教案-数字电路-组合逻辑.doc

数字电路教案课程名称： 组合逻辑电路 授课章节： 数字电路第三章 课程类型： 通信电子类 教学对象： 通讯专业2010级 送培单位： *大学 授课教师： * * 教 案教学目标： 1. 教导学生掌握基本的数字逻辑电路的分析和设计方法。2. 训练学生形象思维、辩证思维、逻辑思维的能力。3. 培养学生较强的工程实践意识和科学的思维方法。学生特点： 前期学习了通信电子方面的基础知识，具备了一定常识，但综合分析方法和设计思维能力还有待进一步提高。教学内容：组合逻辑电路的基本概念和特点；组合逻辑电路的分析方法；（重点）组合逻辑电路的设计方法；（重点，难点）教学方法：案列教学、对比教学、问题引导教 学 过 程 设 计参考资料：1. 脉冲与数字电路 何绪芃 电子科技大学出版社 19952. Digital Design Principles and Practices(Thrid Edition) John F.Wakerly Prentice hall 2003板书设计：主要体现在多媒体教学中教学设计评价：组合逻辑电路这一章节的知识综合性较强，要求学生对前两章知识非常熟悉，如：基本逻辑门电路逻辑函数式及化简、真值表、编码器等。要求学生有较强的分析能力和综合能力，也是数字电路入门的门槛之一，更是将来从事EDA行业的启蒙知识。本课程通过1课时的学习，让学生掌握简单的组合逻辑电路的分析和设计思路和方法。本教案特别是在组合逻辑电路的设计部分，强调培养学生的抽象思维能力，提高少数优秀学生解决问题的能力，培养职业素养。本教学设计遵循对事物认知规律，学生能利用已有知识很快掌握组合逻辑电路的分析方法。教学过程讲稿课题：第3章组合逻辑电路第一节组合逻辑电路的分析教学任务： 1. 了解组合逻辑电路的基本概念和特点2. 掌握组合逻辑电路的分析方法。3. 掌握组合逻辑电路的分析方法。重点和难点：1. 介绍组合逻辑电路的基本概念：组合逻辑电路的定义和描述，注意到组合逻辑电路和组合逻辑电路的区别。根据组合逻辑电路的定义和描述，注意到该电路的特点。2. 组合逻辑电路的分析方法：给出几个电路图，激发学生学习组合逻辑电路图的兴趣。重点提出组合逻辑电路分析的一般方法，关键在于根据真值表分析判断出电路要实现的逻辑功能。3. 组合逻辑电路的设计方法：给出生活实例，激发学生学习本节内容的兴趣，以便引入本节知识的精华部分。重点提出组合逻辑电路设计的一般方法，难点在于社会生活中的逻辑问题抽象成逻辑功能问题。注意：本章会需要一定的基础知识，需要花时间解释，例题的难度不要过大。需要学生在课下理解和练习。由于第3章是为本书的重点，因此讲授本章需要注意，在介绍新的概念时，可以提到其与时序逻辑电路比较，这样帮助学生更加深刻的理解两种电路的不同特点。教学内容：大家好，我们开始学习本书的第3章组合逻辑电路，相信大家刚进入数字电路实际运用阶段，会非常好奇组合逻辑电路到底是怎样的电路结构，工程师在分析组合逻辑电路时会遵循一个怎样的基本原理，让我带着大家一起来寻找答案。在这一章里将会给大家描述组合逻辑电路的基本概念和特点，讲述组合逻辑电路设计的基本原理，分析组合逻辑电路所涉及的众多器件、结构和方法的问题，并结合实例分析和设计实际数字电路的问题。希望同学们通过本章的学习了解组合逻辑电路的基本知识，熟练掌握组合逻辑电路的分析和设计方法。本章课程主要内容包含以下方面：l 组合逻辑电路的分析l 组合逻辑电路的设计l 常用的组合逻辑电路l 竞争与冒险我们知道，数字电路可以分为两大类：一类是组合逻辑电路，另一类是时序逻辑电路。一、组合逻辑电路的基本概念（一）数字电路的种类：组合逻辑电路的特点：任何时刻的输出只取决于当前时刻的输入状态，与以前时刻的输入状态无关。2. 组合逻辑电路的特点：任何时刻的输出不仅取决于当前时刻的输入状态，而且还依赖于当前时刻以前的输入状态。也就是这样的电路具有记忆的功能，用来记忆的电路就是触发器电路。（二）组合逻辑电路电路方框图及特点：组合逻辑电路的组成：组合逻辑电路方框图从电路结构上看，信号的流向是单向性的，没有从输出端到输入端的反馈。电路的基本组成单元是逻辑门电路，不含记忆元件。但由于门电路有延时，故组合逻辑电路也有延迟时间。（三）组合逻辑电路的分析组合逻辑电路分析的一般方法：1. 由逻辑电路图写出逻辑表达式。(从输入端开始，逐级写出各输出端的逻辑表达式，采用代数法或卡诺图法化为最简表达式)；2. 列出相应的真值表； 3. 对逻辑函数表达式或真值表的进行分析判断，以确定电路的逻辑功能。（四）组合逻辑电路分析例题例1分析下面的组合逻辑电路：1.由逻辑电路图，求S、C表达式 第一级输出表达式：Y1=；Y1=； 第二级输出表达式：S=Y1+Y2=；C=；根据我们上一节逻辑代数的知识，可知已得到S、C的最简逻辑表达式。2. 列真值表 根据逻辑表达式S= ；C=；可得真值表为： 3. 确定电路的逻辑功能由真值表不难看出A，B-加数， C-进位，S-本位和。所以该组合逻辑电路实现的是一个半加器的逻辑功能。例2分析下面的组合逻辑电路：1.由逻辑电路图，求Y的表达式 第一级输出表达式：Y1=；Y1=；Y1=； 第二级输出表达式：Y= =;根据我们上一节逻辑代数的知识，可知已得到Y的最简逻辑表达式。2.列真值表 根据逻辑表达式Y=，可得真值表为： 3. 确定电路的逻辑功能当输入A、B、C中有2个或3个为1时，输出Y为1，否则输出Y为0。所以这个电路实际上是一种3人表决用的组合电路：只要有2票或3票同意，表决就通过。（五）组合逻辑电路设计 由生活实例导入，激发学生兴趣，并与后面的实例对应，对比教学。组合逻辑电路设计的一般方法：1. 逻辑抽象，确定输入输出变量，指定变量的逻辑含义；2. 列出相应的真值表； 3. 用逻辑代数公式法或卡诺图法对逻辑代数进行化简、变换4. 画出逻辑电路图。（六）组合逻辑电路分析例题例3：用与非门设计举重裁判表决电路。设有3个裁判，一个主裁判和两个副裁判。杠铃举起的裁决由每一个裁判按一下按钮来确定。当两个或两个以上裁判判明成功，且其中有一个为主裁判时，表明成功的灯才亮。1. 逻辑抽象 确定输入输出变量 输入：设主裁判为A，副裁判分别为B和C； 输出：表示成功与否的灯为Y。2. 列真值表3. 逻辑化简卡诺图 由卡诺图化简得： Y=4. 画电路图例4：1位二进制全加器的设计与实现。要求：和用异或门实现，进位用与非门实现（不考虑进位叫半加，考虑进位叫全加） 1.逻辑抽象