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数字电子技术教学教案第1章逻辑代数基础课程章节第1章 逻辑代数基础课时分配5教学目标1 .理解数字电路的一些基本概念2 .领会数字电路中常用的数制表示与编码形式3 .掌握数字逻辑中的基本逻辑运算、逻辑函数表示方法及逻辑代数定律与 规则4 .掌握逻辑函数的化简法教学重 点、难点1 .数字电路的特点2 .数制与编码3 .基本逻辑运算4 .逻辑函数的表示方法5 .逻辑代数的基本定律、规则授课方式课堂讲授，板书教学内容1 .数字信号与数字电路2 .数制与编码3 .逻辑代数基础4 .逻辑函数5 .逻辑函数常见形式“非”运算的规则：“输入为0,输出为1;输入为1,输出为0”。6 = 1i = o其他常用逻辑运算1 .“与非”运算逻辑表达式可写为：b=0 O2 .“或非”运算逻辑表达式可写为：F = ABO3 .“异或”运算逻辑表达式可写为：F = AB + ABO当两个变量取值相同时，逻辑函数值为0;当两个变量取值不同时, 逻辑函数值为1。1.4逻辑函数逻辑函数的建立一般地说，若输入逻辑变量A, B, Cl的取值确定以后，输出逻 辑变量方的值也唯一地确定了，就称厂是A, B, Cl的逻辑函数，写 作：F = f(A,逻辑函数的表示方法逻辑函数有4种表示方法，即真值表、函数表达式、逻辑图和卡 诺图。1 .真值表真值表是指将输入逻辑变量的各种可能取值和相应的函数值排列 在一起而组成的表格。2 .函数表达式函数表达式就是由逻辑变量和“与” “或” “非” 3种运算符号所构 成的表达式。3 .逻辑图(1)基本逻辑运算的图形符号如图1-1所示为IEEE (电气与电子工程师协会)和IEC (国际电 工协会)所认定的两套“与” “或” “非”运算的图形符号。D D A与或非T& _T7i与或非图i-i “与” “或” “非”逻辑运算的图形符号(2)其他常用逻辑运算的图形符号如图1-2所示为其他常用逻辑运算的图形符号。与非与非Q f>或非异或或非异或图1-2 “与” “或” “非”逻辑运算的图形符号(3)逻辑函数的逻辑图例已矢口逻辑函数y =(A+k?)+N81+c,画出对应的逻辑图。解：将式中所有的“与” “或” “非”运算符号用图形符号代替，并根 据运算优先顺序将这些图形符号连接起来，就得到了图1-3所示的逻 辑图。、A JbE叶图1-3例的函数逻辑图逻辑代数的基本定律3.重叠律6.分配率9.对合律1.0-1律2.互补律4.交换律5.结合律7.反演律8.吸收率逻辑代数的基本规则1 .代入规则代入规则的基本内容：对于任何一个逻辑等式，以某个逻辑变量 或逻辑函数同时取代等式两端任何一个逻辑变量后，等式依然成立。2 .反演规则将一个逻辑函数/进行如下变换。略 +，+ f g;0 - 1, 10；原变量f反变量，反变量f原变量。所得新函数表达式称为尸的反函数，用户表示，这就是反演规则。3 .对偶规则将一个逻辑函数L进行下列变换：事 +，+ g ；0>1 9 1 >0 o所得新函数表达式称为尸的对偶式，用尸表示。L5逻辑函数化简法151逻辑函数常见形式一个逻辑函数的表达式不是唯一的，可以有多种形式，并且能互 相转换。常见的逻辑式主要有5种形式。例如，尸= AC + M可以写成 以下几种形式。F = AC+AB=(A + B)(A + C)=ACAB=A + B + A + C=AC-i-AB与一或表达式或一与表达式与非一与非表达式或非一或非表达式与一或非表达式1.5.2 逻辑函数代数法化简法常用的化简方法有以下几种:(1)并项法，运用公式A+ = l,将两项合为一项，消去一个变量。(2)吸收法，即运用吸收律A += A消去多余的与项。(3)消去法，即运用吸收律A +社= 4 + 3消去多余的因子。(4)配项法，即先通过乘以A + X (1代换)或加上心(0代换), 增加必要的乘积项，再用以上方法化简。1.5.3 逻辑函数卡诺图化简法1.最小项的定义与性质1)定义：在个变量的逻辑函数中，包含全部变量的乘积项称为 最小项。其中每个变量在该乘积项中可以以原变量的形式出现，也可 以以反变量的形式出现，但只能出现一次。变量逻辑函数的全部最 小项共有2"个。2)性质：(1)对于任意一个最小项，只有一组变量取值使它的值为1,而 其余各种变量取值均使它的值为0o(2)不同的最小项，使它的值为1的那组变量取值也不同。(3)对于变量的任一组取值，任意两个最小项的乘积为0。(4)对于变量的任一组取值，全体最小项的和为1。2 .逻辑函数的最小项表达式任何一个逻辑函数表达式都可以转换为一组最小项之和，称为最 小项表达式。3 .卡诺图(1)相邻最小项(2)卡诺图的结构4 .用卡诺图表示逻辑函数(1)从真值表到卡诺图(2)从逻辑表达式到卡诺图5 .卡诺图化简逻辑函数的原理2"个相邻的最小项结合，可消去个取值不同的变量而合为1项。6 .用卡诺图合并最小项的原则（1）圈要尽可能大，这样消去的变量就多。但每个圈内只能含有2"（ = 0,l,2,3L ）个相邻项。要特别注意对边相邻性和四角相邻性。（2）圈的个数尽量少，这样化简后的逻辑函数的与项就少。（3）卡诺图所有取值为1的方格均要被圈过，即不能漏下取值为 1的最小项。（4）取值为1的方格可被重复圈在不同的包围圈中，但在新画的 包围圈中至少要含有1个未被圈过的1方格，否则该包围圈是多余的。 7.用卡诺图化简逻辑函数的步骤（1）画出逻辑函数的卡诺图。（2）合并相邻的最小项，即根据前述原则画圈。（3）写出化简后的表达式。8 .卡诺图“圈。法”化简逻辑函数如果一个逻辑函数用卡诺图表示后，里面的0很少且相邻性很强, 这时用“圈0法”更简便。但要注意，圈0后，应写出反函数，再取 非，得原函数。具有无关项的逻辑函数的化简1 .无关项2 .含无关项逻辑函数的化简归纳总结1 .数字电路中用高电平和低电平分别来表示逻辑 1和逻辑0,它和二进制数中的0和1正好对应。因此, 数字系统中通常用二进制数来表示数据。在二进制位数 较多时，常用十六进制或八进制作为二进制的简写。各 种计数体制之间可相互转换。2 .常用BCD码有8421码、2421码、5421码、余 3码等，其中8421码使用最广泛。另外，格雷码（Gray） 由于可靠性高，也是一种常用码。3 .逻辑运算中的3种基本运算是“与” “或” “非” 运算。分析数字电路或数字系统的数学工具是逻辑代数。4 .描述逻辑关系的函数称为逻辑函数，逻辑函数 是从生活和生产实践中抽象出来的，只有那些能明确地 用“是”或“否”做出回答的事物，才能定义为逻辑函 数。逻辑函数中的变量和函值都只能取。或1两个值。5 .常用的逻辑函数表示方法有真值表、函数表达 式、逻辑图等，它们之间可以任意地相互转换。6 .逻辑代数是分析和设计逻辑电路的工具。一个 逻辑问题可用逻辑函数来描述。逻辑函数有4种常用的 表示方法，即真值表、逻辑表达式、卡诺图、逻辑图。 它们各具特点并可相互转换。7 .逻辑函数化简的目的是为了获得最简逻辑函数 式，从而使逻辑电路具备构成简单、成本低廉、可靠性 高的优点。化简的方法主要有公式法和卡诺图法两种。作业布置习题一（教材3942页）数字电子技术教案第2章逻辑门电路课程章节第2章 逻辑代数基础课时分配4教学目标1 .理解集成逻辑门电路的基础。2 .熟悉二极管、三极管的开关特性及其门电路。3 .熟悉TTL和CMOS各个系列产品的外部电气特性及主要参数。教学重 点、难点1 .集成逻辑门电路的基础2 .分立元件门电路3 .TTL系列集成电路及主要参数4 .CMOS反相器授课方式课堂讲授，板书教学内容1 .集成电路2 .分立元件门电路3 .TTL逻辑门电路4 .CMOS逻辑门电路2.1概述双极型集成电路双极型集成电路由三极管组成的，如晶体管一晶体管逻辑电路（简 称TTL电路）及射极耦合逻辑电路（简称ECL电路）。TTL是应用最 早、技术比较成熟的集成电路，曾被广泛使用。ECL也是一种双极型 数字集成电路，其基本器件是差分对管，ECL电路主要应用于高速或 超高速数字系统或设备中。2.1.1 单极型集成电路MOS逻辑门电路可以分为NMOS, PMOS和CMOS,其中CMOS 电路是占主导地位的逻辑器件。我2-1几种CMOS集触路触源电压艇械源最大电压额定值型参尸、4000B74HC74HCT74LVC74AUC电触威国/V3P82-'62-612 T60.82.7电褊大电底碇售V207?6.53.6CMOS是数字逻辑电路的主流工艺技术，但CMOS技术却不宜 用在射频和模拟电路中。BiCMOS集成电路是一种兼具Bipolar （双极 性）工艺与CMOS工艺优势的电子器件，它具有双极工艺高跨导、强 负载驱动能力和CMOS器件高集成度、低功耗的优点，既可用于数字 集成电路，也可用于模拟集成电路。因此，BiCMOS技术主要用于高 性能集成电路的生产。2.2分立元件门电路一M课堂讨论什么是逻辑操作？参考：有的电气设备在送电时，必须先送低压后送高压，送低压 是送高压的条件，这就是一种逻辑操作。2.2.1 二极管的开关特性二极管的开关特性表现在正向导通与反向截止这样两种不同状态之间的转换过程中。二极管从反向截止到正向导通与从正向导通到 反向截止相比所需的时间很短，一般可以忽略不计，如图2-1所示为 典型二极管的动态特性曲线。1 .最简单的门电路是用二极管组成的与门、或门和 三极管组成的非门电路。它们是集成逻辑门电路的基础。2 .目前普遍使用的数字集成电路主要有两大类，一 类由NPN型三极管组成，简称TTL集成电路；另一类 由MOSFET构成，简称MOS集成电路。3 . TTL集成逻辑门电路的输入级采用多发射极三 极管、输出级采用达林顿结构，这不仅提高了门电路的 开关速度，也使电路有较强的负载驱动能力。归纳总结4 .在TTL系列中，除了实现各种基本逻辑功能的 门电路外，还包括集电极开路门（0C门）和三态门， 它们能够实现线与逻辑，能够驱动需要一定功率的负载, 三态门还可用来实现总线结构。5 .为了更好地使用数字集成芯片，应熟悉TTL和 CMOS各个系列产品的外部电气特性及主要参数，正确 处理多余输入端，解决不同类型电路间的接口问题和抗 干扰问题。6 . TTL电路的优点是开关速度较高，抗干扰能力 较强，带负载的能力也比较强；缺点是功耗较大。7 . CMOS电路具有制造工艺简单、功耗小、输入 阻抗高、集成度高、电源电压范围宽等优点；缺点是工 作速度稍低，但随着集成工艺的不断改进，CMOS电路 的工作速度已有了较大幅度的提高。作业布置习题二（教材6269页）数字电子技术教案第3章组合逻辑电路课程章节第3章 组合逻辑电路课时分配4教学目标1 .掌握组合逻辑电路的分析方法和设计方法。2 .掌握基本组合逻辑器件的应用。3 .掌握组合电路中的竞争冒险。教学重 点、难点L3种基本逻辑门及其表示2.3种基本逻辑门导出的其他逻辑门及其表示3 .组合逻辑电路的设计方法4 .常用中规模标准组合逻辑电路5 .组合电路中的竞争冒险判别与消除方法授课方式课堂讲授，板书教学内容L组合逻辑电路的特点2 .组合逻辑电路的方框图及特点3 .3种基本逻辑门及其表示4 .组合逻辑电路的分析方法和设计方法5 .常用中规模标准组合逻辑电路6 .组合电路中的竞争冒险1.1 数字信号与数字电路数字信号1 .数字信号的概念数字信号是离散时间信号的数字化表示，通常可由模拟信号获得。2 .数字信号的特点（1）抗干扰能力强。（2）便于加密处理。（3）便于存储和交换。3 .数字信号的应用领域（1）广播领域。（2）电视领域。（3）通信领域。LL2数字电路.数字电路的概念指用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路。1 .数字电路的特点教学过程（1）工作信号是二进制的数字信号，在时间上和数值上是离散的（不 连续），反映在电路上是低电平和高电平两种状态（即。和1两个逻辑 值）。（2）数字电路研究的主要问题是电路的逻辑功能，即输入信号状态和 输出信号状态之间的关系。（3）数字电路对其组成元器件的精度要求不高，只要在工作时能够可 靠地区分。和1两种状态即可。2 .数字电路的分类（1）按集成程度的不同：小规模（SSI,每片数十器件）；中规模（MSL 每片数百器件）；大规模（LSL每片数千器件）；超大规模（VLSI, 每片器件数目大于1万）数字集成电路。