数字电子技术完整教案

数字电子技术完整教案

2011-2012第一学期数字电子技术教案

第一次教案一、章节?课题

1.1.1数制

二、教学目的和要求：

掌握数字信号与模拟信号的区别，几种进制之间的转换。

三、重难点分析

进制之间的转换

四、课型:讲授

五、教法:讲授、任务驱动法

六、教具:计算机、多媒体等

七、教学内容与过程：（见教案）八、课后记

1

2011-2012第一学期数字电子技术教案

教学过程

（一）、导入新课

回忆计算机基础中所讲的二进制，引出本次课内容。（二）、讲授新课

一、数字电路概述

1、模拟信号与数字信号区别

2、数字信号的表示:逻辑0和逻辑1（二值数字逻辑）3、、数字电路的基本知

二、进制

十进制、二进制、十六进制、八进制

三、二进制与八进制、十六进制之间的转换详见PPT

2

2011-2012第一学期数字电子技术教案

第二次教案一、章节?课题

1.1.2编码

二、教学目的和要求：

熟悉几种常用的编码

三、重难点分析

8421码、余三码、格雷码的特点。四、课型:讲授

五、教法:讲授、任务驱动法六、教具:计算机、多媒体等七、教学内容与过

程：（见教案）八、课后记

3

2011-2012第一学期数字电子技术教案

教学过程

（一）、导入新课：

提问进制的内容，引出编码的内容。（二）、讲授新课

1.二一十进制编码（BCD码）（1）8421码（2）5421码⑶余3码2.其它常用的

代码

（1）格雷码（又称循环码）

（2）奇偶校验码

（3）字符码

详见PPT

4

2011-2012第一学期数字电子技术教案

第三次教案一、章节?课题

L2逻辑函数

二、教学目的和要求：

掌握逻辑代数三种基本运算，掌握逻辑代数的基本定律和常用公式；

掌握逻辑代数的基本定律的证明方法三、重难点分析

2.逻辑代数的基本定律的证明四、课型:讲授

五、教法:讲授、任务驱动法

六、教具:计算机、多媒体等

七、教学内容与过程：（见教案）八、课后记

5

2011-2012第一学期数字电子技术教案

教学过程

（一）、导入新课

复习编码的定义和常用的编码方式。（二）、讲授新课

一、逻辑代数的变量和正、负逻辑

1、逻辑函数的定义

2、逻辑函数的相等

判断函数相等的方法：1）列举法；（真值表）2）公式证明法。

3、逻辑值的概念

4、高、低电平的概念

5、状态赋值和正、负逻辑的概念二、基本逻辑运算及基本逻辑门1、与运算

2、或运算

3、非运算

6

2011-2012第一学期数字电子技术教案

三、逻辑代数的定律和规则1、基本公式

2、常用公式

3、逻辑代数的3条规则

代入规则、对偶规则、反演规则：四、常用的复合逻辑运算

FAB,,(1)与非逻辑

FAB,,(2)或非逻辑

FACBD,,(3)与或非逻辑

□(4)异或逻辑与同或逻辑FABABAB,,,,

FABABAB=AB,,,,同或:条件A、B相同,则F发生。

详见PPT

7

2011-2012第一学期数字电子技术教案

第四次教案

一、章节?课题

1.2逻辑函数

二、教学目的和要求：

掌握逻辑函数的表示方法及之间的转换;熟练掌握用公式法化简逻辑函数;最小

项的特点和表达式的标准形式;熟练掌握用卡诺图化简逻辑函数含有无关项的逻辑

函数的化简

三、重难点分析

公式法化简逻辑函数;逻辑代数的基本定律的证明；卡诺图化简逻辑函数;含有

无关项的逻辑函数的化简

四、课型:讲授

五、教法:讲授、任务驱动法

六、教具:计算机、多媒体等

七、教学内容与过程：（见教案）

八、课后记

8

2011-2012第一学期数字电子技术教案

教学过程

（一）、导入新课：

复习逻辑函数的定律和规则，引出其表示方法。

（二）、讲授新课

一、逻辑问题的几种表示方法二、卡诺图的画法

三、用卡诺图表示逻辑函数

