电工电子基础_数字电路分析与应用
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项目五 数字电路分析及应用 任务1 逻辑门电路及应用
观察周围事物,提出现象:(培养学生的观察能力)
教室前门锁若有两把,怎样锁才能保证每来一个有其中一把钥匙人都能把门打开?(思考) 怎样锁才能保证只有两人同时用钥匙才都能把门打开?(思考)[答案略] 对生活进行与专业进行联系提问:(培养学生的分析能力) 在电子学中有哪个专业知识有类似作用?串联和并联
在生活中还有哪些现象符合上述现象(课外完成) 根据生活中的一些量用逻辑电平来表达,提出正逻辑与负逻辑。为了不加重学生的学习负担,由于在学习中少用到负逻辑故不要求学生掌握负逻辑。 5.1.1 与门电路 一、 与逻辑关系
当一件事情的几个条件全部具备之后,这件事情才能发生,否则不发生。这样的因果关系称为与逻辑关系。
举例说明:以开锁为例和书上的开关串联为例。
让学生联系生活说明有哪些常见的与逻辑。(讨论) 二、 与门电路
1、 电路图 电路如右图8-9所示
2、真值表
3、逻辑符号
图
5-2 与门逻辑符号
留给学生一定的思考空间,也为学生的个性化发展提供的前提。 4、逻辑函数式
Y =
A ·
B (中间的点乘也可以去掉)
5.1.2或门电路: 一、 或逻辑关系
在决定一件事的各种条件中,到少具备一个条件,这件事就会发生。这样的因果关系称为或逻辑关系。
举例说明:以开锁为例和书上的开关并联为例。
让学生联系生活说明有哪些常见的或逻辑。(讨论) 二、 或门电路
1、电路图 电路如下图5-2所示
图5-3 二极管或门电路
2、 真值表
输 入 输出 A B Y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1
1
1
3图5-13 或门逻辑符号
4、逻辑函数式 Y =A +B
5.1.3非门电路: 一、 非逻辑关系
事情和条件总是呈相反状态。这种系称为非逻辑关系。 举例说明:以书上的开关和灯并联为例。
让学生联系生活说明有哪些常见的非逻辑。(讨论) 二、非门电路
1、 电路图 三极管反相器电路如下图8-15:
图5-5 非门电路
2、 真值表
输入 输出 A Y 0 1 1
3、 逻辑符号
4、 逻辑函数式 Y= A
学习重点提要:各门电路的逻辑符号、逻函数表达式、真值表(记住逻辑功能)
学习方法:对于逻辑符号要用自己的方式去理解,不可死记。以后还有其他的符号会形成混淆的。在刚开始的时候一定要注意多练习,记巩固所学内容。 5.3.4 与非门
1、 构成:将一个与门和一个非门联结起来,就构成了一个与非门。(图5-7)
V a 、V b 有一个是高电平(5V ): V o 为高电平;V a 、V b 两个都为低电平(0V )
从真值表可以看出:与门电路的逻辑功能是:“有1出1,全0出0”。
当V i 为高电平 (V CC ) V O 为低电平 (0V)
当V i 为低电平 (0V) V O 为高电平
(V CC )
从真值表可以看出:与门电路的逻辑功能是:“有1出0,有0出1”。
2、逻辑函数表达式:
Y=A·B (中间的点乘也可以去掉)
3、逻辑符号:
逻辑符号与与门和非门有很大的联系。
4、与非门真值表:(在讲解中,由与门过渡到与非门)
表5-7 与非门真值表
5、逻辑功能(最好让学生总结出来,可以由真值表总结出来,也可以由与门和非门的逻辑
功能总结出来)
“有0出1,全1出0”
5.1.5 或非门
1、构成:将一个或门和一个非门联结起来,就构成了一个与非门。(图8-18)
2、辑函数表达式:
Y=A+B
1、逻辑符号:
2、或非门真值表:(在讲解中,由或门过渡到或非门)
表5-8 或非门真值表
五、逻辑功能(最好让学生总结出来,可以由真值表总结出来,也可以由或门和非门的逻辑功能总结出来)
“有1出0,全0出1”
5.1..6与或非门
教法:由于实际中跟本没有单独的与或非门,故可以不讲,只是在组合使用中,与或非应用又较为广泛,故可以采用推理来讲解,来减轻学生的学习负担,提高学生的学习积极性。
1、构成:由二个或多个与门和一个或门,再和一个非门串联而成。(图8-19)
2、辑函数表达式:(重点,在逻辑电路化简中常用)
Y=AB+CD
3、逻辑符号:(不常见,故该符号也以不掌握,在应用中用与门和或非门构成)
4、或非门真值表:
由于在实际中没有真实的采用,只是一种组合方式,所以学生不必要花时间在真值表的理解上,只要知道如何去推出真值表即可。
五、逻辑功能(略去不讲)
5.1.7异或门
1、异或门逻辑结构及符号
逻辑结构较为复杂,不在课堂作必掌握知识来讲,鼓励学生在课外分析逻辑结构的功能情况。
逻辑符号
A
B
更正书本上的错误,
说明教材有误)(在书上P210图10-23及P336的资料)
2、异或门真值表
表5-10 异或门真值表
1 0 1
1 1 0
3、逻辑表达式
Y=A⊕B
4、逻辑功能
同出0,异出1
5.1.8 同或门(补充内容)
1、同或门逻辑符号
逻辑符号(就是在异或门的基础上加一个非号)
2、同或门真值表
表5-10 异或门真值表
输入输出
A B Y
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 1
3、逻辑表达式
Y=A⊙B
4、逻辑功能
同出1,异出0
教学重点明示:对于组合型的逻辑符号不再像上节课那样要求死记多少,可以直接从已有的知识中推导出来。主要是分清各逻辑功能。
学习方法引导:可以将这七种门电路的逻辑功能归总列表。
数制和逻辑代数基本公式
数制
一、十进制
太为大家所熟悉了,不做重点介绍,只是提一个他的表达式,让学生知道权,从十进制入手学生容易理解一些。对于数制的内容,由于内容较多,对于小数和八进制及十六进制都不做介绍,只讲用得最多的,学生最易理解的。
二、二进制
1、二进制的多项式形式:
2、运算规则:逢二进一
二进制的形成基于数字系统的构成,实现对性能和成本的综合考虑。二进制的数符0和1比较容易用具有两个稳定状态的电路或器件来表示。如:三极管的截止与饱和、电路电压的高低、电流的有无、开关的通断等。
二进制的四则运算
加减乘除四则运算在实际应用中,用得最多的就只有加法,连减法都用得极少,故在教学中只是让学生重点掌握加法运算,对其他的只是了解一下。
三、二进制数与十进制数间的转换
1、将二进制转化为十进制
(N)B→ (N)D:将(N)B写成按权展开的多项式,按十进制规则求各乘积项的积并相加。
举例讲解:P172 例9-5
2、十进制数转二进制数实例: