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文档简介
教案课程名称数字电子技术项目教程课程性质¨理论þ理论+实践¨实践考核方式þ笔试¨线上¨实践考核所属专业任课教师授课班级所属教研室所属院系教学学期教务处制课程概况课程简介数字电子技术课程是电气自动化技术专业的一门技术基础课程,属必修课,是研究数字逻辑电路的应用科学,随着科技水平的提高,数字电子技术日益渗透至其他科学领域并占有日趋重要的地位。本课程从基本理论、基本电路分析方法为出发点,讲述了数字逻辑电路基础知识、组合逻辑电路、时序逻辑电路、555定时器和ADC、DAC及半导体存储器等。通过本课程的学习,使学生获得数字电路基础理论、电路分析及典型电路设计的技能。课程目标本课程教学目标是使学生掌握数字电子技术基本知识、常用数字电路的分析方法,简单数字电路的设计方法、常用数字电子元器件的识别与检测技能、典型电子产品电路的安装、调试、维修等技能。使学生具备分析、解决问题的能力,为后续学习电类专业技能课程的学习以及日后从事工程技术工作、科学研究、开拓新技术领域和终身学习打下一定的基础。教材分析本课程教材内容涵盖了数字逻辑电路基础知识、组合逻辑电路的分析与设计、时序逻辑电路的分析与设计、555定时器即数模和模数转换即半导体存储器等。突出了数字电路的知识应用;考虑到电气自动化技术专业的特点,增加了典型电路的安装与调试;每个章节都配有多种类型的例题、思考题,帮助学生加深对理论知识的理解、扩展学生视野和掌握实际应用知识;有利于开拓学生思路,便于学生自学。学情分析本班学生大部分是通过单招方式和普招进入高职专科阶段学习,有中职专业学习的基础,但他们对之前学习的有些知识掌握得还不牢固,在自我认知和自律方面可能有所欠缺,因此在课程教学过程中要注重引导,始终以学生为主体,做到尊重学生,欣赏学生,鼓励学生。另外,在理论教学中,要更加注重知识的深入剖析以及归纳理解;在实践教学中,组织学生多动手、多实践,使学生更好数字电子技术基本知识和技能,加深掌握与运用。(注:此页排版保持独立1页)教案序号01教材章节0绪论课时数2节授课内容数字信号、数字电路内容性质þ理论¨实践授课登记
(可删减行)授课班级地点日期授课班级地点日期教学目标素质目标学会通过查阅资料了解和掌握电信号的分类、数字电路在电子技术中的地位知识目标了解数字信号和模拟信号的性质和特点了解数字电路、模拟电路的功能与特点掌握数字电路的特点、优点能力目标能区分数字信号和模拟信号,能区分数字电路和模拟电路思政元素数字信号、数字电路应用在科学技术领域的重要性,例如卡脖子技术:芯片教学重点数字信号和模拟信号数字电路和模拟电路教学难点数字电路的分类和特点教学方法1、线上线下资源结合教学;2、讲授、理实一体教学设施电子电工一体化教室线上资源超星学习通线上资源(注:此页排版保持独立1页)
主要教学内容过程设计一、数字信号与模拟信号连续变化的物理量通常称之为模拟量,在工程上,模拟实际物理量的电信号称为模拟信号。在某时刻生产某产品的个数,把这种物理量称之为数字量,表示数字量的电信号称为数字信号。数字电路和模拟电路1、模拟电路用于处理模拟信号的电子电路。三极管通常工作在放大状态。2、数字电路用来产生、处理、传输数字信号的电路称为数字电路。数字电路的逻辑关系:数字电路输出信号状态(低电平或高电平即0或1)与输入信号状态(低电平或高电平,即0或1)之间的对应关系,也称为逻辑功能。分析数字电路的工具:逻辑代数.因此,数字电路也称为逻辑电路。数字电路具有以下几个主要特点:数字电路处理的电信号是离散的数字信号。数字电路中的半导体器件工作在开关状态。数字电路主要讨论的是输出与输入的逻辑关系。数字电路主要的分析、计算工具是逻辑代数。三、数字电路的优点:有利于电路的高度集成化。由于数字电路内部半导体器件工作在开关状态,电路的状态就可以用“0”和“1”表示,所以基本单元电路结构简单,功耗低,便于大规模集成和大批量生产。抗干扰能力强,性能稳定。数字电路处理的信号是用“0”和“1”表示判别信号的有无很容易做到,且不易受到干扰,从而提高了电路的稳定性。数字信号易保存。利用储存工具可将数字信息长期保存。保密性好。数字信息容易加密,不易被窃取。四、数字电路的分类(1)按电路结构分(2)按制造工艺分(3)按逻辑功能分根据半导体的导电类型不同,可分为双极型电路和单极型电路。以双极型晶体管作为基本器件的数字集成电路,称为双极型数字集成电路,如TTL、ECL集成电路等;以单极型MOS管作为基本器件的数字集成电路,称为单极型数字集成电路,如NMOS、PMOS、CMOS集成电路等。考勤;教师组织学生做好上课准备课前教育:1、本课程的性质与本专业的联系;2、课堂要求:学习态度;出勤要求作业要求;3、学时分配:理论;实验、实训。教师讲解知识点。五、学生思考、总结;六、然后教师点评、总结作业布置:教学反思:(注:此页可增加页面)
教案序号02教材章节1.1.1数制、1.1.2代码课时数2节授课内容数制与代码内容性质þ理论¨实践授课登记
(可删减行)授课班级地点日期授课班级地点日期教学目标素质目标通过教学视频、教师讲解掌握数制与代码知识目标掌握十、二、十六进制的数码、计算规律、基数、按位展开方法能力目标会进行数制转换,能区分代码类型思政元素通过数制与代码学习,体会到从古到今的计数法则,现代软件技术的代码作用的重要性教学重点数制转换方法教学难点代码的理解教学方法1、线上线下资源结合教学;2、讲授、理实一体教学设施电子电工一体化教室线上资源超星学习通线上资源(注:此页排版保持独立1页)
主要教学内容过程设计一、常用数制1.十进制十进制采用0~9,共10个数码,计数规律是“逢十进一”。通常,我们把计数码的个数称作为基数,故十进制的基数是“10”。在十进制数中各位数码所处的位置不同时,其表示的数值是不同的。例如:(345.231)10=3×102+4×101+5×100+2×10-1+3×10-2+1×10-3其中102、101、100、10-1、10-2、10-3等都是十进制数各位的权,都是10的幂。数码与权的乘积称为加权系数。所以十进制的数值就是各位加权系数之和。2.二进制二进制只有两个数码0和1,所以基数是2,它的计数规律是“逢二进一”,即0+0=0、0+1=1、1+1=10、10+1=11、11+1=100。任意一个N位二进制数也可以按权展开,例如:(1101.101)2=1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1+0×2-2+1×2-3其中23、22、21、20、2-1、2-2、2-3等都是二进制数各位的权,各位的权都是2的幂。3.十六进制十六进制采用0~9、A、B、C、D、E、F共十六个数码,其中10~15分别采用A~F表示,其计数规律是“逢十六进一”。任意一个N位十六进制数也可以安全展开,例如:(12A.6C)16=1×162+2×161+10×160+6×16-1+12×16-2其中162、161、160、16-1、16-2等都是十六进制数各位的权,各位的权都是16的幂。十六进制数用字母“H”表示。二、不同数制间的转换1.任意进制数转换成十进制数任意进制数转换成十进制数只需将它按权展开,再求出加权系数的和便可以得到相应的十进制数。2.十进制数转换二进制数十进制数转换二进制需要将整数和小数分别转换,再将两部分结果合并即可得到二进制数。