数字电路的应用教学设计(学案)
电子技术基础》数字电路教案(张兴龙主编教材)
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《电子技术基础》数字电路教案(张兴龙主编教材)一、教学目标1. 理解数字电路的基本概念、特点和分类。
2. 掌握逻辑门、逻辑函数及其转换方法。
3. 熟悉常用的逻辑门电路及其应用。
4. 能够分析简单的数字电路系统。
二、教学内容1. 数字电路的基本概念数字信号与模拟信号的区别数字电路的组成与特点数字电路的分类2. 逻辑门与门、或门、非门、异或门、同或门等基本逻辑门的功能和真值表逻辑门的符号表示方法逻辑门的电路实现方法3. 逻辑函数及其转换方法逻辑函数的定义和表示方法逻辑函数的代数化简方法逻辑函数的卡诺图化简方法4. 常用的逻辑门电路及其应用与非门、或非门、与门、或门等电路的原理和应用缓冲器、反相器、多路选择器、编码器等电路的原理和应用5. 数字电路系统分析数字电路系统的组成和特点数字电路系统的设计方法数字电路系统的仿真与测试方法三、教学方法1. 采用讲授法,讲解数字电路的基本概念、逻辑门的功能和应用。
2. 采用案例分析法,分析具体的逻辑函数和逻辑门电路。
3. 采用实践操作法,让学生动手搭建简单的数字电路系统,提高实际操作能力。
四、教学准备1. 教学课件:制作相关的教学课件,图文并茂地展示教学内容。
2. 实验器材:准备数字电路实验板、逻辑门电路芯片等实验器材。
3. 教学软件:准备数字电路仿真软件,用于电路仿真和测试。
五、教学评价1. 课堂参与度:观察学生在课堂上的发言和提问情况,评估学生的参与度。
2. 作业完成情况:评估学生完成作业的质量和速度。
3. 实验报告:评估学生在实验中的操作能力和对实验结果的分析能力。
4. 期末考试:设置相关的试题,评估学生对数字电路知识的掌握程度。
六、教学难点与解决策略1. 教学难点:逻辑函数的化简方法及数字电路系统的设计。
2. 解决策略:通过案例分析和实践操作,让学生反复练习逻辑函数的化简方法,以及数字电路系统的设计步骤。
提供辅导资料和在线解答,帮助学生解决疑难问题。
七、教学进度安排1. 课时:共计40课时,每课时45分钟。
数字电子技术教案
![数字电子技术教案](https://img.taocdn.com/s3/m/fb8ec9630a4c2e3f5727a5e9856a561252d321b7.png)
数字电子技术教案一、教学目标1. 知识与技能:(1)理解数字电路的基本概念,包括逻辑门、逻辑函数、逻辑代数等;(2)掌握基本逻辑门电路的原理和应用,包括与门、或门、非门、异或门等;(3)学会使用逻辑门电路实现简单的数字电路功能,如编码器、译码器、半加器等;(4)了解数字电路的设计方法,能够设计简单的数字电路系统。
2. 过程与方法:(1)通过观察、分析逻辑门电路的实物和原理图,培养学生的观察和分析能力;(2)通过动手搭建逻辑门电路,培养学生的实践操作能力;(3)通过设计简单的数字电路,培养学生的创新设计能力。
3. 情感态度与价值观:(1)培养学生对数字电路的兴趣,激发学生学习数字电路的积极性;(2)培养学生团队合作的精神,提高学生沟通协作能力;(3)培养学生勇于探索、严谨治学的科学态度。
二、教学内容1. 数字电路的基本概念(1)逻辑门的概念及其分类;(2)逻辑函数的概念及其表示方法;(3)逻辑代数的概念及其基本运算法则。
2. 基本逻辑门电路(1)与门电路的原理及其应用;(2)或门电路的原理及其应用;(3)非门电路的原理及其应用;(4)异或门电路的原理及其应用。
3. 数字电路的设计方法(1)组合逻辑电路的设计方法;(2)时序逻辑电路的设计方法;(3)数字电路系统的整体设计方法。
三、教学重点与难点1. 教学重点:(1)逻辑门电路的原理及其应用;(2)数字电路的设计方法。
2. 教学难点:(1)逻辑函数的表示方法及其基本运算法则;(2)数字电路系统的整体设计方法。
四、教学方法1. 讲授法:讲解逻辑门电路的原理、逻辑函数的表示方法及数字电路的设计方法;2. 演示法:展示逻辑门电路的实物和原理图,让学生更直观地理解逻辑门电路;3. 实践操作法:让学生动手搭建逻辑门电路,提高学生的实践操作能力;4. 案例分析法:分析实际应用中的数字电路案例,帮助学生更好地理解数字电路的应用。
五、教学准备1. 教学材料:教材、课件、实验器材(如逻辑门电路模块、导线、连接器等);2. 教学工具:投影仪、电脑、实验桌、示波器等;3. 实验器材:逻辑门电路模块、导线、连接器、开关、灯泡等。
(完整版)数字电路教案
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课题:第1章数字电路基础知识1。
1 预备知识1.2 数制和码制目的与要求:了解本门课程的基本内容;了解数字电路的特点及应用、分类及学习方法;掌握二、八、十、十六进制的表示方法及相互转换;知道8421BCD码、余三码、格雷码的意义及表示方法。
重点与难点:重点:数制与码制的表示方法;难点:二、八、十六进制的转换。
复习(提问):什么是模拟信号模拟电路;什么是二进制代码.提纲第1章数字电路基础知识1.1 预备知识1 . 1 . 1 数字信号和数字电路1、数字信号与模似信号2、模拟电路与数字电路1 . 1 。
2 数字电路的分类1、按电路类型分类2、按集成度分类3、按半导体的导电类型分类1 . 1 . 3 数字电路的优点1、易集成化2、抗干扰能力强,可靠性高3、便于长期存贮4、通用性强,成本低,系列多5、保密性好1 .1 。
4 脉冲波形的主要参数1.脉冲幅度Um2.脉冲上升时间3.脉冲下降时间4.脉冲宽度5.脉冲周期6.脉冲频率7.占空比q1。
2 数制和码制1 。
2 。
1 数制一、十进制二、二进制三、八进制和十六进制1 。
2 。
2 不同数制间的转换一、各种数制转换成十进制二、十进制转换为二进制三、二进制与八进制、十六进制间相互转换1 .2 。
3 二进制代码一、二—十进制代码8421码、5421码和余3码二、可靠性代码1.格雷码2.奇偶校验码作业:P42 1.2。
3.4第1章数字电路基础知识1。
1预备知识1 . 1 。
1 数字信号和数字电路电信号—随时间变化的电流或电压。
1、数字信号与模似信号模拟信号—幅度随时间连续变化数字信号—断续变化(离散变化),时间上离散幅值上整量化,多采用0、1二种数值组成又称二进制信号。
举例P1图1.1.1。
2、模拟电路与数字电路模拟电路—传输或处理模拟信号的电路,如:电压、功率放大等;数字电路 - 处理、传输、存储、控制、加工、算运算、逻辑运算、数字信号的电路。
如测电机转速:电机-光电转换-整形-门控—计数器—译码器-显示时基电路1 。
数字电路教学设计方案
![数字电路教学设计方案](https://img.taocdn.com/s3/m/a1658ea5900ef12d2af90242a8956bec0875a512.png)
