2.工作原理
二、TTL反向器的静态特性
电压传输特性
课堂小结
随堂练习
提问,讨论
笔记,记忆
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《数字电子技术》教案
授课时间
201年月日
课次
第六次课
授课方式
(请打√)
理论课
讨论课□实验课□习题课□其他□
课时
安排
2
授课题目(教学章、节或主题):
第三章门电路
§3.5TTL门电路
本章习题讲解
教学目的与要求:
掌握几种其他类型的TTL门电路
教学重点及难点:
教学重点:
TTL门电路输出特性
教学难点:
TTL门电路动态特性
课后小结:
下节课预习重点:
组合逻辑电路
参考文献:
数字电子技术基础阎石高等教育出版社
电子技术基础(数字部分康华光高等教育出版社
数字电子技术基础侯建军高等教育出版社
第1页
教学手段
教学内容
师生互动
设疑
提问
多媒体
讲授
提问
板书
互动
导入新课前序(10分钟)
CMOS门电路的结构和原理
§3.5TTL门电路(45分钟)
主要介绍以下内容:
一、输出特性:
1.高电平输出特性
2.低电平输出特性
二、TTL反向器的动态特性
1.传输延迟时间
延迟作用是由晶体管的延迟时间,电阻以及寄生电容等因素引起的。
tPLH往往比tPHL大。
经常用平均传输延迟时间tPD来表示:
tPD=(tPLH+tPHL)/2
2.交流噪声容限
干扰信号作用时间短到与tPD相近时的噪声容限。
此时,tW越小,允许的干扰信号幅值越大。
其他类型的TTL门电路
三、其他逻辑功能的门电路
1.与非门
T1为多发射极管。
可等效为两个三极管。
其工作原理可从两方面分析:
(1)输入全高时,输出低电平。
此时A,B两端并联,T1成为一个三极管,结论成立。
(2)输入有低时,输出高电平。
2.或非门
或非门的原理可从两方面分析:
(1)输入全低,输出为高
(2)输入有高,输出为低
若A端为高电平,使T2导通,此时无论T2'为何状态,都不会使T2截止。
因此T5一定导通,使输出为低电平。
课堂小结
随堂练习
本章知识点小结+习题讲解(35分钟)
提问,讨论
笔记,记忆
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《数字电子技术》教案
授课时间
201年月日
课次
第七次课
授课方式
(请打√)
理论课
讨论课□实验课□习题课□其他□
课时
安排
2
授课题目(教学章、节或主题):
第四章组合逻辑电路
§4.1概述
§4.2组合逻辑电路的分析方法和设计方法
教学目的与要求:
掌握组合电路的基本分析和设计
教学重点及难点:
教学重点:
组合电路的基本分析和设计
教学难点:
组合电路的设计
课后小结:
下节课预习重点:
若干常用的组合逻辑电路
参考文献:
数字电子技术基础阎石高等教育出版社
电子技术基础(数字部分康华光高等教育出版社
数字电子技术基础侯建军高等教育出版社
第1页
教学手段
教学内容
师生互动
设疑
提问
多媒体
讲授
提问
板书
互动
导入新课前序(5分钟)
门电路的基本知识
第四章组合逻辑电路
主要介绍以下内容:
内容:
1、组合逻辑电路的分析与设计方法(重点)
2、常用的组合逻辑电路:
①编码器②译码器③选择器④加法器⑤比较器
3、竞争冒险:
抗扰问题
4.1概述(15分钟)
主要介绍以下内容:
一、组合逻辑电路
数字电路按逻辑功可分为两大类
1.组合逻辑电路
2.时序逻辑电路
在组合逻辑电路中任意时刻的输出只取决于该时刻的输入,与电路原来的状态无关。
二、逻辑功能的描述
逻辑图、函数式或真值表均能描述,这里用函数式说明
4.2组合电路的分析方法和设计方法(70分钟)
主要介绍以下内容:
一、分析方法
逻辑图函数式或真值表。
方法:
逐级写出逻辑函数式。
二、设计方法
逻辑功能逻辑图真值表函数式
步骤:
1.真值表2.函数式3.逻辑图
三、例题讲解
课堂小结
随堂练习
提问,讨论
笔记,记忆
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《数字电子技术》教案
授课时间
201年月日
课次
第八次课
授课方式
(请打√)
理论课
讨论课□实验课□习题课□其他□
课时
安排
2
授课题目(教学章、节或主题):
第4章组合逻辑电路
§4.3.1编码器
教学目的与要求:
掌握编码器的工作原理和逻辑功能
教学重点及难点:
教学重点:
普通编码器、优先编码器的逻辑功能
教学难点:
优先编码器
课后小结:
下节课预习重点:
译码器
参考文献:
数字电子技术基础阎石高等教育出版社
电子技术基础(数字部分康华光高等教育出版社
数字电子技术基础侯建军高等教育出版社
第1页
教学手段
教学内容
师生互动
设疑
提问
多媒体
讲授
提问
板书
互动
导入新课前序(10分钟)
由于人们在实践中遇到的逻辑问题层出不穷,因而为解决这些问题而设计的逻辑电路也层出不穷,然而我们发现,有些逻辑电路经常、大量地出现在各种数字系统中,这些电路包括编码器、译码器、数据选择器、数值比较器、加法器等等。
为了使用方便,已经将这些逻辑电路制成了中、小规模集成的标准化电路产品。
4.3.1编码器(80分钟)
主要介绍以下内容:
编码定义:
用二值代码表示具体事物。
如:
用0101表示十进制数5。
编码器分为普通编码器和优先编码器。
(一)普通编码器
1.真值表
2.函数式
3.3.逻辑图
(二)优先编码器
优先编码器允许多个输入信号同时有效。
设计时所有输入信号已按优先顺序排队。
如:
74LS148是8—3线优先编码器。
课堂小结
随堂练习
提问,讨论
笔记,记忆
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《数字电子技术》教案
授课时间
201年月日
课次
第九次课
授课方式
(请打√)
理论课
讨论课□实验课□习题课□其他□
课时
安排
2
授课题目(教学章、节或主题):
第四章组合逻辑电路
§4.3.2译码器
教学目的与要求:
掌握译码器的工作原理和逻辑功能
教学重点及难点:
教学重点:
二-十进制译码器和显示译码器的逻辑功能
教学难点:
译码器的使用方法
课后小结:
下节课预习重点:
数据选择器、加法器
参考文献:
数字电子技术基础阎石高等教育出版社
电子技术基础(数字部分康华光高等教育出版社
数字电子技术基础侯建军高等教育出版社
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教学手段
教学内容
师生互动
设疑
提问
多媒体
讲授
提问
板书
互动
导入新课前序(10分钟)
上节课学习了编码器,这节课接着学习译码器,译码是编码的反过程。
4.3.2译码器(80分钟)
主要介绍以下内容:
(一)二进制译码器
例如,用74LS138实现4—16线译码器。
·很明显,要用2片74LS138
如果74LS138只有一个使能端S,
则需要接入一个“1—2线译码器”。
(二)二—十进制译码器
功能:
将输入的二—十进制码(BCD码)转换为代表0—9这十个数的电平信号。
2.实现组合逻辑电路
原理:
译码器可提供输入变量的全部最小项,因此可以用它实现任何逻辑函数。
方法:
•将逻辑函数化成最小项之和;
•当译码器低电平有效时,就选与非门;
•当译码器高电平有效时,就选或门。
1.七段字符显示器
这里以发光二极管为例进行说明。
半导体数码管BS201
2.BCD—七段显示译码器
•这里将其作为组合电路介绍它的设计方法:
课堂小结
随堂练习
提问,讨论
笔记,记忆
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授课时间
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第十次课
授课方式
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理论课
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课时
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授课题目(教学章、节或主题):
第四章组合逻辑电路
§4.3.3数据选择器
§4.3.4加法器
教学目的与要求:
掌握数据选择器和加法器的工作原理和逻辑功能
教学重点及难点:
教学重点:
数据选择器和加法器的逻辑功能
教学难点:
数据选择器和加法器的使用方法
课后小结:
下节课预习重点:
数值比较器
参考文献:
数字电子技术基础阎石高等教育出版社
电子技术基础(数字部分康华光高等教育出版社
数字电子技术基础侯建军高等教育出版社
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教学手段
教学内容
师生互动
设疑
提问
多媒体
讲授
提问
板书
互动
导入新课前序(10分钟)
上节课学习了译码器,这节课接着学习其他常用的组合逻辑电路:
数据选择器和加法器。
§4.3.3数据选择器(25分钟)
主要介绍以下内容:
以4选1数据选择器为例进行分析
4选1数据选择器。
1.根据输入端个数决定使用4选1数据选择器个数M;
2.再根据1款中的M值决定需用的译码器的种类—X-M线译码器(M=2X);
3.决定输出端使用那种门—使能端无效时输出全为低,则选用或门;使能端无效时输出全为高,则选用与门;
本例M=2,X=1,输出选或门
可用来设计组合逻辑电路
§4.3.4加法器(55分钟)
主要介绍以下内容:
实现二进制数的加法运算。
(一)一位加法器
1.半加器
将两个一位二进制数相加,给出和数和进位。
2.全加器
将三个一位二进制数相加,给出和数和进位。
(二)多位加法器
1.串行进位加法器
特点:
电路简单,但速度慢。
2.超前进位加法器
思路:
将各位的CO均用输入的AiBi。
例题讲解
课堂小结
随堂练习
提问,讨论
笔记,记忆
第2页
《数字电子技术》教案
授课时间
201年月日
课次
第11次课
授课方式
(请打√)
理论课
讨论课□实验课□习题课□其他□
课时
安排
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授课题目(教学章、节或主题):
第四章组合逻辑电路
§4.3.5数值比较器
本章复习
教学目的与要求:
掌握数值比较器的工作原理和逻辑功能
教学重点及难点:
教学重点:
数值比较器的逻辑功能
教学难点:
数值比较器的使用方法
课后小结:
下节课预习重点:
触发器
参考文献:
数字电子技术基础阎石高等教育出版社
电子技术基础(数字部分康华光高等教育出版社
数字电子技术基础侯建军高等教育出版社
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教学手段
教学内容
师生互动
设疑
提问
多媒体
讲授
提问
板书
互动
多媒体
导入新课前序(10分钟)
上节课学习了数据选择器和加法器,这节课接着学习其他常用的组合逻辑电路:
数值比较器。
§4.3.5数值比较器(50分钟)
主要介绍以下内容:
(一)1位数值比较器
比较结果有A>B、A<B、A﹦B三种情况。
逻辑表达式:
由以上逻辑表达式可画出1位数值比较器的逻辑图,如图所示。
1位数值比较器的真值表
输入
输出
AB
F1(A>B)F2(A<B)F3