数字电路案例分析(总结)

《数字电路》课程案例教学法总结

《数字电路》主要研究对象是电路的输出与输入之间的逻辑关系，因而在数字电路中不能采用模拟电路的分析方法，例如，小信号模型分析法。由于数字电路中的器件主要工作在开关状态，因而采用的分析工具主要是逻辑代数，用功能表、真值表、逻辑表达式、波形图等来表达电路的主要功能。《数字电路》是一门综合性和关联性很强的课程。老师在课程的教学中运用案例教学法，可以较好激发我们的学习兴趣，使我们自主学习的同时，提高所学专业知识的社会应用能力，培养我们自主学习、解决实际问题的能力。老师们已经由在原来的教学中的主导者，转变为我们在学习过程中的引导者、指导者和监督者。案例分析教学法是一种以学生自主探索为基础，采用科学研究及实践方法，促进学生主动接受知识的教学。

在案例教学法实施中，教师将需要解决的问题或任务以案例的形式布置给学生，学生以小组互助的方式，在教师的指导下按照实际工作的完整过程，共同制定计划，团体协作完成整个案例项目。在完成的过程中，学生能够体验实际案例的流程，并理解和把握专业知识及相关的技能，提高实践能力。所以，采用案例教学法组织教学，可有效调动学生的学习兴趣，发掘学生的创造潜力，培养学生团体协作的精神，提高学生解决实际问题的综合能力。

比如我们在学习到74ls194这块芯片时，老师不再像原来讲课那样告诉我们它内部的组成、各个引脚的名字以及作用。而是老师让我们通过运用这块芯片，做一个移位寄存器的功能测试实验。

老师布置这个任务之后，我们小组的成员通过讨论、分析、查资料。完成该项目的主要任务：弄懂了74ls194的主要工作原理。如：它的内部电路有两部分组成，一部分是由时钟CLK 和置位和复位端子，另一部分是输入端D 与两个输出端Q ，Q`组成的。另外还了解利用多个74ls194芯片串级连用可以实现左移右移、并行输出、并行输入。按照我们搜集资料我们首先完成了将74ls194结成一个四位移位寄存器。在proteus 完成仿真，具体电路图如图一所示：

D03

D14D25D36SR 2SL 7CLK 11S09S110MR 1

Q015Q114Q213Q3

12

U1

74LS194

D1LED D2LED D3LED D4

LED

图一

完成四位移相操作之后，接下来可以将两个两块芯片组成八位双相移位寄存器，并且在Proteus 中画出原理图，并进行了仿真。

在完成老师交代的任务的过程中，我们遇到了很多麻烦，并不是一帆风顺的。但是我们遇到困难之后并没用放弃，而是在这个过程中，

让我们学会怎么去分析现有问题，抓住其中的主要问题所在，然后制定计划，一步一步的去解决问题，学会了如何将问题分解成一个个的小问题，然后在去各个击破。通过此次的锻炼，我们也体会到合作的力量，以及如何团结好同学，以及怎么合理、有效的分配任务，使成员力量得到做大的利用，以及如何将集体力量最大化。同时我们也对74ls194这块芯片有了自己切身的体会，更加记住的它的功能。对于它的工作原理有了更加深刻的了解。

在数字电路中引入案例教学，使的我们所学的数字电路知识得以综合的应用。不再是单单为了学习一门知识而学习，老师将案例教学法引入数字电路教学过程中，一方面使我们掌握了数字电路的一般知识、提高了我们学习数字电路的积极性，另一方面有利于将我们所学知识的总结，使我们所学习的数电知识不在是单独的、孤立的，而是通过案例的引入，使得我们在解决问题的过程中，将我们所学的知识得到了融汇，使我们的数电知识形成一个框架，有利于我们更进一步的掌握数字电路，使我们对数字电路有了更进一步的了解。

在完成十字路口交通路灯设计的过程中，让我们对编码器、译码器、锁存器、与门、或门等逻辑电路有了更进一步的了解。具体任务如下：

1、东西方向为主干道，南北方向为副干道；

2、主干道通行30秒后，转换；

3、换前时要有4秒的黄灯期和3秒红灯闪烁；

4、南北通行时间为20秒，到时间则转换。

5、用数码管显示计时。

拿到这个题目之后，我们小组成员在一起讨论、分析，对该任务有一个初步的了解，即该任务主要完成的任务是红、绿、黄灯的控制和主干道与副干道的转换。我们在对该任务有了整体的了解之后，然后把该任务细分为各个模块。首先是定时的要求，换言之，就是红、黄、绿灯的亮灭时间及转换时间，结合我们以往所学习的知识，我们用555产生秒脉冲，用74ls161加法计数器计脉冲用于定时，74ls245进行数据传输。