一、教学目标1. 知识目标:(1)使学生掌握数字电路的基本概念、基本原理和基本分析方法;(2)使学生熟悉常用数字电路的基本电路和器件;(3)使学生能够运用数字电路知识解决实际问题。
2. 能力目标:(1)培养学生分析、设计、调试和测试数字电路的能力;(2)培养学生运用数字电路知识解决实际问题的能力;(3)培养学生团队合作和交流沟通的能力。
3. 素质目标:(1)培养学生的创新精神和实践能力;(2)培养学生的严谨求实、团结协作的职业道德;(3)培养学生的社会责任感和国家意识。
二、教学内容1. 数字电路基本概念及基本原理;2. 逻辑门电路;3. 组合逻辑电路;4. 时序逻辑电路;5. 数制及编码;6. 脉冲信号;7. 数模转换与模数转换;8. 数字电路实验。
三、教学方法1. 讲授法:系统讲解数字电路的基本概念、基本原理和基本分析方法;2. 案例分析法:通过典型实例分析,使学生掌握数字电路的应用;3. 实验教学法:通过实验,使学生掌握数字电路的调试和测试方法;4. 互动教学法:鼓励学生积极参与课堂讨论,提高课堂氛围;5. 作业与习题讲解法:通过作业和习题,巩固学生对数字电路知识的掌握。
四、教学过程1. 导入:通过实例引入数字电路的概念,激发学生的学习兴趣;2. 讲解:系统讲解数字电路的基本概念、基本原理和基本分析方法;3. 案例分析:通过典型实例分析,使学生掌握数字电路的应用;4. 实验教学:引导学生完成实验,掌握数字电路的调试和测试方法;5. 课堂讨论:鼓励学生积极参与课堂讨论,提高课堂氛围;6. 作业与习题讲解:通过作业和习题,巩固学生对数字电路知识的掌握;7. 总结:对本节课所学内容进行总结,强调重点和难点。
五、教学评价1. 课堂表现:观察学生在课堂上的发言、讨论和实验操作情况;2. 作业与习题完成情况:检查学生对数字电路知识的掌握程度;3. 实验报告:评估学生在实验过程中的操作能力和分析能力;4. 期末考试:检验学生对数字电路知识的综合运用能力。
数字电路教案
![数字电路教案](https://img.taocdn.com/s3/m/bd3c7eb4d5d8d15abe23482fb4daa58da0111c23.png)
数字电路教案一、教学目标本教案旨在让学生掌握数字电路的基本概念、基本原理和基本设计方法,能够熟练运用数字电路的知识解决实际问题。
二、教学内容1.数字电路的基本概念2.数字电路的基本原理3.数字电路的基本设计方法4.数字电路的应用实例三、教学重点1.数字电路的基本概念2.数字电路的基本原理3.数字电路的基本设计方法四、教学难点1.数字电路的应用实例2.数字电路的设计思路五、教学方法1.讲授法2.实验法3.课堂讨论法六、教学过程1. 数字电路的基本概念(1)数字电路的定义数字电路是由数字电子元器件组成的电路,它能够对数字信号进行处理和控制。
(2)数字信号的特点数字信号是一种离散的信号,它的取值只有两种:0和1。
数字信号具有以下特点:•可靠性高•抗干扰能力强•可以进行数字处理(3)数字电路的分类数字电路可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两种。
组合逻辑电路是指由多个逻辑门组成的电路,它的输出只与输入有关,与时间无关。
时序逻辑电路是指由多个触发器和逻辑门组成的电路,它的输出不仅与输入有关,还与时间有关。
2. 数字电路的基本原理(1)逻辑门逻辑门是数字电路中最基本的元件,它能够对输入信号进行逻辑运算,得到输出信号。
常见的逻辑门有与门、或门、非门、异或门等。
(2)布尔代数布尔代数是一种逻辑代数,它用于描述逻辑运算的规律和方法。
布尔代数的基本运算包括与运算、或运算、非运算等。
(3)卡诺图卡诺图是一种用于化简布尔代数表达式的图形化方法。
卡诺图的基本原理是将布尔代数表达式转化为一个二维的真值表,然后通过对真值表进行分组,得到化简后的表达式。
3. 数字电路的基本设计方法(1)数字电路的设计流程数字电路的设计流程包括以下几个步骤:•确定数字电路的功能要求•选择适当的逻辑门和触发器•组合逻辑电路的设计•时序逻辑电路的设计•电路的仿真和测试(2)数字电路的设计思路数字电路的设计思路包括以下几个方面:•确定数字电路的输入和输出•确定数字电路的功能要求•根据功能要求选择适当的逻辑门和触发器•根据逻辑门和触发器的特性设计电路4. 数字电路的应用实例(1)计数器计数器是一种常见的数字电路,它能够对输入信号进行计数,并输出计数结果。
数字电路基础教案(共5篇)
![数字电路基础教案(共5篇)](https://img.taocdn.com/s3/m/f312b43617fc700abb68a98271fe910ef12dae0c.png)
数字电路基础教案(共5篇)第一篇:数字电路基础教案第7章数字电路基础【课题】7.1 概述【教学目的】1.让学生了解数字电子技术对于认知数码世界的重要现实意义,培养学生学习该科目的浓厚兴趣。
2.明确该科目的学习重点和学习方法。
【教学重点】1.电信号的种类和各自的特点。
2.数字信号的表示方法。
3.脉冲波形主要参数的含义及常见脉冲波形。
4.数字电路的特点和优越性。
【教学难点】数字信号在日常生活中的应用。
【教学方法】讲授法,讨论法【参考教学课时】1课时【教学过程】一、新授内容7.1.1 数字信号与模拟信号1.模拟信号:在时间和数值上是连续变化的信号称为模拟信号。
2.数字信号:在时间和数值上是离散的信号称为数字信号。
讨论:请同学们列举几种常见的数字信号和模拟信号。
7.1.2 脉冲信号及其参数1.脉冲信号的定义:在瞬间突然变化、作用时间极短的电压或电流信号。
2.脉冲的主要参数:脉冲幅值Vm、脉冲上升时间tr、脉冲下降时间tf、脉冲宽度tW、脉冲周期T及占空比D。
7.1.3 数字电路的特点及应用特点:1.电路结构简单,便于实现数字电路集成化。
2.抗干扰能力强,可靠性高。
(例如手机)3.数字电路实际上是一种逻辑运算电路,电路分析与设计方法简单、方便。
4.数字电路可以方便地保存、传输、处理数字信号。
(例如计算机)5.精度高、功能完备、智能化。
(例如数字电视和数码照相机)应用:数字电路在家电产品、测量仪器、通信设备、控制装置等领域得到广泛的应用,数字化的发展前景非常宽阔。
讨论:1.你用过哪些数字电路产品,请列出1~2个较为典型的例子,并就其中一个产品说明它的功能及优点和缺点。
二、课堂小结1.数字信号与模拟信号的概念2.脉冲信号及其参数3.数字电路的特点及应用三、课堂思考讨论:谈谈如何才能学好数字电路课程?四、课后练习P143思考与练习题:1、2、3。
【课题】7.2 常用数制与编码【教学目的】1.掌握二进制、十进制、十六进制数的表示方法及数制间的相互转换。
电子技术应用《数电》教案
![电子技术应用《数电》教案](https://img.taocdn.com/s3/m/fd693144974bcf84b9d528ea81c758f5f61f29d0.png)
电子技术应用《数电》教案一、教学目标1. 知识与技能:(1)了解数字电路的基本概念、特点和分类;(2)掌握逻辑门、逻辑函数及其最小化方法;(3)熟悉常用的逻辑门电路及其应用;(4)理解数字电路的设计方法和工作原理。
2. 过程与方法:(1)通过实例分析,培养学生的动手能力和实际问题解决能力;(2)利用Multisim等仿真软件,进行电路仿真,提高学生的实践能力。
3. 情感态度与价值观:(1)培养学生对电子技术的兴趣和好奇心;(2)培养学生团队合作精神,提高沟通与协作能力。
二、教学内容第1课时:数字电路概述1. 数字电路的基本概念2. 数字电路的特点和分类第2课时:逻辑门1. 逻辑门的基本概念2. 逻辑门电路及其符号表示3. 常用逻辑门电路及其功能第3课时:逻辑函数及其最小化1. 逻辑函数的定义及其表示方法2. 逻辑函数的最小化方法(卡诺图法、Karnaugh图法)第4课时:组合逻辑电路1. 组合逻辑电路的定义及其分类2. 常用组合逻辑电路及其应用3. 组合逻辑电路的设计方法第5课时:时序逻辑电路1. 时序逻辑电路的定义及其分类2. 常用时序逻辑电路及其功能3. 时序逻辑电路的设计方法三、教学资源1. 教材:《数字电路》2. 课件:PPT或其他演示文稿3. 实验设备:Multisim等电路仿真软件、逻辑门电路实验板四、教学评价1. 课堂问答:检查学生对基本概念、原理的理解和掌握程度;2. 课后作业:巩固学生对课堂所学知识的理解和应用能力;3. 实验报告:评估学生在实际操作中的动手能力和问题解决能力。
五、教学建议1. 注重基本概念的讲解,让学生理解数字电路的基本原理;2. 通过实例分析和电路仿真,提高学生的实践能力;3. 鼓励学生提问和发表自己的观点,培养学生的思考能力和团队合作精神;4. 及时进行教学评价,调整教学进度和方法,确保教学效果。
六、教学内容第6课时:数字电路的仿真与实验1. 介绍Multisim等电路仿真软件的使用方法2. 利用仿真软件进行逻辑门电路的仿真实验3. 分析仿真实验结果,验证逻辑门电路的功能第7课时:半加器和全加器1. 半加器和全加器的定义及其功能2. 半加器和全加器的电路实现3. 利用仿真软件进行半加器和全加器的仿真实验第8课时:编码器、译码器和多路选择器1. 编码器、译码器和多路选择器的定义及其功能2. 常用编码器、译码器和多路选择器的电路实现3. 利用仿真软件进行编码器、译码器和多路选择器的仿真实验第9课时:数字电路的设计方法与实践1. 组合逻辑电路的设计方法2. 时序逻辑电路的设计方法3. 学生分组进行数字电路设计实践,选取合适的逻辑门和时序元件,完成特定功能的电路设计第10课时:课程总结与拓展1. 对本门课程的主要内容进行总结2. 分析数字电路在实际应用中的重要性3. 提出数字电路在后续课程和实际工程中的应用拓展七、教学方法1. 采用讲授法讲解基本概念和原理,引导学生理解数字电路的基本知识;2. 利用演示法展示逻辑门电路的仿真实验,让学生直观地了解电路的工作原理;3. 采用实验法让学生动手进行数字电路的设计和仿真,培养学生的实践能力;4. 运用讨论法鼓励学生提问和发表观点,激发学生的思考和创新能力。
电子技术应用《数电》教案
![电子技术应用《数电》教案](https://img.taocdn.com/s3/m/c1ff8b37b94ae45c3b3567ec102de2bd9705de11.png)
电子技术应用《数电》教案第一章:数字电路基础1.1 数字电路概述了解数字电路的定义、特点和应用领域熟悉数字电路与模拟电路的区别1.2 数制和码制学习二进制、八进制、十六进制的表示方法掌握不同码制(如ASCII码、BCD码)的转换方法1.3 逻辑门学习与门、或门、非门、异或门等基本逻辑门电路掌握逻辑门的功能和真值表第二章:组合逻辑电路2.1 组合逻辑电路概述了解组合逻辑电路的定义和特点熟悉组合逻辑电路的分类和应用2.2 常用组合逻辑电路学习译码器、编码器、多路选择器、多路分配器等电路掌握组合逻辑电路的设计方法2.3 组合逻辑电路的设计实例设计一个4x1多路选择器设计一个全加器第三章:时序逻辑电路3.1 时序逻辑电路概述了解时序逻辑电路的定义和特点熟悉时序逻辑电路的分类和应用3.2 触发器学习SR触发器、JK触发器、T触发器、CTR触发器等电路掌握触发器的真值表、时序图和功能3.3 时序逻辑电路的设计实例设计一个2位同步计数器设计一个顺序检测器第四章:数字电路仿真4.1 数字电路仿真概述了解数字电路仿真的定义和意义熟悉数字电路仿真工具的使用4.2 常用数字电路仿真工具学习Multisim、Proteus等仿真工具的基本操作掌握仿真工具中元器件的选型和连接方法4.3 数字电路仿真实例利用仿真工具验证组合逻辑电路的功能利用仿真工具验证时序逻辑电路的功能第五章:数字电路实验5.1 数字电路实验概述了解数字电路实验的目的和意义熟悉数字电路实验步骤和注意事项5.2 数字电路实验器材和仪器学习数字电路实验所需的器材和仪器使用方法掌握实验器材和仪器的连接和调试方法5.3 数字电路实验实例完成一个组合逻辑电路的实验完成一个时序逻辑电路的实验第六章:数字电路测试与维护6.1 数字电路测试概述理解数字电路测试的目的和方法熟悉测试用例的设计和测试过程6.2 数字电路测试方法学习静态测试和动态测试两种方法掌握测试电路的搭建和测试结果的分析6.3 数字电路维护与故障排除了解数字电路维护的基本原则学习故障排除的步骤和方法第七章:数字系统设计流程7.1 数字系统设计概述理解数字系统设计的基本流程熟悉各个设计阶段的任务和目标7.2 需求分析与规格说明学习如何进行需求分析掌握编写数字系统规格说明书的方法7.3 数字系统设计实现学习数字系统设计的具体步骤掌握硬件描述语言(如Verilog)的使用第八章:数字信号处理器(DSP)8.1 DSP概述理解DSP的定义、特点和应用熟悉DSP与其他处理器的比较8.2 DSP的结构与工作原理学习DSP的内部结构和工作流程掌握DSP的指令集和编程方法8.3 DSP应用实例学习DSP在音频处理、图像处理等领域的应用设计一个简单的DSP应用系统第九章:数字电路与系统的安全与保护9.1 数字电路与系统的安全了解数字电路与系统的安全问题学习加密算法和数字签名技术9.2 硬件安全措施学习物理不可克隆功能(PUF)和硬件安全模块(HSM)掌握安全启动和安全存储的实现方法9.3 系统保护与版权保护了解系统保护的重要性学习数字版权管理(DRM)和软件保护的方法第十章:未来数字电路技术的发展趋势10.1 新兴数字电路技术了解量子计算、神经形态计算等新兴技术学习这些技术对传统数字电路的影响10.2 数字电路设计的未来趋势分析数字电路设计的发展方向探讨可持续发展和环保在数字电路设计中的作用10.3 教育与培训强调终身学习在数字电路技术发展中的重要性探讨在线教育和虚拟实验室在数字电路教学中的应用重点和难点解析一、数字电路基础:理解不同数制和码制之间的转换,以及逻辑门的功能和真值表。