（2）按应用角度的不同：通用型电路和专用型电路。（3）按所用器件制作工艺的不同:双极型（TTL型）电路和单极型（MOS 型）电路。（4）按照电路结构和工作原理的不同：组合逻辑电路和时序逻辑电路。3.1概述组合逻辑电路的特点组合逻辑电路是指采用两个或两个以上基本逻辑门来实现更实 用、更复杂逻辑功能的电路结构，其特点主要包括以下两点：(1)在逻辑功能上，组合逻辑电路在任意时刻的输出仅取决于该 时刻的输入，与电路原来的状态无关。(2)在电路结构上，组合逻辑电路中不能包含存储单元。3.1.1 组合逻辑电路的方框图及特点如图3-1所示为组合逻辑电路方框图。输入变量组合逻触路输出变量 >M hL-图3-1组合逻辑电路方框图组合逻辑电路基本构成单元为门电路，组合逻辑电路没有输出端 到输入端的信号反馈网络，组合逻辑电路无记忆性，所以组合逻辑电 路是无记忆性电路。3.1.3 3种基本逻辑门及其表示在二值逻辑中，最基本的逻辑关系有3种，即与逻辑、或逻辑和 非逻辑。数字电路中实现这3种逻辑的电路分别称为与门电路、或门 电路和非门电路。1 .与逻辑与逻辑是指一个逻辑事件的发生取决于几个条件，当这几个条件 都满足时，这个事件就发生；否则就不发生。如图3-3所示为与逻辑的逻辑电路符号，称为与门电路。ar&-一LB图3-3与门逻辑符号2 .或逻辑或逻辑是指一个逻辑事件的发生取决于几个条件，只要这几个条图3-1组合逻辑电路方框图组合逻辑电路基本构成单元为门电路，组合逻辑电路没有输出端 到输入端的信号反馈网络，组合逻辑电路无记忆性，所以组合逻辑电 路是无记忆性电路。3.1.3 3种基本逻辑门及其表示在二值逻辑中，最基本的逻辑关系有3种，即与逻辑、或逻辑和 非逻辑。数字电路中实现这3种逻辑的电路分别称为与门电路、或门 电路和非门电路。3 .与逻辑与逻辑是指一个逻辑事件的发生取决于几个条件，当这几个条件 都满足时，这个事件就发生；否则就不发生。如图3-3所示为与逻辑的逻辑电路符号，称为与门电路。ar&-一LB图3-3与门逻辑符号4 .或逻辑或逻辑是指一个逻辑事件的发生取决于几个条件，只要这几个条址由右/工后T一不攵在港 口口注入市住曲卷匕. 口右后右攵杜场木儒1 .在二值逻辑中，最基本的逻辑关系有3种，即与 逻辑、或逻辑和非逻辑。数字电路中实现这3种逻辑的 电路分别称为与门电路、或门电路和非门电路。2 .组合逻辑电路分析是指对给定的组合逻辑电路, 通过分析找出电路的逻辑功能。通常采用的分析方法是从电路的输入到输出逐级写 出逻辑函数式，最后得到表示输出与输入关系的逻辑函 数式；然后用公式化简法或卡诺图化简法将得到的函数 式化简或变换，以使逻辑关系简单明了。为了使电路的 逻辑功能更加直观，有时还可以将逻辑函数式转换为真 值表的形式。3 .组合逻辑电路设计是指根据给定的实际逻辑问 题，设计出实现这一逻辑功能的、最简单的逻辑电路。组合逻辑电路的设计工作通常包以下过程：(1)进行逻辑抽象。(2)写出逻辑函数式。(3)选定器材的类型。(4)将逻辑函数化简或变换成适当的形式。归纳总结(5)工艺设计。4 .中规模常用集成组合逻辑电路包括半加器、全加 器、编码器、译码器、数据选择器等，这些芯片的电路 设计原理、图形符号、真值表及扩展方法十分重要，能 够选用合适的芯片是最终目的。5 .用中规模常用集成组合逻辑电路如数据选择器、 译码器、加法器等可以实现组合函数，具体用每种芯片 设计组合函数的步骤、注意事项等十分重要。6 .竞争是指当门电路两输入同时向相反的逻辑电平 跳变的现象。冒险是指由于竞争而在电路输出端可能产 生不符合逻辑规律的尖峰脉冲的现象。在输入变量每次只有一个状态发生改变的简单情况 下，判断逻辑表达式是否存在竞争冒险的以下方法：力口电主；小于左一，攵/任K合匕/I/给斗.， ,了 就作业布置习题三（教材111116页）数字电子技术教案第4章触发器课程章节第4章 触发器课时分配6教学目标1 .了解组触发器的基本特点、描述方法、分类方法。2 .掌握基本RS触发器的电路组成、逻辑功能。3 .掌握同步RS触发器的电路结构、逻辑功能、特性方程及状态转换图。4 .