秒计数器设计教案及教学设计

铜川职业技术学院机电系教师课时授课计划（首页）授课对象：机电系 14级机械制造与自动化 科目：电工电子技术课 题秒计数器设计授课类型理论课+实践授课学时2教学方法讲授、启发引导、头脑风暴、实践操作教学准 备教案、实践所需设备及耗材作业布置课外选题教学目的与要求1、知识目标1）熟悉计数器的功能和分类；2）理解计数器的工作原理；3）掌握通用中规模计数器的应用。2、能力目标。1）能够在老师的指导下自主探究；2）能够利用所学理论知识解决实际问题。3、素质目标1）培养学生的实践素养（学生自主讨论研究设计电路并搭连电路）和团队协作能力（小组讨论制定方案）；2）学生现场6S管理培养。教学重点难点重点是集成计数器的类型和设计流程及要点；难点是如何利用芯片设计60进制计数器。参考资料教材、网络资料教学后记教学过程步骤教学内容及能力/知识目标教师活动学生活动时间任务通过项目分析引入本节任务。听、思考分析、讨论5资讯掌握计数器的相关知识讲授、提问的方式进行新知识传授听，思考分析25决策知识掌握以及团队协作能力分组、布置内容，说明要求讨论分析，总结设计方案10计划知识掌握以及团队协作能力巡回指导按照设计方案，画出设计电路图15实施团队协作能力、任务分配能力、实践动手能力巡回指导按照设计的电路图完成设计电路的连线20检查评估计数器的相关知识以及实践操作能力、现场管理的能力等教师提问、检查结果讨论回答、组内自查、小组互查15秒计数器设计一、任务：秒计数器 1、任务引入：首先提出本课程的一个项目数字电子钟设计 （设计的主要技术指标如下：用六位数码管显示时间，格式为 时：分：秒。对于时、分、秒可以分别进行校正。） 通过分析该项目，确定该项目包含的四大模块，即四个任务如下：1）译码显示；2）计数电路；3）控制电路；4）振荡电路。调节校对 2、之前学生仿真结果展示 通过仿真结果展示，让学生明白设计出的电路的特点。根据整个任务的分析与分割，引出本节内容秒计数器设计，又由于是学生完成的结果，激发学生的学习信心。 二、资讯（相关知识介绍） (一）计数器的定义及分类 1、计数器定义 用来计算输入脉冲数目的时序逻辑电路。它是用电路的不同状态来表示输入脉冲的个数。 2、电路作用： 分频、定时、产生脉冲序列、数字运算等。 3、计数器的模 计数器所能计算的脉冲数目的最大值（即电路所能表示状态数目的最大值） 4、分类 按触发器的翻转次序，分为同步和异步计数器 按进位制，分为模二、模十和任意模计数器 按逻辑功能，分为加法、减法和可逆计数器 按集成度，分为小规模与中规模集成计数器 (二)常用计数器的逻辑功能 1、集成同步计数器74LS161 1）逻辑符号（内部由四个J-K触发器构成） 2）功能介绍 2、集成同步计数器74LS160 1）逻辑符号 2）功能介绍 3、同步计数器CT74163 （1）外引线排列和CT74161相同 （2）置数，计数，保持等功能与CT74161相同 （3）清零功能与CT74161不同采用同步清零方式。 当CR=0时，只有当CP 的上升沿来到时, 输出QDQCQBQA 才被全部清零。 4、其他各种类型计数器比较 ( 三)集成计数器的应用 集成计数器可以加适当反馈电路后构成任意模值M计数器。通常中规模集成计数器都有清0、置数等多个控制端，因此实现任意M计数的基本方法有两种： 1、反馈清零法 利用清零输入端，使电路计数到N+1状态时产生清零操作，越过后续MN个状态实现模N计数 2、同步预置法 利用计数器的置数功能，通过进位输出给计数器置数M-N，跳过0至M-N的状态实现模N计数 3、例：用74161实现十进制计数器 分析：由于74161是M16计数器共有16个状态，要实现M10计数，必须跳越（1610）6个状态。共有三种跳跃方法：1）前十个状态 00001001 无C0；2）中间十个状态 00111100 无C0；30后十个状态 01101111 有C0. 反馈置数法是利用/LD=0进行同步置数。74161、74160只有在CP到来时才能置数，CP没有到来，不能置数。 1、前十个状态：计数范围09，预置数为0，用9来反馈。由于74161属于同步置数，有CP到来才能置数，反馈控制信号1001状态要计算在主循环内。 2、后十个状态: 计数范围615，预置数为6，用15来反馈 3、中间十个状态: 计数范围312，预置数为3，用12来反馈。（这个可以布置下去让学生自己课后练习）。 思考：若计数器为同步清零和异步置数，其反馈清零法和反馈置数法与上述有何不同。三、决策 1、教师给学生分组，布置任务； 2、学生分析任务，总结任务的要求及注意问题； 3、选择完成任务所必须的集成电路； 4、讨论设计方案，并达成一致。四、计划 根据所讨论的方案，每个小组首先画出设计的电路图：1）六进制计数器（十位）；2）十进制计数器（个位）；3）讨论个位与十位的级联。五、实施 各小组将之前设计好的电路拿到实验室去进行搭线连接，检查设计电路的工作情况。小组组长分配任务，各成员按照组长分配的任务进行操作。最终完成秒计数