大学数字电路优秀教案
![大学数字电路优秀教案](https://img.taocdn.com/s3/m/214424494531b90d6c85ec3a87c24028915f85e6.png)
课程名称:数字电路授课班级:电子信息工程1班授课时间:第2周授课学时:2学时教学目标:1. 知识目标:(1)掌握组合逻辑电路的基本概念和特点。
(2)熟悉常用的组合逻辑电路,如逻辑门、编码器、译码器、多路选择器等。
(3)了解组合逻辑电路的设计方法和设计流程。
2. 能力目标:(1)能够分析组合逻辑电路的工作原理。
(2)能够根据实际需求设计简单的组合逻辑电路。
(3)能够运用所学知识解决实际问题。
3. 素质目标:(1)培养严谨的科学态度和良好的学习习惯。
(2)提高学生的团队合作能力和创新能力。
教学重点:1. 组合逻辑电路的基本概念和特点。
2. 常用组合逻辑电路的工作原理。
3. 组合逻辑电路的设计方法和设计流程。
教学难点:1. 复杂组合逻辑电路的设计与优化。
2. 组合逻辑电路在实际应用中的问题分析。
教学内容:一、组合逻辑电路的基本概念和特点1. 组合逻辑电路的定义及特点。
2. 组合逻辑电路的符号表示。
二、常用组合逻辑电路1. 逻辑门电路:与门、或门、非门、异或门等。
2. 编码器:二进制编码器、十进制编码器等。
3. 译码器:二进制译码器、十进制译码器等。
4. 多路选择器:2选1、4选1、8选1等。
三、组合逻辑电路的设计方法和设计流程1. 设计方法:真值表法、逻辑表达式法、卡诺图法等。
2. 设计流程:需求分析、逻辑抽象、逻辑设计、逻辑优化、电路实现。
教学过程:一、导入1. 回顾数字电路的基本概念和特点。
2. 提出本节课的学习目标。
二、新课讲解1. 讲解组合逻辑电路的基本概念和特点。
2. 介绍常用组合逻辑电路的工作原理。
3. 讲解组合逻辑电路的设计方法和设计流程。
三、案例分析1. 分析一个简单的组合逻辑电路。
2. 学生分组讨论,设计一个简单的组合逻辑电路。
四、课堂小结1. 总结本节课所学内容。
2. 提出课后作业。
五、课后作业1. 完成课后习题,巩固所学知识。
2. 设计一个简单的组合逻辑电路,并撰写设计报告。
教学评价:1. 课堂参与度:观察学生在课堂上的参与程度,如提问、回答问题、小组讨论等。
《数字电子电路分析与应用》电子教案 学习情境二
![《数字电子电路分析与应用》电子教案 学习情境二](https://img.taocdn.com/s3/m/62f18c6e443610661ed9ad51f01dc281e43a5642.png)
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任务1组合逻辑电路
• 4)卡诺图 • 卡诺图又称最小项方格图,是由表示逻辑变量的所有可能组合的小方
格构成的平面图,它是一种用图形描述逻辑函数的方法,一般画成正 方形或矩形。这种方法在逻辑函数的化简中十分有用,在后面将详细 介绍卡诺图。 • 2.逻辑函数的运算规则 • 逻辑函数的运算遵守逻辑代数的运算法则。 • 逻辑代数基本公式有:
学习情境二 数码显示电路的制作与调试
• 任务1 组合逻辑电路 • 任务2 数码显示电路的设计与仿真 • 任务3 数码显示电路的制作与调试
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任务1组合逻辑电路
• 一、逻辑代数
• 1.逻辑函数的表示方法
• 数字电路研究的是数字电路的输入与输出之间的因果关系,即逻辑关 系。无论电路多么复杂,这种逻辑关系都能用逻辑函数来描述。普通 代数中的函数是随自变量变化而变化的因变量,函数与变量之间的关 系可以用代数方程来表示,逻辑函数也是如此。在研究自然界的各种 物理量之间的变化时,首先需要建立符合逻辑关系的逻辑函数表达式。
• 逻辑函数有多种表示方法:真值表、逻辑函数表达式、逻辑图、卡诺 图、波形图等。 1)真值表
• 用0、1表示输入逻辑变量各种可能取值的组合对应的输出值排列成的 表格,称为真值表。
• 2)逻辑函数表达式 • 把输出与输入之间的逻辑关系写成与、或、非等运算的组合式,即逻
辑代数表达式,就得到所需的逻辑函数表达式。 • 3)逻辑图 • 将逻辑函数中各变量之间的与、或、非等逻辑关系用逻辑图形符号表
• 三பைடு நூலகம்卡诺图法化简逻辑函数
• 1.逻辑函数的卡诺图表示法 • 设有n个逻辑变量,由它们组成具有n个变量的与项,每个变量以原
数字电路课程设计(5篇)
![数字电路课程设计(5篇)](https://img.taocdn.com/s3/m/88b0735249d7c1c708a1284ac850ad02df800758.png)
数字电路课程设计(5篇)第一篇:数字电路课程设计数字电路课程设计要求:1.结合所学知识设计一简单实用电路(建议选多功能数字钟),并在实验室里完成实物电路的连接调试。
2.每人独立完成一篇课程论文,论文至少2000字,可手写,也可打印(打印稿的格式另附)。
3.要求写出设计背景,理论基础,设计思路,设计过程,调试过程,仿真过程(可选),最终电路等。
4.总结所设计电路的优点,缺点,改进方向。
5.严禁抄袭,所有雷同论文均以0分计。
6.选多功能数字钟的同学在数字电路实验室完成实验。
选其它题目的同学所需软硬件资源请自行解决。
第二篇:数字电路课程设计一、设计报告书的要求: 1.封面2.课程设计任务书(题目,设计要求,技术指标等)3.前言(发展现状、课程设计的意义、设计课题的作用等方面)。
3.目录4.课题设计(⑴ 写出你考虑该问题的基本设计思路,画出一个实现电路功能的大致框图。
⑵ 画出框图中的各部分电路,对各部分电路的工作原理应作出说明。
⑶ 画出整个设计电路的原理电路图,并简要地说明电路的工作原理。
⑷ 用protel画原理电路图。
(5)用Multisim或者Proteus画仿真图。
5.总图。
6.课题小结(设计的心得和调试的结果)。
7.参考文献。
二、评分依据:①设计思路,②单元电路正确与否,③整体电路是否完整,④电路原理说明是否基本正确,⑤报告是否清晰,⑥答辩过程中回答问题是否基本正确。
三、题目选择:(三人一组,自由组合)(设计要求,技术指标自己选择)1、基于DC4011水箱水位自动控制器的设计与实现水箱水位自动控制器,电路采用CD4011四与非门作为处理芯片。
要求能够实现如下功能:水箱中的水位低于预定的水位时,自动启动水泵抽水;而当水箱中的水位达到预定的高水位时,使水泵停止抽水,始终保持水箱中有一定的水,既不会干,也不会溢,非常的实用而且方便。
2、基于CD4011声控、光控延时开关的设计与实现要求电路以CD4011作为中心元件,结合外围电路,实现以下功能:在白天或光线较亮时,节电开关呈关闭状态,灯不亮;夜间或光线较暗时,节电开关呈预备工作状态,当有人经过该开关附近时,脚步声、说话声、拍手声等都能开启节电开关。