具体转换方法是:整数部分可采用“除2取余数,逆序排列法”,它是将整数部分逐次去除2,依次记下余数,直到商为0,第一个余数为最低为,最后一个为最高位。小数部分可采用“乘2取整数,顺序排列法”,它是将小数部分连续乘以2,取乘积数的整数部分,再依顺序排列得到二进制数的小数。三、代码代码是用一定位数的二进制数来表示十进制数或字符的方法。在数字电路中常使用的是用4位二进制数表示1位十进制数的BCD码。一位十进制数0~9共10个数码,可用4位二进制数来表示,而4位二进制数共有16种组合方式,可选用其中10种组合来表示0~9。因而就有多种BCD码。比如有8421BCD码、2421BCD码、余3码、余3循环码、BCD格雷码等。其中最常用的是8421BCD码,它是一种由权码,选用了4位二进制数的前十种组合0000~1001;后六个组合(1010~1111)未用。每个代码从左到右的权值分别是8、4、2、1。一、考勤;二、课程导入:三、教师讲授1、线上教学视频讲解2.知识点讲解分析四、利用现场教学并组织讨论,讲解数制转换等方法;五、老师组织学生完成数制转换练习六、学生思考、总结;七、然后教师点评、总结八、布置作业作业布置:课本P341-8教学反思:(注:此页可增加页面)
教案序号03教材章节1.2.1逻辑变量和逻辑函数1.2.2逻辑运算(基本逻辑运算)课时数2节授课内容逻辑变量、逻辑函数、逻辑运算内容性质þ理论¨实践授课登记
(可删减行)授课班级地点日期授课班级地点日期教学目标素质目标能通过视频资料和教师讲解学会逻辑函数在数字电路中的应用知识目标了解逻辑代数和逻辑函数理解逻辑变量掌握基本逻辑运算能力目标会基本逻辑运算思政元素逻辑代数在逻辑电路中的应用,体会逻辑运算在科学技术中的地位教学重点逻辑函数和逻辑运算教学难点逻辑函数、逻辑运算教学方法1、线上线下资源结合教学;2、讲授、理实一体教学设施电子电工一体化教室线上资源超星学习通线上资源(注:此页排版保持独立1页)
主要教学内容过程设计一、逻辑变量和逻辑函数的概念逻辑变量逻辑代数又称开关代数,是遵循一定逻辑规律运算的代数;和普通代数一样,也用字母表示变量,称这种变量为逻辑变量,但它的取值只有0和1,这里的0和1不表示数值的大小,而表示对应的两种逻辑状态,例如1和0可表示开关的闭合与打开、灯泡的亮与暗、晶体管的导通与截止、高电平和低电平、事件的真与假等。逻辑函数条件和结果的逻辑对于关系二、逻辑代数的三种基本运算(1)与运算变量A和B的取值和函数Y之间满足逻辑乘的关系,这种关系用逻辑函数表达式表示为:Y=A·B式中的“·”读作与,又读作逻辑乘,通常可省略,即Y=AB逻辑乘又称与运算,能实现与运算的电路称为与门,其逻辑符号如图所示:条件结果ABY000010100111(2)或运算当决定一个事件发生的各个条件中只要一个或一个以上条件具备时,事件就发生,这种逻辑关系称为或。条件结果ABY000011101111表达式为:Y=A+B式中的“+”读作或,又读作逻辑加。逻辑加又称为或运算,能够实现或运算的电路称或门。其逻辑符号如所示。(3)非逻辑电路中,当开关A闭合时,灯泡Y灭;当开A断开时,灯泡Y就亮。由此可见,当条件不具备时,事件反而发生了,这种逻辑关系称为非逻辑关系,又称非运算。下图是非逻辑关系的真值表;其逻辑表达式为:条件结果AY0110式中符号“-”读作非,读作A的非或A的反,非逻辑符号如图所示。一、考勤;二、课程导入:三、教师讲授1、线上教学视频讲解2.知识点讲解分析四、利用现场教学并组织讨论,讲解逻辑运算方法;五、老师组织学生完成基本逻辑运算练习六、学生思考、总结;七、然后教师点评、总结八、布置作业作业布置:课本P351-18教学反思:(注:此页可增加页面)教案序号04教材章节1.2.2逻辑运算(复合逻辑运算)课时数2节授课内容复合逻辑运算内容性质þ理论¨实践授课登记
(可删减行)授课班级地点日期授课班级地点日期教学目标素质目标能通过视频资料和教师讲解学会复合逻辑运算在数字电路中的应用知识目标1、掌握复合逻辑运算能力目标会复合逻辑运算思政元素体会逻辑运算在科学技术中的地位逻辑代数在逻辑电路中的应用,体会逻辑运算在科学技术中的地位教学重点复合逻辑运算教学难点复合逻辑运算教学方法1、线上线下资源结合教学;2、讲授、理实一体教学设施电子电工一体化教室线上资源超星学习通线上资源(注:此页排版保持独立1页)
主要教学内容过程设计复合逻辑运算在实际逻辑运算中,往往都是有“与”、“或”、“非”三种基本逻辑运算组合而成的复合逻辑运算,下面是几种常用的复合逻辑运算。(1)与非运算从图可以看出,该逻辑运算是A、B先进行与运算再进行非运算。下图为简化的与非逻辑的符号,其逻辑表达式为:与非逻辑(2)或非运算从图可以看出,该逻辑运算是A、B先进行或运算再进行非运算。下图为简化的或非逻辑符号,其逻辑表达式为:或非逻辑(3)与或非运算从可以看出,该逻辑运算是A、B和C、D先同步进行与运算,然后将与运算的结果AB、CD进行或运算,再将或的结果进行非运算,最后得运算结果。下图为简化的与非或非逻辑符号,其逻辑表达式为:与或非逻辑一、考勤;二、课程导入:三、教师讲授1、线上教学视频讲解2.知识点讲解分析四、利用现场教学并组织讨论,讲解复合逻辑运算方法;五、老师组织学生完成复合逻辑运算练习六、学生思考、总结;七、然后教师点评、总结八、布置作业作业布置:教学反思:(注:此页可增加页面)教案序号05教材章节1.2.3逻辑函数的表示方法及其相互转化课时数2节授课内容逻辑函数的表示方法及其相互转化内容性质þ理论¨实践授课登记
(可删减行)授课班级地点日期授课班级地点日期教学目标素质目标能通过视频资料和教师讲解学会逻辑函数在数字电路中的应用知识目标掌握逻辑函数的表示方法能力目标会逻辑函数各种表示方法的相互转换思政元素体会逻辑函数在科学技术中的地位教学重点逻辑函数各种表示方法及相互转换方法教学难点逻辑函数各种表示方法及相互转换方法教学方法1、线上线下资源结合教学;2、讲授、理实一体教学设施电子电工一体化教室线上资源超星学习通线上资源(注:此页排版保持独立1页)
主要教学内容过程设计逻辑函数的表示方法及相互转换1、逻辑函数表达式用与、或、非三种基本运算来表示输入逻辑变量和输出逻辑变量对应关系的代数式称逻辑函数表达式。例如:2.真值表真值表是输入逻辑表变量的各种可能取值的组合和输出函数值排列成的表格。n个输入逻辑变量就有2n个不同的取值组合。例如的真值表如下表输入变量函数值ABY000011101110(1)由表达式转换真值表方法:将输入变量所有取值组合代入表达式,求相应函数值并列表即得。(2)由真值表转换表达式方法:将真值表中函数值等于1的输入变量组合取出来,输入变量值为1的写成原变量,为0的写成反变量,再把各变量相与,这样,对应函数值为1的每一种输入变量组合可写成一个“与项”,最后把这些与项相加,即得逻辑函数表达式。(1)由逻辑图写表达式方法:根据逻辑门连接方式和每个门的逻辑功能写出。(2)由表达式画逻辑图方法:将式中运算用逻辑符号表示即得。一、考勤;二、课程导入:三、教师讲授1、线上教学视频讲解2.知识点讲解分析四、利用现场教学并组织讨论,讲解逻辑函数的表示方法及转换方法方法;五、老师组织学生完成逻辑函数的表示及转换练习六、学生思考、总结;七、然后教师点评、总结八、布置作业作业布置:教学反思:(注:此页可增加页面)教案序号06教材章节1.2.4逻辑代数的基本定律和基本规则课时数2节授课内容逻辑代数的基本定律和基本规则内容性质þ理论¨实践授课登记
(可删减行)授课班级地点日期授课班级地点日期教学目标素质目标能通过视频资料和教师讲解学会逻辑代数基本定律规则在数字电路中的应用知识目标掌握逻辑代数基本定律与公式掌握逻辑代数三个基本规则能力目标能使用基本定律和基本规则思政元素体会逻辑代数在科学技术中的地位教学重点逻辑代数基本定律和规则教学难点逻辑代数基本定律和规则教学方法1、线上线下资源结合教学;2、讲授、理实一体教学设施电子电工一体化教室线上资源超星学习通线上资源(注:此页排版保持独立1页)
主要教学内容过程设计逻辑代数的基本定律二、逻辑代数基本规则逻辑代数有三个基本规则:代入规则、反演规则和对偶规则。1.代入规则概念:任何一个逻辑等式,若以同一逻辑函数替换式中某一变量,等式仍然成立。代入规则作用:用以扩展公式和证明恒等式。例:2.反演规则概念:指求逻辑函数Y的反函数时,将Y中“·”变“+”,“+”变“·”;常量“0”变“1”,“1”变“0”;原变量变反变量,反变量变原变量,即得Y的反函数。反演规则作用:用以求一个逻辑函数的反函数。使用时注意:(1)Y中与项最好先分别加括号,再用反演规则,这样不易出现运算顺序错误。(2)覆盖两个及两个以上变量的非号,非号下各变量、常量及运算符号变,而非号不变。例:3.对偶规则(1)对偶式概念:将逻辑函数Y中“·”变“+”,“+”变“·”;“0”变“1”,“1”变“0”;而变量不变,就得到一个新函数式Y,Y称为Y的对偶式,而且Y与Y互为对偶式。例:(2)对偶规则概念:指逻辑等式等号两边表达式的对偶式也相等。例:A+BC=(A+B)(A+C),则有A(B+C)=AB+AC。说明:在基本定律中,不带撇与带撇的公式都互为对偶式。一、考勤;二、课程导入:三、教师讲授1、线上教学视频讲解2.知识点讲解分析四、利用现场教学并组织讨论,讲解逻辑代数基本定理及规则;五、老师组织学生完成三个逻辑规则练习六、学生思考、总结;七、然后教师点评、总结八、布置作业作业布置:教学反思:(注:此页可增加页面)教案序号07教材章节1.3.1TTL集成逻辑门、1.3.2COMS集成逻辑门课时数2节授课内容集成逻辑门内容性质þ理论¨实践授课登记
(可删减行)授课班级地点日期授课班级地点日期教学目标素质目标能通过视频资料和教师讲解理解集成逻辑门在数字电路中的作用知识目标掌握集成逻辑门的基本知识与特点能力目标会识别集成逻辑门的类型思政元素集成逻辑门在数字电路中的作用,在电子科学技术中的地位教学重点集成逻辑门的工作原理教学难点集成逻辑门的工作原理教学方法1、线上线下资源结合教学;2、讲授、理实一体教学设施电子电工一体化教室线上资源超星学习通线上资源(注:此页排版保持独立1页)
主要教学内容过程设计一、集成TTL门电路1.集成TTL门电路结构组成2.集成TTL门电路的工作原理TTL与非门的输入与输出间的逻辑关系是:集成TTL门电路类型TTL与非门、(2)TTLOC与非门二、集成COMS门电路1.CMOS反相器2.CMOS与非门3.CMOS或非门电路一、考勤;二、课程导入:三、教师讲授1、线上教学视频讲解2.知识点讲解分析四、利用现场教学并组织讨论,讲解;五、老师组织学生完成集成逻辑门电路的工作原理分析六、学生思考、总结;七、然后教师点评、总结八、布置作业作业布置:教学反思:(注:此页可增加页面)教案序号08教材章节1.4.1逻辑函数的公式法化简法课时数2节授课内容逻辑函数的公式法化简法内容性质þ理论¨实践授课登记
(可删减行)授课班级地点日期授课班级地点日期教学目标素质目标能通过视频资料和教师讲解学会公式法化简逻辑函数知识目标掌握公式法化简逻辑函数的方法能力目标会用公式化简逻辑函数思政元素逻辑函数化简在数字电路中的作用。教学重点公式化简逻辑函数教学难点公式化简逻辑函数教学方法1、线上线下资源结合教学;2、讲授、理实一体教学设施电子电工一体化教室线上资源超星学习通线上资源主要教学内容过程设计逻辑函数的公式法化简逻辑函数的化简通常有公式法和卡诺图法,在这里我们只介绍公式法化简逻辑函数。所谓化简,就是将逻辑表达式化为最简单的表达式。在各种逻辑函数表达式中,与或表达最常用。最简与或表达式的标准是:(1)表达式中所含与项个数最少(2)每个与项中的变量个数最少1、并项法利用公式:=1,AB+A=A,将两项合为一项,并消去一个变量。例如2吸收法利用公式A+AB=A将多余吸收。例如:3消除法利用公式消除多余因子。例如:4、配项法在适当项中,配上A+=1的关系式,同其它项的因子进行化简。例如:在实际化简时应综合上述几种方法,灵活应用进行化简。例化简解:【例6-4】化简解:【例6-5】化简解:一、考勤;二、课程导入:三、教师讲授1、线上教学视频讲解2.知识点讲解分析四、利用现场教学并组织讨论,讲解;五、老师组织学生完成公式法化简逻辑函数的方法六、学生思考、总结;七、然后教师点评、总结八、布置作业作业布置:教学反思:教案序号09教材章节1.4.2逻辑函数的卡诺图化简法课时数2节授课内容逻辑函数的卡诺图化简法内容性质þ理论¨实践授课登记
(可删减行)授课班级地点日期授课班级地点日期教学目标素质目标能通过视频资料和教师讲解学会公式法化简逻辑函数知识目标掌握卡诺图法化简逻辑函数的方法能力目标会用卡诺图化简逻辑函数思政元素逻辑函数化简在数字电路中的作用。教学重点卡诺图化简逻辑函数教学难点卡诺图化简逻辑函数教学方法1、线上线下资源结合教学;2、讲授、理实一体教学设施电子电工一体化教室线上资源超星学习通线上资源主要教学内容过程设计逻辑函数的卡诺图法化简(一)逻辑函数卡诺图表示法1.最小项(1)定义:设有k个逻辑变量,组成具有k个变量的与项,每个变量以原变量或反变量在与项中出现且仅出现一次,这个与项就称为最小项,记作m。(2)最小项个数:k个变量,共有2k个最小项。(3)最小项编号:约定,对应最小项取值为1的变量取值组合就为该最小项编号。(4)最小项表达式:任一逻辑函数都可以表示成惟一一组最小项之和,称之为逻辑函数的标准与或式,也称最小项表达式。2.卡诺图(1)概念:卡诺图也称最小项方格图,是将最小项按一定规则排列而成的方格阵列。(2)卡诺图的结构:设输入变量数k,卡诺图中就有2k个方格,每个方格和一个最小项对应,方格编号和最小项编号相同,由方格外行、列变量取值决定。(一)逻辑函数卡诺图表示法(二\三\四变量逻辑函数卡诺图的比般画法)2.卡诺图例:图示是四变量卡诺图,A、B是行变量,C、D是列变量。约定:①方格编号以行变量为高位组,列变量为低位组。例如AB=10,CD=01的方格对应编号为1001,即最小项m9,便在相应方格填m9。②行、列变量按照循环码00,01,11,10顺序排列。这样可以保证相邻方格只有一个变量取值不同,该特性称为卡诺图的相邻性。CDAB0001111000m0m1m3m201m4m5m7m611m12m13m15m1410m8m9m11m10(二)逻辑函数卡诺图化简法1.合并最小项规律根据卡诺图的相邻性,两相邻方格所表示的最小项能够合并为一项并消去一个互反(也称互补)变量;四相邻方格合并为一项同时消去两个互补变量;八相邻方格合并成一项同时消去三个互补变量.合并规律以三变量、四变量卡诺图举例如图所示。例:书P17图1-11化简过程一般分三步:(1)将逻辑函数用卡诺图表示。(2)按合并最小项规律,将相邻1方格圈起来,直到所有1方格被圈完为止。(3)将每个圈所表示的与项相加,得逻辑函数最简与或式。一、考勤;二、课程导入:三、教师讲授1、线上教学视频讲解2.知识点讲解分析四、利用现场教学并组织讨论,讲解;五、老师组织学生完成卡若图法化简逻辑函数的方法六、学生思考、总结;七、然后教师点评、总结八、布置作业作业布置:教学反思:教案序号10教材章节2.1组合逻辑电路的分析课时数2节授课内容组合逻辑电路的分析内容性质þ理论¨实践授课登记