四、波形图和卡诺图

五、逻辑函数的代数化简法

六、用卡诺图化简逻辑函数

1、合并最小项规则

2、用卡诺图化简逻辑函数

三、用卡诺图化简逻辑函数例题分析详见PPT

9

2011-2012第一学期数字电子技术教案

第五次教案一、章节?课题

2.1脉冲信号

2.2晶体管的开关特性

二、教学目的和要求：

1.掌握脉冲信号主要参数

2.掌握TTL输入负载特性

三、重难点分析

TTL输入负载特性

四、课型:讲授

五、教法:讲授、任务驱动法六、教具:计算机、多媒体等七、教学内容与过

程：（见教案）八、课后记

10

2011-2012第一学期数字电子技术教案

教学过程

（一）、导入新课：

（二）、讲授新课

2.1脉冲信号

脉冲波形的参数-一脉冲幅度Vm、脉冲宽度tw、上升时间tr、

下降时间tf、脉冲周期T、脉冲频率f、占空比q

2.2晶体管的开关特性

1、静态特性

2、动态特性

2.2.1二极管的开关特性

1.静态特性及开关等效电路

2.动态特性：

2.2.2三极管的开关特性

1.静态特性及开关等效电路

(1)截止状态

11

2011-2012第一学期数字电子技术教案

(2)饱和状态

2.三极管的开关时间(动态特性)

(1)开启时间ton

(2)关闭时间toff

详见PPT

12

2011-2012第一学期数字电子技术教案

第六次教案一、章节?课题

2.3基本逻辑门电路及符号

2.4TTL门电路

二、教学目的和要求：

掌握掌握二极管与门、或门工作原理，掌握集电极开路门(0C)门的

特点和应用

三、重难点分析

工作原理分析

四、课型:讲授

五、教法:讲授、任务驱动法

六、教具:计算机、多媒体等

七、教学内容与过程：(见教案)八、课后记

13

2011-2012第一学期数字电子技术教案

教学过程

（一）、导入新课:

（二）、讲授新课

一、二极管与门和或门电路

1.二极管与门电路

2.二极管或门电路

二、三极管非门电路

三、关于高低电平的概念及状态赋值四、TTL与非门工作原理

1、TTL反相器（非门）

2、TTL与非门

五、TTL与非门的电气特性及参数六、集电极开路门（0C门）和三态输出门电

路（TSL门）

1.0C门

2.三态输出门电路（TSL门）

14

2011-2012第一学期数字电子技术教案

（1）三态门工作原理

（2）逻辑符号

（3）三态门应用？

七、数字集成电路使用时应注意的问题

详见PPT

15

2011-2012第一学期数字电子技术教案

第七次教案

一、章节?课题

2.5MOS门路

2.6常用芯片

二、教学目的和要求：

掌握CMOS传输门、CMOS三态门工作原理、常用集成逻辑芯片。三、重难点

分析

CMOS传输门、CMOS三态门工作原理;常用集成逻辑芯片使用四、课型:讲授

五、教法:讲授、任务驱动法

六、教具:计算机、多媒体等

七、教学内容与过程：（见教案）

八、课后记

16

2011-2012第一学期数字电子技术教案

教学过程

（一）、导入新课：

增加场效应管的基础知识，引出本次教学内容（二）、讲授新课

2.5MOS门路

1、场效应管的分类

2、场效应管的特点

3、CMOS电路的优点

4、CMOS传输门

（1）电路结构（2）应用举例：单刀双掷开关。

5、CMOS三态门

2.6常用芯片

1、TTL集成门电路系列

74LS00、74LS02.74LS64.74LS05等集成电路2、CMOS系列门电路

CC4001CC4030、CC407KCC4086、CC4502等集成电路3、找常用芯片进行

multisim进校演示实验。详见PPT

17

2011-2012第一学期数字电子技术教案

第八次教案一、章节?课题

实验一逻辑代数基本概念基础，EWB仿真实验二、教学目的和要求:

掌握EWB仿真软件的常用工具使用方法三、重难点分析

逻辑分析仪的使用

四、课型:讲授

五、教法:讲授、任务驱动法

六、教具:计算机、多媒体等

七、教学内容与过程：（见教案）八、课后记

18

2011-2012第一学期数字电子技术教案

教学过程

（一）、导入新课

小结第一、二章内容，提出仿真实验。（二）、讲授新课

1、介绍EWB元器件库栏

1口，Mil"Za»>1>

J<因为同,]-k凶国KlkFI?.s

I王』「I!.…13um阳匚一

Jr-cMM

2、EWB仪器库栏

数字多用表

函数信号发生器

示波器

字信号发生器

逻辑转换仪

逻辑分析仪

3、以上常用仪器库元件的使用

（1）利用逻辑分析仪化简F,AB,AD,BD,DCE,DA

并求逻辑图

（2）利用字信号发生器给A、B、C、D、E变量送5路信号，用逻辑

分析仪分析输入与输出之间得波形关系。详见PPT

19

2011-2012第一学期数字电子技术教案

第九次教案一、章节?课题

3.1组合逻辑电路分析与设计

3.2常用组合逻辑电路

二、教学目的和要求：

1.掌握组合逻辑电路的分析与设计方法；2.能够读懂集成器件的功能表;

3.掌握用集成器件的使能端实现级联；三、重难点分析

组合逻辑电路的设计和集成器件的使能端实现级联

四、课型:讲授

五、教法:讲授、任务驱动法

六、教具:计算机、多媒体等

七、教学内容与过程：(见教案)

八、课后记

20

2011-2012第一学期数字电子技术教案

教学过程

(一)、导入新课:提问数字电路的种类，提出组合逻辑电路

(二)、讲授新课

,.1.1组合逻辑电路的概述

组合逻辑电路的分析与设计方法

Fl=f1(xl,x2,xn)F2=f2(xl,x2,•••xn)•••Fm=fm(xl,x2,xn)

3.1.2组合逻辑电路的分析方法

1、设计步骤2、例题讲解

3.1.3组合逻辑电路的设计方法

1、设计步骤2、例题讲解

3.2.1加法器和数值比较器

1、加法器的基本概念及工作原理

2、多位数加法器一一741S2833、利用加法器设计组合逻辑电路

4、数值比较器的功能

5、2位数值比较器

6、四位数值比较器74LS857、数值比较器的扩展

详见PPT

21

2011-2012第一学期数字电子技术教案

第十次教案一、章节?课题

3.2常用组合逻辑电路

二、教学目的和要求：

1、看懂器件资料，正确使用器件

2、器件的级联扩展

3、用现有的中规模组件设计组合逻辑电路三、重难点分析

通过学习，进一步巩固组合电路的分析和设计方法。

四、课型:讲授

五、教法:讲授、任务驱动法

六、教具:计算机、多媒体等

七、教学内容与过程：（见教案）

八、课后记

22

2011-2012第一学期数字电子技术教案

教学过程

(一)、导入新课:复习全加器和数值比较器得内容，引出新课。

(二)、讲授新课

,.2.2编码器

一、编码的相关概念

二、普通的二进制编码器

三.优先编码器

1、优先编码的概念

2、设计一个3位二进制优先编码器四、集成编码器

1、集成8线-3线优先编码器74LS148工作原理2、74LS148的级联扩展

3.2.3译码器

一、二进制译码器

1、2线-4线译码器

2、集成二进制译码器：

74HC138工作原理，扩展方法，应用：数据分配器，实现逻辑函数得

方法

3、显示译码器

(1)七段数码显示器

(2)显示译码器

3.2.4数据选择器和数据分配器

23

2011-2012第一学期数字电子技术教案

一、数据选择器

1、8选1数据选择器74LS151

2、用集成数据选择器实现组合逻辑函数

详见PPT

24

2011-2012第一学期数字电子技术教案

第十一次教案一、章节?课题

3.3用中规模集成电路设计其他的组合逻辑电路二、教学目的和要求：

掌握用中规模集成电路设计其他的组合逻辑电路的方法三、重难点分析

用中规模集成电路设计其他的组合逻辑电路的方法四、课型:讲授

五、教法:讲授、任务驱动法

六、教具:计算机、多媒体等

七、教学内容与过程：（见教案）

八、课后记

25

2011-2012第一学期数字电子技术教案教学过程

（一）、导入新课:复习编码器、译码器、数据选择器主要知识点，引出本课。

（二）、讲授新课

3.3.1用数据选择器设计组合逻辑电路

1（要设计电路的变量数与数据选择器的地址数目相等2（要设计电路的逻辑函

数的变量数多于数据选择器的地址数目3（用数据选择器设计组合逻辑电路的步骤:

例题讲解

3.3.2用译码器设计组合逻辑电路

1、用译码器设计组合逻辑电路的一般步骤

2、例题讲解

3.3.2用加法器设计组合逻辑电路

1、用全加器实现代码转换

2、用半加器设计全加器

详见PPT

26

2011-2012第一学期数字电子技术教案

第十二次教案

一、章节?课题

3.4组合逻辑电路分析与设计举例3.5竞争冒险

二、教学目的和要求：

掌握组合逻辑电路分析与设计举例掌握竞争冒险的产生与消除

三、重难点分析

组合逻辑电路设计

四、课型:讲授

五、教法:讲授、任务驱动法六、教具:计算机、多媒体等七、教学内容与过

程：（见教案）八、课后记

27

2011-2012第一学期数字电子技术教案

教学过程

（一）、导入新课:复习数据选择器、译码器实现逻辑函数的方法，引出本课

（二）、讲授新课

3.4组合逻辑电路分析与设计举例

1、锅炉控制系统

2、路灯控制系统

3.5竞争冒险

1、竞争-冒险的产生

1型冒险、0型冒险

2、竞争-冒险的判断

代数法判断，卡诺图法判断，计算机辅助分析判断，实验法判断3、竞争-冒

险的消除

修改逻辑设计，引入选通脉冲，并联滤波电容详见PPT

28

2011-2012第一学期数字电子技术教案

第十三次教案一、章节?课题

实验二译码器及其应用

二、教学目的和要求：

1、掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法2、熟悉数码管的使用

三、重难点分析

集成译码器的逻辑功能和使用方法四、课型:讲授

五、教法:讲授、任务驱动法

六、教具:计算机、多媒体等

七、教学内容与过程：（见教案）

八、课后记

29

2011-2012第一学期数字电子技术教案教学过程

（一）、导入新课:复习译码器的知识，引出本次课（二）、讲授新课

、实验预习要求

1、复习有关译码器和分配器的原理。

2、根据实验任务，画出所需的实验线路及记录表格。二、实验内容（具体参

照实验指导书）

1、数据拨码开关的使用。

2、74LS138译码器逻辑功能测试

3、用74LS138构成时序脉冲分配器

4、用两片74LS138组合成一个4线一16线译码器，并进行实验。三、实验

报告

1、画出实验线路，把观察到的波形画在坐标纸上，并标上对应的地址码。

2、对实验结果进行分析、讨论。

详见PPT

30

2011-2012第一学期数字电子技术教案

第十四次教案一、章节?课题

4.1触发器

二、教学目的和要求：

掌握几种触发器的工作原理、逻辑功能，及不同逻辑功能触发器之

间实现逻辑功能转换的简单方法

三、重难点分析

触发器的逻辑功能

四、课型:讲授

五、教法:讲授、任务驱动法

六、教具:计算机、多媒体等

七、教学内容与过程：（见教案）

八、课后记

31

2011-2012第一学期数字电子技术教案

教学过程

（一）、导入新课:MSI组合逻辑电路的分析特点,步骤,引出本次

课

（二）、讲授新课

4.1.1基本RS触发器

1、次态Qn+1的卡诺图

2、特性方程

3、状态图

4、波形图

5、小结

4.1.2同步RS触发器

1（同步RS触发器的电路结构

2（逻辑功能

3（触发器功能的几种表示方法

（1）特性方程（2）状态转换图（3）驱动表（4）波形图

4.1.3主从RS触发器

1（电路结构2、工作原理

（1）接收输入信号过程⑵输出信号过程3.功能表（只在CP从1变为0时有效）

4.工作波形（时序图，设初态为0）5、异步输入端的作用

详见PPT

32

2011-2012第一学期数字电子技术教案

第十五次教案一、章节?课题

4.1触发器

二、教学目的和要求：

掌握几种触发器的工作原理、逻辑功能，及不同逻辑功能触发器之间

实现逻辑功能转换的简单方法

三、重难点分析

触发器的逻辑功能

四、课型:讲授

五、教法:讲授、任务驱动法

六、教具:计算机、多媒体等

七、教学内容与过程：（见教案）

八、课后记

33

2011-2012第一学期数字电子技术教案

教学过程

（一）、导入新课：

（二）、讲授新课

4.1.4主从JK触发器

1（电路结构

2（逻辑功能

4.1.5D触发器

一、维持一阻塞边沿D触发器

1（D触发器的逻辑功能

2（维持一阻塞边沿D触发器的结构及工作原理（1）同步D触发器：

（2）维持一阻塞边沿D触发器

二、CMOS主从结构的边沿触发器

1（电路结构：由CMOS逻辑门和CMOS传输门组成主从D触发器。2（工作原理

3（具有直接置0端RD和直接置1端SD的CMOS边沿D触发器4.1.6T触发器

（1）特性方程（2）状态转换图（3）驱动表

（4）波形图

4.1.7触发器逻辑功能的转换

1.触发器逻辑功能转换的意义及方法

2.转换的方法详见PPT

34

2011-2012第一学期数字电子技术教案

第十六次教案

一、章节?课题

4.2时序逻辑电路分析

二、教学目的和要求：

掌握时序逻辑电路分析方法三、重难点分析

时序逻辑电路分析方法

四、课型:讲授

五、教法:讲授、任务驱动法六、教具:计算机、多媒体等七、教学内容与过

程：（见教案）八、课后记

35

2011-2012第一学期数字电子技术教案教学过程

（一）、导入新课:复习触发器的工作特点，引出时序逻辑电路。（二）、讲授新

1、时序逻辑电路定义

2、电路构成

3、分析步骤

（1）写出电路的驱动方程和输出方程。（如果是异步时序电路则还要列出CP方

程）

（2）将驱动方程代入触发器的特性方程，求出电路的状态方程（Qn+1表达式）。

（4）根据次态方程列出电路的状态转换表，并画出电路的状态转换图和时序

图。

（5）用时序图和文字描述电路的逻辑功能。

4、分析举例

详见PPT

36

2011-2012第一学期数字电子技术教案

第十七次教案一、章节?课题

4.3寄存器

二、教学目的和要求：

掌握寄存器的工作原理、逻辑功能三、重难点分析

利用寄存器进行时序逻辑电路的设计四、课型:讲授

五、教法:讲授、任务驱动法六、教具:计算机、多媒体等七、教学内容与过

程：（见教案）八、课后记

37

2011-2012第一学期数字电子技术教案

教学过程

（一）、导入新课:触发器按逻辑功能分类，各自功能表，引出本次

课

（二）、讲授新课

4.3.1数码寄存器

1（由D触发器构成的数码寄存器2（由D型锁存器构成的数码寄存器4.3.2移

位寄存器

1（单向移位寄存器

2（双向移位寄存器

3.集成双向移位寄存器--74LS194

4.3.3寄存器的应用实例1（数据显示锁存器

2（序列脉冲信号发生器

3.顺序脉冲发生器

（1）顺序正脉冲

（2）顺序负脉冲

详见PPT

38

2011-2012第一学期数字电子技术教案

第十八次教案一、章节?课题

4.4计数器

二、教学目的和要求：

掌握计数器的工作原理、逻辑功能三、重难点分析

利用计数器进行时序逻辑电路的设计四、课型:讲授

五、教法:讲授、任务驱动法六、教具:计算机、多媒体等七、教学内容与过

程：（见教案）八、课后记

39

2011-2012第一学期数字电子技术教案

教学过程

（一）、导入新课:复习寄存器的相关内容，引出本次课（二）、讲授新课

一、二进制同步计数器

二、三位二进制同步可逆计数器

三、十进制同步计数器

四、异步二进制计数器

五、异步十进制计数器------741s90:二-五-十进制计数器六、任意N进制计

数器的构成

常用数字集成电路计数器芯片

用M进制集成计数器构成N进制计数

3、计数容量的扩展

详见PPT

40

2011-2012第一学期数字电子技术教案

第十九次教案一、章节?课题

4.5同步时序逻辑电路的设计二、教学目的和要求：

掌握同步时序逻辑电路的设计方法三、重难点分析

利用计数器进行时序逻辑电路的设计四、课型:讲授

五、教法:讲授、任务驱动法六、教具:计算机、多媒体等七、教学内容与过

程：（见教案）八、课后记

41

2011-2012第一学期数字电子技术教案

教学过程