数字电路教案
![数字电路教案](https://img.taocdn.com/s3/m/6c67396459fb770bf78a6529647d27284b73373b.png)
数字电路教案教案标题:数字电路教案教案目标:1. 了解数字电路的基本概念和原理。
2. 掌握数字电路的设计和分析方法。
3. 培养学生的逻辑思维和问题解决能力。
教学重点:1. 数字电路的基本知识和常用逻辑门。
2. 组合逻辑电路的设计和分析。
3. 时序逻辑电路的设计和分析。
教学难点:1. 时序逻辑电路的设计和分析。
2. 数字电路的应用和实际问题解决。
教学准备:1. 教学课件和多媒体设备。
2. 实验室设备和器件。
3. 相关教材和参考书籍。
教学过程:一、导入(5分钟)1. 引入数字电路的概念和重要性。
2. 通过实例介绍数字电路在现实生活中的应用。
二、知识讲解(15分钟)1. 数字电路的基本概念和原理。
2. 常用的数字逻辑门及其特性。
3. 组合逻辑电路的设计和分析方法。
4. 时序逻辑电路的设计和分析方法。
三、案例分析(20分钟)1. 给出一个实际问题,要求学生设计相应的数字电路解决方案。
2. 引导学生分析问题,确定输入和输出条件。
3. 学生分组讨论并设计数字电路解决方案。
4. 学生展示并讨论各自的设计思路和结果。
四、实验操作(30分钟)1. 学生根据教师指导,进行数字电路实验操作。
2. 实验内容包括组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计和分析。
3. 学生记录实验数据和观察结果。
4. 学生分析实验数据,总结实验结果。
五、拓展应用(10分钟)1. 引导学生思考数字电路在其他领域的应用。
2. 分享一些数字电路在科学研究、工程设计等方面的成功案例。
六、总结与评价(5分钟)1. 教师对学生的表现进行评价和点评。
2. 学生总结本节课所学内容,并提出问题和疑惑。
3. 教师进行解答和澄清。
教学延伸:1. 布置相关的作业或实验报告。
2. 推荐相关的学习资源和参考书籍。
3. 组织学生参加相关的竞赛或项目实践。
教学评估:1. 学生课堂参与度和表现评估。
2. 实验报告或作业评估。
3. 学生对数字电路设计和分析方法的理解和应用评估。
《数字电路教案》
![《数字电路教案》](https://img.taocdn.com/s3/m/c1761cf5dc3383c4bb4cf7ec4afe04a1b071b021.png)
《数字电路教案》word版一、课程简介1.1 课程背景数字电路是电子工程与计算机科学的基础课程,广泛应用于现代电子设备中。
本课程旨在让学生掌握数字电路的基本原理、设计方法和应用技巧。
1.2 课程目标通过本课程的学习,学生将能够:(1)理解数字电路的基本概念和基本元件;(2)掌握逻辑门、逻辑函数和逻辑代数的基本知识;(3)学会使用常见的数字电路芯片和电路设计方法;(4)应用数字电路设计原理分析和解决实际问题。
二、教学内容2.1 数字电路的基本概念讲解数字电路的定义、特点和分类,以及数字电路的基本组成元素。
2.2 逻辑门介绍与门、或门、非门、异或门等基本逻辑门的功能和符号表示,并通过实验演示其应用。
2.3 逻辑函数与逻辑代数讲解逻辑函数的定义、表示方法,以及逻辑代数的基本运算规则和定律。
2.4 数字电路的设计方法介绍组合逻辑电路、时序逻辑电路的设计方法,以及常见的数字电路芯片如触发器、计数器、寄存器等的工作原理和应用。
3.1 讲授与实验相结合通过课堂讲解,使学生掌握基本概念和理论知识;通过实验,使学生熟悉数字电路的实际应用和操作技能。
3.2 案例分析分析实际数字电路设计案例,使学生学会运用所学知识解决实际问题。
3.3 小组讨论与合作鼓励学生进行小组讨论,培养团队合作精神,提高解决问题的能力。
四、课程考核4.1 平时成绩包括课堂表现、作业完成情况和小测验等,占总成绩的30%。
4.2 实验报告完成实验并提交实验报告,占总成绩的30%。
4.3 期末考试期末考试包括笔试和实际操作,占总成绩的40%。
五、教学资源5.1 教材推荐使用《数字电路》等相关教材。
5.2 实验设备准备数字电路实验箱、逻辑门芯片、触发器、计数器等实验设备。
5.3 网络资源提供数字电路相关课件、习题库和在线答疑平台,方便学生学习和交流。
6.1 课时安排本课程共计32课时,其中课堂讲授24课时,实验操作8课时。
6.2 授课计划详细安排每个课时的教学内容,包括理论讲解、实验演示和练习时间。
电子技术应用《数电》教案
![电子技术应用《数电》教案](https://img.taocdn.com/s3/m/884f78b7162ded630b1c59eef8c75fbfc77d94b4.png)
电子技术应用《数电》教案第一章:数字逻辑基础1.1 数字逻辑电路概述了解数字逻辑电路的基本概念和特点掌握数字逻辑电路的主要组成部分1.2 逻辑代数熟悉逻辑代数的基本原理和规则掌握逻辑代数的常用公式和运算法则1.3 逻辑门电路了解逻辑门电路的分类和功能掌握逻辑门电路的符号表示和真值表第二章:组合逻辑电路2.1 组合逻辑电路的基本概念了解组合逻辑电路的特点和应用掌握组合逻辑电路的分析和设计方法2.2 常见的组合逻辑电路掌握编码器、译码器、多路选择器和算术逻辑单元等常见组合逻辑电路的工作原理和应用2.3 组合逻辑电路的设计方法学习组合逻辑电路的设计方法和步骤练习组合逻辑电路的设计和仿真第三章:时序逻辑电路3.1 时序逻辑电路的基本概念了解时序逻辑电路的特点和应用掌握时序逻辑电路的分析和设计方法3.2 常见的时序逻辑电路掌握触发器、计数器和寄存器等常见时序逻辑电路的工作原理和应用3.3 时序逻辑电路的设计方法学习时序逻辑电路的设计方法和步骤练习时序逻辑电路的设计和仿真第四章:数字电路仿真与实验4.1 数字电路仿真软件的使用熟悉数字电路仿真软件的功能和操作界面掌握数字电路仿真软件的基本操作和技巧4.2 组合逻辑电路的仿真与实验进行组合逻辑电路的仿真实验观察和分析实验结果,验证电路的功能和性能4.3 时序逻辑电路的仿真与实验进行时序逻辑电路的仿真实验观察和分析实验结果,验证电路的功能和性能第五章:数字电路应用实例5.1 数字电路设计实例学习数字电路的设计方法和步骤分析实例电路的功能和性能,理解电路的工作原理5.2 数字电路在实际应用中的应用了解数字电路在实际应用中的典型应用案例掌握数字电路在实际应用中的设计和应用方法第六章:数字电路设计与仿真软件6.1 常见数字电路设计软件概述了解常见的数字电路设计软件及其功能掌握至少一种数字电路设计软件的基本操作6.2 原理图绘制与仿真学习原理图的绘制方法进行原理图仿真实验,观察和分析实验结果6.3 代码编写与仿真学习数字电路代码的编写方法进行代码仿真实验,观察和分析实验结果第七章:数字电路测试与维护7.1 数字电路测试概述了解数字电路测试的目的和方法掌握数字电路测试的基本原理7.2 数字电路测试工具与仪器熟悉数字电路测试工具与仪器的作用和操作掌握至少一种测试工具与仪器的使用方法7.3 数字电路的维护与故障排除学习数字电路的维护方法掌握数字电路常见故障的排除方法第八章:数字控制系统简介8.1 数字控制系统的概念了解数字控制系统的组成和特点掌握数字控制系统与模拟控制系统的区别8.2 常见数字控制系统学习常见数字控制系统的原理和应用了解数字控制系统的发展趋势第九章:数字电路在通信技术中的应用9.1 数字通信概述了解数字通信的基本概念和优点掌握数字通信系统的基本组成9.2 数字电路在通信技术中的应用实例学习数字电路在通信技术中的典型应用案例掌握数字电路在通信技术中的应用方法第十章:数字电路在其他领域中的应用10.1 数字电路在计算机中的应用了解数字电路在计算机硬件中的作用掌握数字电路在计算机中的典型应用案例10.2 数字电路在工业自动化中的应用学习数字电路在工业自动化中的作用和应用了解数字电路在工业自动化领域的发展趋势10.3 数字电路在其他领域中的应用实例学习数字电路在其他领域的典型应用案例掌握数字电路在其他领域中的应用方法第十一章:数字电路与系统的优化11.1 数字电路与系统优化的目标了解数字电路与系统优化的目的和重要性掌握数字电路与系统优化的基本原则11.2 数字电路与系统的性能指标学习数字电路与系统的性能评价指标了解不同优化目标对电路性能的影响11.3 数字电路与系统的优化方法掌握数字电路与系统的常用优化方法学习如何进行电路与系统的性能优化设计第十二章:数字集成电路12.1 集成电路的基本概念了解集成电路的分类和特点掌握集成电路的基本组成和制作工艺12.2 数字集成电路的封装与测试学习数字集成电路的封装形式和工艺掌握数字集成电路的测试方法和流程12.3 集成电路的设计与验证了解集成电路设计的流程和步骤学习集成电路设计的工具和验证方法第十三章:现代数字电路技术进展13.1 深亚微米技术了解深亚微米技术的概念和发展趋势掌握深亚微米技术对数字电路的影响13.2 光电器件在数字电路中的应用学习光电器件的原理和特性掌握光电器件在数字电路中的应用案例13.3 新型数字电路技术展望了解新兴数字电路技术的研究方向学习新兴数字电路技术的潜在应用领域第十四章:数字电路项目的实践与案例分析14.1 数字电路项目实践流程学习数字电路项目的设计、实现和测试流程掌握数字电路项目实践中的关键环节14.2 数字电路项目案例分析分析具体的数字电路项目案例了解项目成功的原因和可以改进的地方掌握项目报告的交流和评价方式第十五章:数字电路在现代社会中的作用和影响15.1 数字电路在信息社会中的作用了解数字电路在信息处理、传输和存储中的关键作用掌握数字电路在现代通信系统中的应用15.2 数字电路对社会的潜在影响学习数字电路技术发展对社会的影响了解数字电路技术发展可能带来的社会挑战和机遇15.3 数字电路技术的未来发展趋势掌握数字电路技术发展的趋势和方向学习如何适应和应对数字电路技术的未来挑战重点和难点解析本文主要介绍了电子技术应用《数电》教案,内容涵盖了数字逻辑基础、组合逻辑电路、时序逻辑电路、数字电路仿真与实验、数字电路应用实例、数字电路设计与仿真软件、数字电路测试与维护、数字控制系统简介、数字电路在通信技术中的应用、数字电路在其他领域中的应用、数字电路与系统的优化、数字集成电路、现代数字电路技术进展、数字电路项目的实践与案例分析以及数字电路在现代社会中的作用和影响等十五个章节。
数字电路时课程设计
![数字电路时课程设计](https://img.taocdn.com/s3/m/60b622ac4793daef5ef7ba0d4a7302768e996f2d.png)
数字电路时课程设计一、教学目标本节课的学习目标包括:知识目标:使学生掌握数字电路的基本概念、基本原理和基本分析方法,包括逻辑门、逻辑函数、逻辑代数、触发器、计数器等。
技能目标:培养学生运用数字电路知识分析和解决实际问题的能力,能够进行简单的数字电路设计、测试和调试。
情感态度价值观目标:培养学生对电子技术学科的兴趣和好奇心,增强学生的创新意识和实践能力,提高学生团队合作和沟通交流的能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括:1.数字电路的基本概念和基本原理,包括逻辑门、逻辑函数、逻辑代数等。
2.触发器、计数器等常见数字电路的原理和应用。
3.数字电路的设计、测试和调试方法。
4.数字电路在实际应用中的案例分析。
三、教学方法本节课的教学方法包括:1.讲授法:通过教师的讲解,使学生掌握数字电路的基本概念和基本原理。
2.案例分析法:通过分析实际应用案例,使学生了解数字电路在实际中的应用。
3.实验法:通过实验操作,使学生掌握数字电路的设计、测试和调试方法。
4.讨论法:通过分组讨论,培养学生的团队合作和沟通交流能力。
四、教学资源本节课的教学资源包括:1.教材:《数字电路》2.参考书:《数字电路设计与应用》3.多媒体资料:PPT课件、实验演示视频等。
4.实验设备:数字电路实验板、测试仪器等。
五、教学评估本节课的评估方式包括:1.平时表现:通过课堂参与、提问、小组讨论等评估学生的学习态度和积极性。
2.作业:通过布置相关的习题和设计项目,评估学生对知识的理解和应用能力。
3.考试:通过期末考试或者期中考试,评估学生对整个章节知识的掌握程度。
评估方式应客观、公正,能够全面反映学生的学习成果。
在评估过程中,要注意给予学生及时的反馈,鼓励他们改进和提高。
六、教学安排本节课的教学安排如下:1.教学进度:按照教材的章节顺序,合理安排每个章节的教学内容和时间。
2.教学时间:根据课程的总课时,合理分配每个章节的教学时间,确保每个知识点都能得到充分的讲解和讨论。
数字电路教案模板范文初中
![数字电路教案模板范文初中](https://img.taocdn.com/s3/m/54b6d84015791711cc7931b765ce0508763275ab.png)
教学年级:初中教学课时:2课时教学目标:1. 让学生了解数字电路的基本概念和特点。
2. 掌握二进制、十进制和十六进制之间的转换方法。
3. 理解数字电路中的逻辑门电路及其功能。
4. 培养学生的动手能力和创新精神。
教学重点:1. 二进制、十进制和十六进制之间的转换。
2. 逻辑门电路及其功能。
教学难点:1. 逻辑门电路的逻辑关系。
2. 逻辑门电路的实际应用。
教学准备:1. 教学课件2. 二进制、十进制、十六进制转换表3. 逻辑门电路实物或模型4. 电路连接线、电源、开关等实验器材教学过程:第一课时一、导入新课1. 提问:同学们,你们知道什么是数字电路吗?2. 引导学生回顾模拟电路和数字电路的区别。
3. 介绍数字电路的基本特点和应用领域。
二、讲授新课1. 讲解数制和码制的基本概念。
2. 介绍二进制、十进制、十六进制的表示方法。
3. 讲解二进制、十进制、十六进制之间的转换方法。