(可删减行)授课班级地点日期授课班级地点日期教学目标素质目标能通过视频资料和教师理解组合逻辑电路的应用领域。知识目标掌握组合逻辑电路的概念及分析能力目标会分析组合逻辑电路思政元素组合逻辑电路在数字电路中的作用,在电子科学技术中的地位教学重点组合逻辑电路的分析教学难点组合逻辑电路的分析教学方法1、线上线下资源结合教学;2、讲授、理实一体教学设施电子电工一体化教室线上资源超星学习通线上资源主要教学内容过程设计2.1.1组合逻辑电路1、数字逻辑电路分成两大类:一类为组合逻辑电路,一类为时序逻辑电路。2、组合逻辑电路:一般有若干个输入端,一个或若干个输出端。在任意时刻的输出信号的逻辑值仅取决于该时刻输入信号逻辑取值的组合,而与电路原来所处的状态无关。3、逻辑电路的分析分析组合逻辑电路:就是根据具体的逻辑图,确定输入、输出逻辑关系,列真值表,说明逻辑功能。分析组合逻辑电路的步骤如图所示:例题1:电路如图所示,分析该电路的逻辑例2:试分析下图所示逻辑电路的逻辑功能。练习1:根据下图所示电路,写出该电路逻辑函数式,列出真值表,说明它的逻辑功能。一、考勤;二、课程导入:三、教师讲授1、线上教学视频讲解2.知识点讲解分析四、利用现场教学并组织讨论,讲解;五、老师组织学生完成组合逻辑电路的分析练习。六、学生思考、总结;七、然后教师点评、总结八、布置作业作业布置:教学反思:教案序号11教材章节2.1组合逻辑电路的设计课时数2节授课内容组合逻辑电路的设计内容性质þ理论¨实践授课登记
(可删减行)授课班级地点日期授课班级地点日期教学目标素质目标能通过视频资料和教师理解组合逻辑电路的应用领域。知识目标掌握组合逻辑电路的设计方法能力目标会设计组合逻辑电路思政元素组合逻辑电路在数字电路中的作用,在电子科学技术中的地位教学重点组合逻辑电路的设计教学难点组合逻辑电路的设计教学方法1、线上线下资源结合教学;2、讲授、理实一体教学设施电子电工一体化教室线上资源超星学习通线上资源主要教学内容过程设计组合逻辑电路的设计
组合逻辑电路的设计,就是根据给定的实际逻辑问题,求出实现这一逻辑功能的最简逻辑电路。一般按以下步骤设计:
(1)根据设计要求,确定输入、输出变量个数,并对它们进行逻辑赋值(2)根据逻辑功能要求列出真值表。
(3)根据真值表写出相应的与或表达式,然后用公式法或卡诺图法进行化简。根据需要,有时还要转换成命题所要求的逻辑函数表达式。
(4)画出逻辑电路图。例1:试用与非门设计一个在三个地方均可对同一盏灯进行控制的电路。要求当灯泡亮时,改变任何一个输入可把灯熄灭;相反,若灯灭时,改变任何一个输入也可使灯亮。例2:用与非门设计一个半加器电路,要求:设两位二进制数分别为A和B,本位和为S,进位为C。列出真值表,写出逻辑函数表达式,化简逻辑函数表达式并画出电路图。练习1:电路下图所示,设开关闭合用1表示,开关断开用0表示,灯亮用1表示,灯灭用0表示。(1)列出电灯F与开关A、B、C状态关系的真值表;(2)写出F的逻辑表达式;(3)画出用与非门实现该功能的逻辑电路图。练习2:设计一个裁判判决电路,有A、B、C三名裁判,A为主裁判,满足条件:少数服从多数,且必须包含主裁判A在内时表决通过。(1)列出真值表;(2)写出逻辑表达式;(3)画出用与非门实现该功能的逻辑图。一、考勤;二、课程导入:三、教师讲授1、线上教学视频讲解2.知识点讲解分析四、利用现场教学并组织讨论,讲解;五、老师组织学生完成组合逻辑电路的设计练习。六、学生思考、总结;七、然后教师点评、总结八、布置作业作业布置:教学反思:教案序号12教材章节2.2.1半加器和全加器课时数2节授课内容半加器和全加器内容性质þ理论¨实践授课登记
(可删减行)授课班级地点日期授课班级地点日期教学目标素质目标能通过视频资料和教师理解组合逻辑电路的应用领域。知识目标掌握半加器和全加器的分析方法能力目标会分析半加器和全加器思政元素组合逻辑电路在数字电路中的作用,在电子科学技术中的地位教学重点半加器和全加器的分析方法教学难点半加器和全加器的分析方法教学方法1、线上线下资源结合教学;2、讲授、理实一体教学设施电子电工一体化教室线上资源超星学习通线上资源主要教学内容过程设计一、半加器所谓半加器是指只有被加数A和加数B输入的1位二进制加法电路。它是一种不考虑低位来的进位数,只考虑本位数的两个一位二进制数求和的逻辑电路。加法电路有两个输出,一个是两数相加的和(S),另一个是相加后向高位的进位(CO)。根据半加器定义,设An、Bn为两个一位二进制数,Sn为本位和数,Cn是向高位的进位,根据二进制加法运算规则可列出半加器的真值表。输入输出被加数An加数Bn和Sn进位数Cn0000011010101101二、全加器全加器是能对两个1位二进制数进行相加并考虑低位来的进位,即相当于3个1位二进制数相加,求得和及进位的逻辑电路称为全加器。所以它有3个输入端:An、Bn、Cn-1;两个输出端:本位和Sn、向高位进位数Cn。同样根据二进制加法运算规则可列出全加器的真值表。输入输出AnBnCn-1SnCn0000000110010100110110010101011100111111一、考勤;二、课程导入:三、教师讲授1、线上教学视频讲解2.知识点讲解分析四、利用现场教学并组织讨论,讲解;五、老师组织学生完成半加器和全加器的分析方法练习。六、学生思考、总结;七、然后教师点评、总结八、布置作业作业布置:教学反思:教案序号13教材章节2.2.2数值比较器课时数2节授课内容数值比较器内容性质þ理论¨实践授课登记
(可删减行)授课班级地点日期授课班级地点日期教学目标素质目标能通过视频资料和教师理解组合逻辑电路的应用领域。知识目标掌握数值比较器的分析能力目标会分析数值比较器思政元素数值比较器在数字电路中的作用,在电子科学技术中的地位教学重点数值比较器的分析教学难点数值比较器的分析教学方法1、线上线下资源结合教学;2、讲授、理实一体教学设施电子电工一体化教室线上资源超星学习通线上资源主要教学内容过程设计数值比较器就是对两数A、B进行比较,以判断其大小的逻辑电路。比较结果有A>B、A<B以及A=B三种情况。1、讲解一位数值比较器当A和B都是1位数时,它们只能取0或1两种值.2、讲解两位数值比较器分析比较两位数字A1A0和B1B0的情况。为了减少符号的种类,不再使用字母L,而以(Ai>Bi)、(Ai<Bi)、(Ai=Bi)直接表示\t"/item/%E6%95%B0%E5%80%BC%E6%AF%94%E8%BE%83%E5%99%A8/_blank"逻辑函数。可以由真值表对两位比较器作如下简要概述。当高位(A1、B1)不相等时,无需比较低位(A0、B0),两个数的比较结果就是高位比较的结果。当高位相等时,两数的比较结果由低位比较的结果决定。3、讲解集成数值比较器(1)集成数值比较器74LS85得功能集成数值比较器74LS85是4位数值比较器.(2)数值比较器的位数扩展来讨论一下数值比较器的位数扩展问题。数值比较器的扩展方式有串联和并联两种。(3)对于两个8位数,若高4位相同,它们的大小则由低4位的比较结果确定。因此,低4位的比较结果应作为高4位的条件,即低4位比较器的输出端应分别与高4位比较器的IA>B、IA<B、IA=B端连接。一、考勤;二、课程导入:三、教师讲授1、线上教学视频讲解2.知识点讲解分析四、利用现场教学并组织讨论,讲解;五、老师组织学生完成数值比较器的分析的分析练习。六、学生思考、总结;七、然后教师点评、总结八、布置作业作业布置:教学反思:教案序号14教材章节2.3.1二进制编码器课时数2节授课内容二进制编码器内容性质þ理论¨实践授课登记
(可删减行)授课班级地点日期授课班级地点日期教学目标素质目标能通过视频资料和教师讲授了解二进制编码器电路的应用领域。知识目标掌握二进制编码器的分析能力目标会分析二进制编码器思政元素二进制编码器在数字电路中的作用,在电子科学技术中的地位教学重点二进制编码器的分析教学难点二进制编码器的分析教学方法1、线上线下资源结合教学;2、讲授、理实一体教学设施电子电工一体化教室线上资源超星学习通线上资源主要教学内容过程设计二进制编码器若输入信号的个数N与输出变量的位数n满足,此电路称为二进制编码器。常用的二进制编码器有4线-2线、8线-3线和16线-4线等。一、8线-3线编码器的框图一、考勤;二、课程导入:三、教师讲授1、线上教学视频讲解2.知识点讲解分析四、利用现场教学并组织讨论,讲解;五、老师组织学生完成二进制编码器的分析的分析练习。六、学生思考、总结;七、然后教师点评、总结八、布置作业作业布置:教学反思:教案序号14教材章节2.3.2二-十进制编码器课时数2节授课内容二-十进制编码器内容性质þ理论¨实践授课登记
(可删减行)授课班级地点日期授课班级地点日期教学目标素质目标能通过视频资料和教师讲授了解二进制编码器电路的应用领域。知识目标掌握二-十进制编码器的分析能力目标会分析二-十进制编码器思政元素二-十进制编码器在数字电路中的作用,在电子科学技术中的地位教学重点二-十进制编码器的分析教学难点二-十进制编码器的分析教学方法1、线上线下资源结合教学;2、讲授、理实一体教学设施电子电工一体化教室线上资源超星学习通线上资源主要教学内容过程设计十进制编码器二-十进制编码器是指用4位二进制代码表示一位十进制数(0~9)的编码电路,也称10 线-4线编码器。它有10个信号输入端,4个输出端。当编码器某一输入信号为1而其他输入信号为0时,则有一组对应的数码输出。如I7=1时,Y3Y2Y1Y0=0111,因此上图为8421BCD码编码器。由表2.2可知,编码器在任何时刻只能对一个输入信号编码,不允许有两个或两个以上输入信号同时请求编码,这就是说,10个输入端信号是相互排斥的。一、考勤;二、课程导入:三、教师讲授1、线上教学视频讲解2.知识点讲解分析四、利用现场教学并组织讨论,讲解;五、老师组织学生完成数值比较器的分析的分析练习。六、学生思考、总结;七、然后教师点评、总结八、布置作业作业布置:教学反思:教案序号14教材章节2.3.3、2.3.4优先编码器及其应用课时数4节授课内容优先编码器及其应用内容性质þ理论¨实践授课登记
(可删减行)授课班级地点日期授课班级地点日期教学目标素质目标能通过视频资料和教师理解组合逻辑电路的应用领域。知识目标掌握优先编码器及其应用能力目标会分析优先编码器思政元素优先编码器在数字电路中的作用,在电子科学技术中的地位教学重点优先编码器的分析教学难点优先编码器的分析及其应用教学方法1、线上线下资源结合教学;2、讲授、理实一体教学设施电子电工一体化教室线上资源超星学习通线上资源主要教学内容过程设计一、优先编码器实际的数字设备中经常出现多输入情况,比如计算机系统中,可能有多台输入设备同时向主机发出中断请求,而主机只接受其中一个输入信号。因此,需要根据事情的轻重缓急,规定好先后顺序,约定好优先级别。1. 二进制优先编码器 74LS148例试用两片74LS148接成16线—4线优先编码器,优先权最高,优先权最低。2. 二-十进制优先编码器 74LS147一、考勤;二、课程导入:三、教师讲授1、线上教学视频讲解2.知识点讲解分析四、利用现场教学并组织讨论,讲解;五、老师组织学生完成数优先编码器的分析的分析练习。六、学生思考、总结;七、然后教师点评、总结八、布置作业作业布置:教学反思:教案序号15教材章节2.4.1二进制译码器课时数2节授课内容2.4.1二进制译码器内容性质þ理论þ实践授课登记
(可删减行)授课班级地点日期授课班级地点日期教学目标素质目标能通过视频资料和教师理解组合逻辑电路的应用领域。知识目标掌握二进制译码器的基本原理能力目标会分析二进制译码器思政元素优先二进制译码器在数字电路中的作用,在电子科学技术中的地位教学重点二进制译码器的分析教学难点二进制译码器的分析教学方法1、线上线下资源结合教学;2、讲授、理实一体教学设施电子电工一体化教室线上资源超星学习通线上资源主要教学内容过程设计一、译码器概述译码是编码的逆过程,是将每一组输入二进制代码“翻译”成一个特定的输出信号。实现译码功能的数字电路称为译码器。译码器分为变量译码器和显示译码器。变量译码器有二进制译码器和非二进制译码器。二、二进制译码器二进制译码器输入的是二进制代码,输出是一系列与输入代码对应的信息。若输入有n个变量,则二进制译码器输出就有2N个变量。常用的集成二进制译码器有:74LS138利用两片74LS138可以实现4-16线译码功能,如图所示。图中,4位输入为ABCD,A为最高位。当A=0时,片①工作;A=1时,片②工作。BIN/OCTBIN/OCT①421&EN6543CDB0127BIN/OCT421&EN6543A01271②例用74LS138并辅以适当的门电路实现逻辑函数F=∑m(1,3,4)解:由于全译码器每个输出端对应一个最小项,又74LS138是反码输出,故故74LS138外接一个与非门便可实现F,逻辑图如下图:一、考勤;二、课程导入:三、教师讲授1、线上教学视频讲解2.知识点讲解分析四、利用现场教学并组织讨论,讲解;五、老师组织学生完成二进制译码器的分析练习。六、学生思考、总结;七、然后教师点评、总结八、布置作业作业布置:教学反思:教案序号16教材章节2.4.2二-十进制译码器课时数2节授课内容二-十进制译码器内容性质þ理论þ实践授课登记
(可删减行)授课班级地点日期授课班级地点日期教学目标素质目标能通过视频资料和教师理解组合逻辑电路的应用领域。知识目标掌握二-十进制译码器的基本原理能力目标会分析二-十进制译码器思政元素二-十进制译码器在数字电路中的作用,在电子科学技术中的地位教学重点二-十进制译码器的分析教学难点二-十进制译码器的分析及其应用教学方法1、线上线下资源结合教学;2、讲授、理实一体教学设施电子电工一体化教室线上资源超星学习通线上资源主要教学内容过程设计一、二-十进制译码器将四位二-十进制代码翻译成一位十进制数字的电路,就是二-十进制译码器,又称4线-10线译码器。常用集成电路型号有74LS42。一、考勤;二、课程导入:三、教师讲授1、线上教学视频讲解2.知识点讲解分析四、利用现场教学并组织讨论,讲解;五、老师组织学生完成二-十进制译码器的分析练习。六、学生思考、总结;七、然后教师点评、总结八、布置作业作业布置:教学反思:教案序号17教材章节2.4.3显示译码课时数2节授课内容显示译码内容性质þ理论¨实践授课登记