（一）、导入新课:复习寄存器的相关内容，引出本次课（二）、讲授新课

时序电路的设计步骤：

计数器是典型的时序逻辑电路，它的设计具有普遍性，我们以同步计数器为例

来讲述同步时序逻辑电路的设计过程。同步计数器设计的一般步骤为：

1.分析设计要求，确定触发器数目和类型；

2.选择状态编码；

3.求状态方程，驱动方程；

4.根据驱动方程画逻辑图；

5.检查能否自启动。

举例分析（详见PPT）

详见PPT

42

2011-2012第一学期数字电子技术教案

第二十次教案一、章节?课题

5.1施密特触发器

5.2单稳态触发器

二、教学目的和要求：

掌握施密特触发器、单稳态触发器三、重难点分析

施密特触发器、单稳态触发器四、课型:讲授

五、教法:讲授、任务驱动法六、教具:计算机、多媒体等七、教学内容与过

程：（见教案）八、课后记

43

2011-2012第一学期数字电子技术教案教学过程

（一）、讲授新课

5.1施密特触发器

1、在性能上有两个重要的特点：

输入信号从低电平上升的过程中电路状态转换时对应的输入电平，与输入信号

从高电平下降过程中对应的输入转换电平不同。在电路状态转换时，通过电路内

部的正反馈过程使输出电压波形的边沿变得很陡。

2、分析:用门电路组成的施密特触发器

3、施密特触发器的应用

5.2单稳态触发器

1、单稳态触发器的特点：

2、单稳态触发器在数字电路中的作用：

3、微分型单稳态触发器

4、主要参数

5、触发类型一不可重复触发型与可重复触发型

详见PPT

44

2011-2012第一学期数字电子技术教案

第二十一次教案一、章节?课题

实验三计数器及其应用

二、教学目的和要求：

1、学习用集成触发器构成计数器的方法2、掌握中规模集成计数器的使用及

功能测试方法3、运用集成计数计构成1,N分频器三、重难点分析

利用计数器进行时序逻辑电路

四、课型:讲授

五、教法:讲授、任务驱动法

六、教具:计算机、多媒体等

七、教学内容与过程：（见教案）

八、课后记

45

2011-2012第一学期数字电子技术教案教学过程

（一）、讲授新课

1、用CC4013或74LS74D触发器构成4位二进制异步加法计数器。2、测试

CC40192或74LS192同步十进制可逆计数器的逻辑功能3、将两位十进制加法计数

器改为两位十进制减法计数器，实现由99—00递减计数，记录之。

4、按实验指导书图9—4电路进行实验，记录之。

5、按实验指导书图9—5,或图9—6进行实验，记录之。6、设计一个数字钟

移位60进制计数器并进行实验。

详见PPT

46

2011-2012第一学期数字电子技术教案

第二十二次教案

一、章节?课题

5.3多谐振荡器

5.4555定时器及其应用

二、教学目的和要求：

掌握同步时序逻辑电路的设计方法三、重难点分析

利用计数器进行时序逻辑电路的设计四、课型:讲授

五、教法:讲授、任务驱动法六、教具:计算机、多媒体等七、教学内容与过

程：（见教案）八、课后记

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2011-2012第一学期数字电子技术教案教学过程

（一）、导入新课:复习寄存器的相关内容，引出本次课（二）、讲授新课

5.3多谐振荡器

1（多谐振荡器没有稳定状态，只有两个暂稳态。2（通过电容的充电和放电，

使两个暂稳态相互交替，从而产生自激振荡，无需外触发。

3（输出周期性的矩形脉冲信号，由于含有丰富的谐波分量，故称作多谐振荡

器。

对称式多谐振荡器;RC环形多谐振荡器

5.4555定时器及其应用

1、555定时器简介

2、555定时器的电路结构与符号

3、555定时器构成施密特触发器分析

4、555定时器构成单稳态触发器分析

详见PPT

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2011-2012第一学期数字电子技术教案

第二十三次教案

一、章节?课题

实验四移位寄存器及其应用

二、教学目的