在完成信号的采集之后，接下来我们要做的就是将此转化成定时时间，我们想到了用74ls161进行加法计数。前两步完成之后，接下来我们要做的就是完成显示，即我们要把灯亮的时间显示出来，我们用数码管完成显示的任务，最后结合实际，我们选择了共阴的数码管，然后用74HC4511驱动数码管，完成对灯的控制显示。

在完成了上述步骤之后，接下来就是要完成一些辅助性的任务，如完成该电路的开始、复位以及相应的显示。通过555的Q端以及触发器的复位端来完成任务中要求的开始以及循环功能。经过我们小组成员的共同努力以及老师的指导，通过仿真以及实际的焊接，最终我们实现了该任务，其具体电路如图二：

R

4

DC

7

Q 3

G N D

1

V C C

8

TR

2

TH 6

CV

5

U1

NE555

C1

0.01uf

R1

51k

R2

47k

C2

2uf

A 7

B 1

C 2D

6

L T 3B I 4L E /S T B

5

Q A 13

Q B 12Q C 11Q D 10Q E 9Q F 15Q G

14

U2

74HC4511

A 7

B 1

C 2D

6

L T 3B I 4L E /S T B

5

Q A 13Q B 12Q C 11Q D 10Q E 9Q F 15Q G

14

U3

74HC4511

A 14Q 1

6A 212Q 211A 313Q 314A 4

3

Q 4

2

C L K 15C I 5C O

7

U /D 10P E 1M R

9

U4

4510

A 14Q 16A 212Q 211A 313Q 314A 4

3

Q 4

2

C L K 15C I 5C O

7

U /D 10P E 1M R

9

U5

4510

A 0

2

B 0

18

A 13

B 117A 24B 216A 35B 315A 46B 414A 57B 513A 68B 612A 79B 711

C E

19

A B /B A 1U6

74LS245A 0

2

B 0

18

A 13

B 117A 24B 216A 35B 315A 46B 414A 57B 513A 68B 612A 79B 711

C E

19

A B /B A 1U7

74LS245A 0

2

B 0

18

A 13

B 117A 24B 216A 35B 315A 46B 414A 57B 513A 68B 612A 79B 711

C E

19

A B /B A 1U8

74LS245

D1

LED-RED

D2LED-YELLOW D3LED-GREEN D4LED-RED D5LED-YELLOW D6

LED-GREEN

12

U12:A

74LS04

3

4

U12:B 74LS04

109

8U10:C

74LS00

13

12

11

U10:D

74LS00

1

2

3

U13:A

74LS00

1

2

3

U9:A

74LS00

4

5

6

U9:B

74LS00

10

9

8

U9:C

74LS00

13

12

11

U9:D 74LS00

1

2

3

U10:A 74LS00

4

5

6

U10:B

74LS00

5

6

U12:C

74LS04

13

12

U12:D

74LS04

R3

100

R4

100

R5

100

R6

100

R7

100

R8

100

?

1

2

3

U11:A

74LS00

D 03Q 014D 14Q 113D 25Q 212D 3

6

Q 311R C O

15

E N P 7E N T 10C L K 2L O A D 9M R

1

U14

74LS161

图二

我们在完成老师交代的任务的过程中，更加深刻的体会到，在《数字电路》课程教学的过程中引入案例，对教学的作用，不仅有助于提高我们的学习积极性和主动性。同时还可以改善教学质量和教学水平。

案例教学法作为一种新的教学理念，与传统教学相比，有以下基本特点：

一是：教学内容发生改变，打破了传统的知识性课程体系，构建以真实的工作任务为载体的案例的学习单元；

二是：教学主体和教学形式发生改变，打破传统以教师传授知识为主的教学形式，变为以学生自主学习为主，教师指导为辅的能力训练性教学形式；

三是：评价体制发生改变，打破了传统的以期末成绩来评价学生