(可删减行)授课班级地点日期授课班级地点日期教学目标素质目标能通过视频资料和教师理解组合逻辑电路的应用领域。知识目标掌握显示译码的基本原理能力目标会分析显示译码思政元素显示译码在数字电路中的作用,在电子科学技术中的地位教学重点显示译码的分析教学难点显示译码的分析及其应用教学方法1、线上线下资源结合教学;2、讲授、理实一体教学设施电子电工一体化教室线上资源超星学习通线上资源主要教学内容过程设计一、显示译码器显示译码器:将译码器译码结果显示出来。能将输入代码译成相应的高低电平,并利用此电平驱动数码显示器件。数码显示器种类:半导体显示器(LED),液晶显示器(LCD)、荧光数码管等。常见的七段LED显示器外形:常见的七段LED显示器由a,b,c,d,e,f,g七个发光二极管做成条状,按8字形排列组成(如果考虑小数点DP,实际为八段显示)。二极管连接方式:共阴极与共阳极两种。采用共阴极连接时,对应阳极接高电平时字段发光;对共阳极连接,对应阴极接低电平时字段发光。显示效果如下图:显示译码器将BCD代码译成数码管所需要的高低电平,使数码管显示BCD码所代表的十进制数。显示译码器常见型号有:74LS48、CC4511等。二、译码器的应用1.实现逻辑函数因为二进制译码器的每个输出端都表示一个最小项,而任何逻辑函数都可用最小项之和来表示,因此,可利用译码器产生最小项,再外接门电路取得最小项之和,从而得到逻辑函数。例题:试用一片74LS138译码器和门电路实现函数L=AB+BC+AC.解:将逻辑函数转换成最小项表达式,再转换成与非—与非形式。一、考勤;二、课程导入:三、教师讲授1、线上教学视频讲解2.知识点讲解分析四、利用现场教学并组织讨论,讲解;五、老师组织学生完成显示译码的分析练习。六、学生思考、总结;七、然后教师点评、总结八、布置作业作业布置:教学反思:教案序号18教材章节2.5数据选择器和数据分配器课时数2节授课内容数据选择器和数据分配器内容性质þ理论¨实践授课登记
(可删减行)授课班级地点日期授课班级地点日期教学目标素质目标能通过视频资料和教师讲解理解组合逻辑电路的应用领域。知识目标掌握数据选择器和数据分配器及其应用能力目标会分析数据选择器和数据分配器思政元素优先数据选择器和数据分配器在数字电路中的作用,在电子科学技术中的地位教学重点数据选择器和数据分配器的分析教学难点数据选择器和数据分配器的分析及其应用教学方法1、线上线下资源结合教学;2、讲授、理实一体教学设施电子电工一体化教室线上资源超星学习通线上资源主要教学内容过程设计一、数据选择器
其功能相当于单刀多掷开关,D0、D1、D2、D3为数据输入,也称输入变量。A和B的作用是选择哪一个输入变量传送到输出端,称为选择变量,如果有四个输入变量,应有二位选择变量。Y是数据输出。
4 选 1 数据选择器功能表输入输出SABY1××0000D0001D1010D2011D3二、集成数据选择器电路74LS151 的功能表三、数据分配器一、考勤;二、课程导入:三、教师讲授1、线上教学视频讲解2.知识点讲解分析四、利用现场教学并组织讨论,讲解;五、老师组织学生完成数据选择器和数据分配器的分析的分析练习。六、学生思考、总结;七、然后教师点评、总结八、布置作业作业布置:教学反思:教案序号19教材章节3.1触发器基本知识课时数2节授课内容触发器基本知识内容性质þ理论¨实践授课登记
(可删减行)授课班级地点日期授课班级地点日期教学目标素质目标能通过视频资料和教师讲解理解时序逻辑电路的应用领域。知识目标掌握触发器的基本知识能力目标会分析触发器思政元素触发器在数字电路中的作用,在电子科学技术中的地位教学重点触发器的分析教学难点触发器的分析教学方法1、线上线下资源结合教学;2、讲授、理实一体教学设施电子电工一体化教室线上资源超星学习通线上资源主要教学内容过程设计触发器基本知识触发器是一个具有记忆功能的二进制信息存储元件,是构成时序逻辑电路的基本单元。一个触发器能记住 1 位二进制信号(0 或 1),n 个触发器组合在一起就能记忆 n 位二进制信号。1.触发器的基本特点(1)它有两个稳定状态。有两个互补输出端,分别用Q、Q\表示,其中端状态为触发器的状态。Q=1、Q\=0称为1态Q=0、Q\=1称为0态Q=Q\=0或Q=Q\=1称为不定状态(2)在外信号作用下,两个稳态可相互转换(称翻转)(3)它具有记忆功能,无外触发时可维持稳态。2.触发器的分类(1)按功能分:RS触发器、JK触发器、D触发器、T触发器、T,触发器(2)按结构分:基本触发器、时钟触发器。后者又可分为电平触发和边沿触发两大类。一、考勤;二、课程导入:三、教师讲授1、线上教学视频讲解2.知识点讲解分析四、利用现场教学并组织讨论,讲解;五、老师组织学生完成数触发器的分析的分析练习。六、学生思考、总结;七、然后教师点评、总结八、布置作业作业布置:教学反思:教案序号20教材章节3.2基本RS触发器课时数2节授课内容3.2基本RS触发器内容性质þ理论¨实践授课登记
(可删减行)授课班级地点日期授课班级地点日期教学目标素质目标能通过视频资料和教师讲解理解时序逻辑电路的应用领域。知识目标掌握基本RS触发器的基本知识能力目标会分析基本RS触发器思政元素基本RS触发器在数字电路中的作用,在电子科学技术中的地位教学重点基本RS触发器的分析教学难点基本RS触发器的分析教学方法1、线上线下资源结合教学;2、讲授、理实一体教学设施电子电工一体化教室线上资源超星学习通线上资源主要教学内容过程设计一、基本 RS 触发器1.电路组成及符号2.逻辑功能分析QN为触发信号输入前触发器原来的状态,称为现态,为触发信号输入后,触发器从一种状态翻转到另一种的状态,称为次态。(1)真值表(2)特征方程3)状态转换图(状态图)(4)波形图(时序图)设触发器初态为03.基本 RS 触发器的优缺点
优点:电路简单,是构成其他触发器的基础。
缺点:输出受输入信号直接控制,不能定时控制;有约束条件。4.基本RS触发器的应用——消抖动开关电路一、考勤;二、课程导入:三、教师讲授1、线上教学视频讲解2.知识点讲解分析四、利用现场教学并组织讨论,讲解;五、老师组织学生完成基本RS触发器的分析的分析练习。六、学生思考、总结;七、然后教师点评、总结八、布置作业作业布置:教学反思:教案序号21教材章节3.3同步触发器课时数2节授课内容3.3同步触发器内容性质þ理论¨实践授课登记
(可删减行)授课班级地点日期授课班级地点日期电气2211班A4-333(北)教学目标素质目标能通过视频资料和教师讲解理解时序逻辑电路的应用领域。知识目标掌握基本同步触发器的基本知识能力目标会分析同步触发器思政元素同步触发器在数字电路中的作用,在电子科学技术中的地位教学重点同步触发器的分析教学难点同步触发器的分析教学方法1、线上线下资源结合教学;2、讲授、理实一体教学设施电子电工一体化教室线上资源超星学习通线上资源主要教学内容过程设计同步 RS 触发器1.电路组成及符号2.逻辑功能分析(1)真值表(2)特征方程(3)状态转换图(4)波形图触发器CP、R、S波形如图,则Q的波形如下图所示(设触发器初态为0)。同步RS触发器的状态转换分别由R、S和CP控制,其中,R、S控制状态转换的方向,CP控制状态转换的时刻。在CP=0时,触发器不接收信号,保持其状态不变;而当CP=1时,触发器接收输入信号R、S,并随其变化而作相应的变化。3.同步触发器存在的问题(1)空翻现象:在CP=1期间,触发器输出状态的翻转出现两次或两次以上的现象。(2)同步触发器由于 CP 有效时间过长,出现了空翻现象,使触发器的应用受到了限制。一、考勤;二、课程导入:三、教师讲授1、线上教学视频讲解2.知识点讲解分析四、利用现场教学并组织讨论,讲解;五、老师组织学生完成同步触发器的分析的分析练习。六、学生思考、总结;七、然后教师点评、总结八、布置作业作业布置:教学反思:教案序号22教材章节3.4边沿触发器课时数2节授课内容边沿触发器内容性质þ理论¨实践授课登记