三、课堂练习1. 学生独立完成二进制、十进制、十六进制之间的转换练习。
2. 教师点评并讲解错误。
四、总结本节课1. 强调本节课的重点内容。
2. 布置课后作业。
第二课时一、复习导入1. 复习上节课学习的数制和码制知识。
2. 引导学生回顾二进制、十进制、十六进制之间的转换方法。
二、讲授新课1. 介绍逻辑门电路的基本概念。
2. 讲解与门、或门、非门等基本逻辑门电路的工作原理。
3. 举例说明逻辑门电路在实际应用中的重要性。
三、课堂练习1. 学生独立完成逻辑门电路的判断题和选择题。
2. 教师点评并讲解错误。
四、动手实验1. 学生分组进行逻辑门电路实验,连接电路并观察实验现象。
2. 教师指导并解答学生在实验过程中遇到的问题。
五、总结本节课1. 强调本节课的重点内容。
2. 布置课后作业。
教学反思:1. 关注学生的课堂参与度,确保每个学生都能跟上教学进度。
2. 结合实际应用,激发学生的学习兴趣。
3. 通过课堂练习和实验,巩固学生对数字电路基础知识的掌握。
数字电路课程设计教案
![数字电路课程设计教案](https://img.taocdn.com/s3/m/d6a304597e21af45b207a810.png)
数字电路课程设计一、概述任务:通过解决一两个实际问题,巩固和加深在课程教学中所学到的知识和实验技能,基本掌握常用电子电路的一般设计方法,提高电子电路的设计和实验能力,为今后从事生产和科研工作打下一定的基础。
为毕业设计和今后从事电子技术方面的工作打下基础。
设计环节:根据题目拟定性能指标,电路的预设计,实验,修改设计。
衡量设计的标准:工作稳定可靠,能达到所要求的性能指标,并留有适当的裕量;电路简单、成本低;功耗低;所采用的元器件的品种少、体积小并且货源充足;便于生产、测试和维修。
二、常用的电子电路的一般设计方法常用的电子电路的一般设计方法是:选择总体方案,设计单元电路,选择元器件,计算参数,审图,实验(包括修改测试性能),画出总体电路图。
1.总体方案的选择设计电路的第一步就是选择总体方案。
所谓总体方案是根据所提出的任务、要求和性能指标,用具有一定功能的若干单元电路组成一个整体,来实现各项功能,满足设计题目提出的要求和技术指标。
由于符合要求的总体方案往往不止一个,应当针对任务、要求和条件,查阅有关资料,以广开思路,提出若干不同的方案,然后仔细分析每个方案的可行性和优缺点,加以比较,从中取优。
在选择过程中,常用框图表示各种方案的基本原理。
框图一般不必画得太详细,只要说明基本原理就可以了,但有些关键部分一定要画清楚,必要时尚需画出具体电路来加以分析。
2.单元电路的设计在确定了总体方案、画出详细框图之后,便可进行单元电路设计。
(1)根据设计要求和已选定的总体方案的原理框图,确定对各单元电路的设计要求,必要时应详细拟定主要单元电路的性能指标,应注意各单元电路的相互配合,要尽量少用或不用电平转换之类的接口电路,以简化电路结构、降低成本。
(2)拟定出单元电查以遍,确实无误后方可按一定顺序分别设计各个单元电路。
(3)选择单元电路的结构形式。
一般情况下,应查阅有关资料,以丰富知识、开阔眼界,从而找到合用的电路。
如果确实找不到性能指标完全满足要求的电路时,也可选用与设计要求比较接近的电路,然后调整电路参数。
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数字电路的应用教材:(凤凰国标教材)普通高中课程标准实验教科书通用技术(选修1)文档内容:数字电路的应用章节:第三章电子控制系统的信息处理第四节数字电路的应用课时安排:共4课时(其中试验3课时)作者:莫志仁(浙江杭州第十四中学)一、教学分析1.教材分析第四节的安排偏重于实践训练。
在第三节中已动于练习过用门电路制作实用电路,但还不足从实现逻辑关系的角度介绍它们的简单应用。
为此教材中分析了一个简单的例子.并让学生通过实践巩固所学的知识,这样做的另一个目的是让学生体会到控制部分逻辑关系的实现与数学模型(此处为逻辑表达式)之间的关系,初步领略数学在电子没计中的重要作用。
另外,触发器在数字电路中用以存储数据,它和门电路一样是数字电路中必不可少的基本元件,尽管标准中未提及,但教科书中还是简单说明了其功能,并用一个例子来类比,使学生心中存此印象,为将来学习数字电子技术做准备。
2.学情分析最后安排了题目作为学生的综合实践,它们的逻辑关系并不复杂,相信学生会感兴趣的。
但因为要做成可以使用的装置,在基本逻辑关系外还要考虑一些实用的逻辑问题,而解决的方法又是多种多样的,这就需要教师引导和启发。
可以这样说,仅仅从电路的基本逻辑关系设计电路还只是理论设计的阶段,只有通过对电路外围逻辑关系完成的设计训练,才能真正地培养学生的实际动手能力。
二、教学目标1.知识与技能目标(1)能够对数字电路进行简单的组合设计和制作,并进行试验。
(2)了解基本触发器在电子控制系统中的作用。
2.过程与方法目标(1)第四节中触发器的内容课标没有要求,但触发器是数字电路中不可缺少的基本元件,教师应该讲解。
(2)本节有电子设计内容,要求让学生体会到数学模型在逻辑关系中的作用,可让学生制作不同作用的表表决器,分组共同研究设计方案,在教师的指导下选购器材并制作。
3.情感态度和价值观目标(1)积极参与数字电路的设计和制作活动,体验对数字电路技术的内在的科学性,深入分析探究,感受解决技术难题和获得成果所带来的喜悦。
(2)在学习中深入了解触发器在电子控制系统中的作用,连续实际以数字控制的理念分析问题,研究问题,以科学的态度解决问题,在设计和制作的过程中深入细致参与试验活动,不断完善研究成果,应用于实际。
三、教学重难点1.重点(1)知道门电路用于实现各种逻辑关系。
(2)了解控制系统数字电路的实现。
2.难点对数字电路进行简单的组合设计和制作,并进行试验。
四、教学策略本节课以多媒体技术为辅助教学手段,通过观察、基本知识的传授、知道门电路用于实现各种逻辑关合设计和制作,并进行试验。
通过学生自主学习构建知识和技术能力。
五、教学准备通用技术专用教室、多媒体、课件六、课时安排2课时七、教学过程(一)新课导入现代技术的应用,促进数字控制技术创新。
高科技数控系统是集成了机械电子、自动化、计算机、通讯等多工程技术学科的高技术产品。
促进高端数控系统的技术创新,缩短在数控系统技术领域与国际先进水平的差距。
数控自动化为现代生产和现代生活提供了方便。
数字自动售货机的的诞生,大大改善了人们的生活方式。
因此学习数控技术势在必行。
由此引入新课。
第三章 电子控制系统信息的处理第四节 数字电路的应用(二)新课呈现数字电路的基本单元电路是门电路和触发器,触发器又是由门电路构成的;在数字电路中,门电路用于实现各种逻辑关系,触发器用于存储数据:任何复杂的电子控制系统中的控制部分都可用数字电路实现。
1.用门电路实现逻辑关系。
案例分析:普通电子秤上显示的价格的最小单位是“分”。
小明想在秤上加一个四舍五入的电路,能自动对电子秤显示的“分”值作四舍五入处理,使显示的最小值为“角”。
请你帮他设计此电路。
设计数字电路的步骤是:(1) 对电路的输入端、输出端的名称及其所代表的逻辑含义加以指定;(2) 根据能使输出为1的条件,分析其辅出与输入之间的逻辑关系;(3) 将上述逻辑关系用逻辑表达式表示;(4) 选择合适的数字集成电路和其他有关器件搭接此电路。
按上述步骤,对该案例设计步骤的前两步分析如下:第一步:由于在电子秤中,每1位十进制数是用4位二进制数表示的,所以电路应有4个输入C8、C4、C2、C1,它们对应的十进制数为N 。
电路应有1个输出C0,它代表“分”向“角”的进位。
当N ≤4时,C0为0;当N ≥5时,C0为1。
数字自动售货机自动取款机自动售货机自动咖啡机第二步:从表中可以看出,能使输出C0为1的条件有3种情况;(1)只要C8为1,如N = 8和N = 9时,C0一定为l;(2)若C4和C1同为1,如N = 5和N = 7时, C0 = 1;(3)若C4和C2同为1,如N = 6和N = 7时,C0 = 1。
请按设计步骤完成第三、四步设计。
其中,输入信号可照右图方法用一个单刀双掷开关获得;输出可用发光二极管作指示,F =1时,发光二极管发光。
2.触发器及其在电子控制系统中的作用。
在数字电路中常常需要将某个信号(电平)保持一段时间。
例如本章第二节三人表决器案例中.若A、B、C是用按钮开关产生的,由于按忸按下的时间通常较短.使得A、B、C输入的电平保持时间较短,Ll和L2保持的时间电就较短.这样表决的结果便一闪而过,无法观察清楚,因此,在一个控制系统中,必须包含能将这些信号记住的记忆元件。
2 触发器及其在电子控制系统中的作用在数字电路中常常需要将某个信号(电平)保持一段时间。
基本触发器的记忆作用触发器(能够存储1位二值信号的基本单元电路统称为触发器)基本触发器逻辑图基本触发器波形基本触发器的记忆作用:触发器(能够存储1位二值信号的基本单元电路统称为触发器)基本触发器逻辑图基本触发器波形数字电路中能将二进制数据记忆住的基本单元电路称为触发器.其中最简单阶—种称为基本触发器,通常由2只或非门(或2只与非门)交又连接构成。
任何触发器都有2个输出端Q和Q,正常情况下Q和Q总是反相的,即不是(Q = 0 ,Q = 1)就是(Q = 1,Q = 0),(Q = 0 ,Q = 1)称为O状态, (Q = 1,Q = 0)称为1状态。
基本触发器有2个输入端S和R。
S(set)称为置位端或置1端.R(reset)称为复位端或置0端。
若S端加触发信号(高电平),R端不加触发信号,即S=1,R=O,基本触发器被置于1状态。
此过程称为置1;若R端加触发信号(高电平),S端不加触发信号.即S=0,R=1,基本触发器被置于O状态.此过程称为置0。
触发器的分析方法:介绍前一定要先复习或非门的逻辑关系,即“有高出低”,“全低出高”,然后将触发器的两个或非门用两个式子描述:为分析方便.用X代表Q Y代表Q.则上面二式变为:1.设输入是S=1和R=0,对于④式,根据“有高出低”的原则,其输出应为Y=1+X=0,将此结果代入③式,则根据“全低出高”可得X=0+0=1,所以在此输入情况下,触发器处于1状态。
2.设轴人为S=O和R=1,对于③式,根据“有高出低”的原则,其插出应为x=1+Y=0,将此结果代入④式,则根据“全低出高”,可得Y=0+0=1所以在此输入情况下,触发器处于0状态。
3.设输人为S=0和R=0,则无论原来处于X=0,Y=1状态还是K=1,Y=0状态,代入上面二式都会发现状态不变。
对触发器虽然只用翘翘板来类比,但对波形图要很好讨论,方可使学生真正理解什么是记忆作用。
弄懂触发器的记忆作用后,就用触发器搭试一个实际电路,加深对触发嚣记忆作用的理解。
无论置1还是置0,当触发信号结束后,即S和R的输入都是低电平时,基本触发器的状态保持不变。
由此可见,基本触发器具有记忆作用(也称存储作用),能存储1位二进制信息(即能存锗一个1或0)。
[思考]如图所示的基本触发器在我们观察的时刻之前曾在哪一端加过触发信号?基本触发器的两个输入端通常不应都加触发信号(高电平),基本触发器输出与输入之间的关系如右表所示。
小试验试验目的:熟悉基本触发器的功能。
试验准备:CT74LS00 1片,电位器1只,电阻6只,发光二极管1只。
试验过程:按电路图搭接电路,调节Ui使其由0变大,观察发光二极管的发光情况,并记录发光二极管状态变化时的Ui值。
当发光二极管状态变化后,再将Ui由大变小,观察发光二极管的发光情况,并记录发光二极管状态改变时的Ui值。
试验记录:初始状态(Ui=O),发光二极管状态。
发光二极管状态改变时的Ui 。
发光二极管状态再次改变时的Ui 。
试验总结:1.该电路是如何体现基本触发器功能的?2.该电路有何用途?[分析结果]Ui由小到大时.状态改变时的Ui约为3.2V,灯灭,以后一直保持灭,直至Ui=6V。
Ui由大到小时,状态改变时的Ui约为1.6V,灯亮,直至Ui回到Ui=0V。
1.Ui<1.6V时,触发器置1,Ui>3.2V时,触发器置0。
2.当1.6V<Ui,<3.2V,触发器处于保持(记忆)状态。
经过改造可用于有上、下限控制要求的水位、温度等控制电路中,如水位低于某值进水,水位高于某值停止进水等。
阅读用两个与非门构成的基本触发器。
用两个与非门构成的基本触发器的触发信号是低电平,即用0来触发。
当置1端S加触发信号,置0端R不加触发信号,即S=0,R=1时,基本触发器置1;当置0端R加触发信号,置1端S不如触发信号,即R=0,S=1时,基本触发器置0;当两输入瑞皆不如触发信号,即S=1,R=1时,基本触发器状态不变,处于记忆状态。
用两个与非门构成的基本触发器的功能表和波形图都不同于用或非门构成的基本触发器,但它们在电子控制系统中的作用是一样的。
常用集成触发器常用集成触发器是由基本触发器加控制电路构成的,最常用的两种集成触发器是D触发器和JK触发器。
D触发器有两个输入端D和C,D是数据输入端,被存储的数据加在此处;C是时钟输入端,控制数据的存储操作:通常在c端加时钟信号CP(clock pulse)。
下图所示触发器逻辑符号的时钟输入端有一个“>”符号,表示将数据存入触发器的操作是在时钟信号的上升沿(即由0变1的时刻)发生的,如图中的t1时刻,时钟信号由0变1,此时加在D端的信号为l,则触发器的状态变为1,数据1就被存进了触发器。
在下一个时钟信号的上升沿(t2时刻)到达以前,无论加在D端的信号有何变化,触发器的状态都保持不变,体现了触发器的记忆功能。
在t2时刻,CP信号又一次由0变1,此时加在D端的信号值为0,因而触发器的状态变为0,数据0被存进了触发器。
由此可见,D 触发器的状态每个时钟周期变化一次,根据前一周期(第n 周期)结束时,即时钟脉冲上升沿到来前瞬间的D 值,确定下一周期(第n+1周期)的状态Q。
阅读JK 触发器的输入端J 和K ,其作用类似基本触发器的s 和R ,是确定触发器状态的依据。