(可删减行)授课班级地点日期授课班级地点日期电气2211班A4-333(北)教学目标素质目标能通过视频资料和教师讲解理解时序逻辑电路的应用领域。知识目标掌握边沿触发器的基本知识能力目标会分析边沿触发器思政元素边沿触发器在数字电路中的作用,在电子科学技术中的地位教学重点边沿触发器的分析教学难点边沿触发器的分析教学方法1、线上线下资源结合教学;2、讲授、理实一体教学设施电子电工一体化教室线上资源超星学习通线上资源主要教学内容过程设计边沿触发器一、边沿JK触发器2.逻辑功能描述(1)真值表(2)特征方程(3)状态转换图二、边沿D触发器2.逻辑功能描述(1)真值表2)特征方程(3)状态转换图三. 边沿 T 触发器四、边沿 T′触发器
一、考勤;二、课程导入:三、教师讲授1、线上教学视频讲解2.知识点讲解分析四、利用现场教学并组织讨论,讲解;五、老师组织学生完成边沿触发器的分析的分析练习。六、学生思考、总结;七、然后教师点评、总结八、布置作业作业布置:教学反思:教案序号23教材章节3.5触发器的相互转换课时数2节授课内容触发器的相互转换内容性质þ理论¨实践授课登记
(可删减行)授课班级地点日期授课班级地点日期教学目标素质目标能通过视频资料和教师讲解理解时序逻辑电路的应用领域。知识目标掌握触发器的相互转换能力目标会触发器的相互转换思政元素触发器在数字电路中的作用,在电子科学技术中的地位教学重点触发器的相互转换教学难点触发器的相互转换教学方法1、线上线下资源结合教学;2、讲授、理实一体教学设施电子电工一体化教室线上资源超星学习通线上资源主要教学内容过程设计触发器的相互转换一、考勤;二、课程导入:三、教师讲授1、线上教学视频讲解2.知识点讲解分析四、利用现场教学并组织讨论,讲解;五、老师组织学生完成触发器的相互转换的分析练习。六、学生思考、总结;七、然后教师点评、总结八、布置作业作业布置:教学反思:教案序号24教材章节4.1概述、4.2同步时序逻辑电路的分析方法课时数2节授课内容同步时序逻辑电路的分析方法内容性质þ理论¨实践授课登记
(可删减行)授课班级地点日期授课班级地点日期教学目标素质目标能通过视频资料和教师讲解理解时序逻辑电路的应用领域。知识目标掌握时序逻辑电路的基本知识能力目标会分析时序逻辑电路思政元素时序逻辑电路在数字电路中的作用,在电子科学技术中的地位教学重点时序逻辑电路的分析教学难点时序逻辑电路的分析教学方法1、线上线下资源结合教学;2、讲授、理实一体教学设施电子电工一体化教室线上资源超星学习通线上资源主要教学内容过程设计一、时序逻辑电路概述1、时序逻辑电路的特点及其逻辑功能的表示方法数字电路可以分为两大类:一类是前面介绍过的组合逻辑电路,另一类就是时序逻辑电路。时序逻辑电路的特点是:任意时刻的输出状态不仅取决于当时的输人信号,还与电路原来的状态有关,即时序逻辑电路具有记忆功能。时序逻辑电路的框图如图8-1所示。时序逻辑电路由组合逻辑电路和存储电路两部分组成。存储器件的种类很多,但最常用的是触发器。图8-1中为输入信号,代表输出信号;是存储电路的输入信号,即存储电路的驱动信号;为存储电路的输出信号。X、Y、W、Q之间的关系可以用三个函数来表示:输出方程:驱动方程:状态方程:式中,F、H、G分别为Y、W、Q的系数矩阵:是存储电路输入信号作用前的原状态,称为现态;是存储电路输入信号作用后新的状态,称为次态。可以看出,与组合逻辑电路相比,时序逻辑电路具有以下特点:时序逻辑电路由组合逻辑电路和存储电路两部分组成,具有记忆过去状态的功能。时序逻辑电路加入了反馈通道,将存储电路的输出反馈到输人端,与输入信号共同决定电路的输出信号。所以时序逻辑电路任意时刻的输出由输人和电路的原状态共同决定。时序电路逻辑功能的表示方法有:(1)逻辑方程(时钟方程、驱动方程、状态方程和输出方程);(2)状态转换表;(3)状态转换图;(4)时序图。2、时序逻辑电路的分类时序逻辑电路按照电路触发方式的不同分为同步时序逻辑电路和异步时序運辑电路两大类。电路内所有触发器的时钟信号都接在一起,各触发器的状态在同一个时钟信号下发生改变,称为同步时序逻辑电路。若不是全部而只是部分触发器的时钟信号接在一起,即所有触发器的状态改变不是同时发生的,则称为异步时序逻辑电路。在现代数字系统设计中,时序逻辑电路的设计几乎都是同步时序逻辑系统,这是由现代数字系统的大规模和高速特性决定的。数字计算系统中的的数码寄存器、计数器等都是时序电路的基本单元电路。二、时序逻辑电路分析分析步骤及方法讲述一、考勤;二、课程导入:三、教师讲授1、线上教学视频讲解2.知识点讲解分析四、利用现场教学并组织讨论,讲解;五、老师组织学生完成时序逻辑电路的分析练习。六、学生思考、总结;七、然后教师点评、总结八、布置作业作业布置:教学反思:教案序号25教材章节4.3计数器及其应用课时数4节授课内容计数器及其应用内容性质þ理论¨实践授课登记
(可删减行)授课班级地点日期授课班级地点日期教学目标素质目标能通过视频资料和教师讲解理计数器的应用领域。知识目标掌握计数器及其应用能力目标会应用计数器思政元素计数器在数字电路中的作用,在电子科学技术中的地位教学重点计数器及其应用教学难点计数器及其应用教学方法1、线上线下资源结合教学;2、讲授、理实一体教学设施电子电工一体化教室线上资源超星学习通线上资源主要教学内容过程设计一、计数器类型1、按计数器中各触发器的翻转是否同步,可分为同步计数器和异步计数器。2、按计数进制分为二进制计数器和非二进制计数器。3、按计数集成度分为小规模集成计数器和中规模集成计数器。二、二进制计数器1.工作原理以3位二进制加法计数器为例波形图(2)状态转换图2.集成二进制计数器74LS161是4位二进制同步计数器,具有计数、保持、预置、清零功能。74LS161逻辑符号三、集成十进制计数器(1)集成同步十进制加法计数器 CD4518引脚排列图(2)集成异步计数器 74LS390一、考勤;二、课程导入:三、教师讲授1、线上教学视频讲解2.知识点讲解分析四、利用现场教学并组织讨论,讲解;五、老师组织学生完成计数器及其应用练习。六、学生思考、总结;七、然后教师点评、总结八、布置作业作业布置:教学反思:教案序号26教材章节4.4寄存器课时数2节授课内容寄存器内容性质þ理论¨实践授课登记
(可删减行)授课班级地点日期授课班级地点日期教学目标素质目标能通过视频资料和教师讲授理解寄存器的应用领域。知识目标掌握寄存器及其应用能力目标会应用寄存器思政元素寄存器在数字电路中的作用,在电子科学技术中的地位教学重点寄存器及其应用教学难点寄存器及其应用教学方法1、线上线下资源结合教学;2、讲授、理实一体教学设施电子电工一体化教室线上资源超星学习通线上资源主要教学内容过程设计1、数据寄存器(1)双拍式数据寄存器(2)单拍式数据寄存器2、移位寄存器(1)单向移位寄存器3.集成移位寄存器74LS194是双向4位TTL型集成移位寄存器,除具有清零、保持、实现数据左移、右移功能外,还可实现数码并行输入或串行输入、并行输出或串行输出的功能。(1)引脚排列图
(2)功能一、考勤;二、课程导入:三、教师讲授1、线上教学视频讲解2.知识点讲解分析四、利用现场教学并组织讨论,讲解;五、老师组织学生完成寄存器及其应用练习。六、学生思考、总结;七、然后教师点评、总结八、布置作业作业布置:教学反思:教案序号27教材章节555定时器的结构及其功能课时数2节授课内容555定时器的结构及其功能内容性质þ理论þ实践授课登记
(可删减行)授课班级地点日期授课班级地点日期教学目标素质目标能通过视频资料和教师讲授理解555定时器的应用领域。知识目标掌握555定时器的结构及其功能能力目标会应用555定时器思政元素555定时器在数字电路中的作用,在电子科学技术中的地位教学重点555定时器的结构及其功能教学难点555定时器的结构及其功能教学方法1、线上线下资源结合教学;2、讲授、理实一体教学设施电子电工一体化教室线上资源超星学习通线上资源主要教学内容过程设计1.555定时器的电路结构555定时器内部一般由电阻分压器、电压比较器、基本 RS 触发器、放电管 T等四部分组成。2.555定时器的功能(1)电阻分压器电阻分压器由 3 个 5kΩ电阻串联而成(故称 555),将电源电压分为三等份,作用是为比较器 C1、C2 提供参考电压。(2)电压比较器电压比较器是由两个结构相同的集成运放 C1、C2 构成。C1 用来比较参考电压和高电平触发端电压:当>时,集成运放 C1 输出 0;当<时,集成运放 C1 输出 1。C2 用来比较参考电压和低电平触发端电压:当>时,集成运放 C2 输出为 1;当<时,集成运放 C2 输出为 0。(3)基本 RS 触发器由与非门 G1、G2 构成基本 RS 触发器,比较器 C1 的输出作为基本 RS 触发器的置 0 输入端,若 C1 输出为 0,则=0;比较器 C2 的输出作为基本 RS 触发器的置 1 输入端,若 C2 输出为 0,则=1。端是定时器的复位输入端,若=0,则定时器输出端OUT=0。正常工作时应该使端处于高电平。(4)放电管 T晶体管 T 称为放电管,工作于开关状态,其基极受基本 RS 触发器输出端的控制。当=1 时,三极管饱和导通,放电端 D 通过导通的三极管为外电路提供放电的通路;当=0时,三极管截止,放电通路被截断。一、考勤;二、课程导入:三、教师讲授1、线上教学视频讲解2.知识点讲解分析四、利用现场教学并组织讨论,讲解;五、老师组织学生完成555定时器的结构及其功能练习。六、学生思考、总结;七、然后教师点评、总结八、布置作业作业布置:学反思:教案序号28教材章节5.2555定时器及其应用(一)课时数4节授课内容555定时器及其应用内容性质þ理论þ实践授课登记
(可删减行)授课班级地点日期授课班级地点日期教学目标素质目标能通过视频资料和教师讲授理解555定时器的应用领域。知识目标掌握555定时器的应用能力目标会应用555定时器思政元素555定时器在数字电路中的作用,在电子科学技术中的地位教学重点555定时器的结构及其功能教学难点555定时器的应用教学方法1、线上线下资源结合教学;2、讲授、理实一体教学设施电子电工一体化教室线上资源超星学习通线上资源主要教学内容过程设计课程引入:555定时器最重要的应用就是构成的单稳态触发器、多谐振荡器和施密特触发器讲授新课:一、用555定时器构成的单稳态触发器稳态(2)暂稳态(3)输出脉冲宽t二、用555定时器构成的多谐振荡器多谐振荡器又称矩形波发生器,是一种无稳态电路,只有两个暂稳态。它不需要外加触发信号,只要接通电源就能自动产生一定频率和一定宽度的矩形脉冲。第一暂稳态(2)第二暂稳态振荡周期T两个暂稳态维持时间和的计算公式为振荡周期为。振荡频率为占空比为三、用555定时器构成的施密特触发器施密特触发器有两个稳定的状态,不仅这两个稳定状态的转换需要外加触发信号,而且稳定状态的维持依赖于外加触发信号,因此它是一种电平触发方式的电路。施密特触发器最大的特点是:它可以将不规则变化的波形输入变化成良好的矩形波输出,而且抗干扰能力很强。图中将阈值输入端TH和触发输入端连接在一起作为电路的输入端。假设输入信号波形是三角波,据表9-1很容易分析它的工作过程。当输入电压ui小于时,RS触发器置1,输出uo为高电平,电路处于第一稳态。当输入电压ui上升到时,RS触发器置0,输出uo为低电平,电路处于第二稳态。当输入电ui从最大值下降到时。电路输出又称为高电平,即回到了第一稳态。一、考勤;二、课程导入:三、教师讲授1、线上教学视频讲解2.知识点讲解分析四、利用现场教学并组织讨论,讲解;五、老师组织学生完成555定时器的应用练习。六、学生思考、总结;七、然后教师点评、总结八、布置作业作业布置:教学反思:教案序号29教材章节5.2555定时器及其应用(二)课时数2节授课内容§555定时器应用举例内容性质þ理论þ实践授课登记
(可删减行)授课班级地点日期授课班级地点日期教学目标素质目标能通过视频资料和教师讲授理解555定时器的应用领域。知识目标掌握555定时器应用能力目标会应用555定时器思政元素555定时器在数字电路中的作用,在电子科学技术中的地位教学重点555定时器的应用教学难点555定时器的应用教学方法1、线上线下资源结合教学;2、讲授、理实一体教学设施电子电工一体化教室线上资源超星学习通线上资源主要教学内容过程设计课程引入:555定时器可以构成的单稳态触发器和施密特触发器,它们可以用于定时、分频和波形转换等。讲授新课:一、单稳态触发器的典型应用1.定时单稳态触发器可以构成定时电路,与继电器或驱动放大电路配合,可实现自动控制、定时开关的功能等。2.分频当一个触发脉冲使单稳态触发器进入暂稳状态,在此脉冲以后时间t内,如果再输入其他触发脉冲,则对触发器状态不再起作用;只有当触发器处于和稳定状态时,输入的触发脉冲才起作用,分频电路正是利用这个特性将高频率信号变换为低频率信号,电路如图9-7所示。二、施密特触发器的典型应用施密特的主要作用是使得小幅值干扰不会对反相器产生影响,从而避免了误动作发生。因此斯密特触发器的最主要应用是为了提高抗于扰能力。如果刚好设定在5V的话,那么当电源在5V附近小范围的波动时,就会导致检测电路不停地动作。如果加上一个施密特触发器,就可以设定一个范围了。例如电压跌落到4.7V就断开,但要回升到5V才能导通。另外也可以将它用在复位电路中。其典型应用于波形变换、幅度鉴别和脉冲整形等。1.波形变换可以将任何符合特定条件的输入信号变为对应的矩形波输出信号。2.幅度签别幅度签别如图9-8所示。3.脉冲整形脉冲整形如图9-9所示。一、考勤;二、课程导入:三、教师讲授1、线上教学视频讲解2.知识点讲解分析四、利用现场教学并组织讨论,讲解;五、老师组织学生完成555定时器的应用练习。六、学生思考、总结;七、然后教师点评、总结八、布置作业作业布置:教学反思:教案序号30教材章节6.1模数转换器(ADC)课时数2节授课内容模数转换器(ADC)内容性质þ理论þ实践授课登记
(可删减行)授课班级地点日期授课班级地点日期教学目标素质目标能通过视频资料和教师讲授理解A/D转换器的应用领域。知识目标了解A/D转换器的一般步骤掌握并联比较型A/D转换器、逐次逼近型A/D转换器的电路结构与原理能力目标能理解并联比较型A/D转换器、逐次逼近型A/D转换器的电路结构与原理思政元素A/D转换器在数字电路中的作用,在电子科学技术中的地位教学重点A/D转换器的结构与原理教学难点5A/D转换器的结构与原理教学方法1、线上线下资源结合教学;2、讲授、理实一体教学设施电子电工一体化教室线上资源超星学习通线上资源主要教学内容过程设计课程引入:A/D转换器是将输入的模拟电压转换为输出的数字信号,即将模拟量转换成与其成比例的数字量。实际应用中用到大量的连续变化的物理量,如温度、流量、压力、图像、文字等信号,需要经过传感器变成电信号,但这些电信号是模拟量,它必须变成数字量才能在数字系统中进行加工、处理。因此,A/D转换器是数字电子技术中非常重要
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