掌握同步D触发器的逻辑功能、特性方程及状态转换图。5 .掌握主从RS触发器、主从JK触发器和T触发器的相关内容。6 .掌握各类边沿触发器的相关内容。7 .掌握触发器构成的分频器电路。教学重 点、难点1 .触发器的分类方法。2 .基本RS触发器的电路组成及逻辑符号、逻辑功能。3 .同步触发器的电路结构及逻辑符号图、逻辑功能、特性方程、状态转换 图。4 .主从触发器的逻辑功能。5 .边沿触发器的逻辑功能。6 .触发器构成的分频器电路授课方式课堂讲授，板书1 .触发器概述.基本RS触发器教学内容2 .同步触发器3 .主从触发器.边沿触发器4 .集成触发器4.1 触发器概述.触发器的两个基本特点：(1)具有两个能自行保持的稳定状态，用来表示逻辑状态或二进 制数的0和lo(2)在触发信号的作用下，根据不同的输入信号可以置成1或0 状态。1 .触发器的描述方法：(1)真值表(又称特性表或功能表)(2)逻辑图(3)特性方程(即逻辑表达式)(4)波形图。特性方程是指触发器的次态和当前输入变量及现态之间的逻辑关 系表达式。现态是指触发器在触发脉冲作用时刻之前的状态，即触发 器原来的稳定状态，用。表示；次态是指触发器在触发脉冲作用后新 的稳定状态，用。向表示。2 .触发器的分类方法：(1)根据是否有时钟脉冲输入端，触发器可分为基本触发器和钟 控触发器。(2)根据逻辑功能的不同，触发器可分为RS触发器、D触发器、 JK触发器、T触发器。(3)根据电路结构的不同，触发器可分为基本触发器、同步触发 器、维持阻塞触发器、主从触发器、边沿触发器。(4)根据触发方式的不同，触发器可分为电平触发器、主从触发 器、边沿触发器。4.2 组合逻辑电路的分析方法和设计方法基本RS触发器的电路组成及逻辑符号如图4-1所示为基本RS触发器的电路结构及逻辑符号图。QQ1 .触发器是数字电路系统的基本逻辑单元，主要有 两个基本特性：一是有两个稳定状态；二是在外信号作 用下，两个稳定状态可相互转换。触发器的次态不仅与 输入信号状态有关，而且与触发器的现态有关。没有外 信号作用时，触发器保持原来状态，因此触发器具有记 忆功能，常用来保存二进制信息。2 .触发器的逻辑功能是指触发器输出的次态与输出 的现态及输入信号之间的逻辑关系，其逻辑功能的描述 方法主要有特性表、特性方程、状态转换图等。3 .基本RS触发器的要点归纳主要包括以下几点：(1)基本RS触发器是一种无节拍翻转的触发器， 能存储1位二进制数，其电路结构比较简单，但却是构 成其他触发器的基础。(2)基本RS触发器最大的缺点是输入信号之间有 约束条件，因此在数字电路应用中局限性较大。4 .同步RS触发器的要点归纳主要包括以下几点：(1)同步RS触发器与基本RS触发器相比，虽然 增加了时间控制端，但仍存在空翻现象。正常情况下， 在一个CP脉冲的作用下，触发器的状态只能翻转一次。 而空翻现象是指在一个CP脉冲作用期间，触发器的状 态产生两次或两次以上翻转。归纳总结(2)同步RS触发器与基本RS触发器一样，输入 信号R, S之间有约束条件，否则会出现触发器次态不 定的现象。5 .同步D触发器的要点归纳主要包括以下几点：(1)输入端只有一个输入信号输入信号不存在 约束条件，解决了触发器次态不定的问题。(2)同步D触发器仍存在空翻现象。6 .主从RS触发器的要点归纳主要包括以下几点：(1)主从RS触发器的主、从两个触发器交替工作, 总是只能一个导通。所以，触发器的输入信号R, S无 -士 4* 曰/r A 在Zk " I 上山-Zr- A C 口G.、小& J /A- E E H口作业布置习题四（教材139145页）数字电子技术教案第5章时序逻辑电路课程章节第5章 时序逻辑电路课时分配5教学目标1 .了解时序逻辑电路的基本概念。2 .掌握时序逻辑电路的特点及时序逻辑电路的一般分析方法。3 .掌握典型时序逻辑部件计数器和寄存器的工作原理。4 .掌握典型时序逻辑部件计数器和寄存器的逻辑功能。5 .掌握典型时序逻辑部件计数器和寄存器的集成芯片及其使用方法和典型 应用。6 .掌握同步时序逻辑电路的设计方法。教学重 点、难点1 .时序逻辑电路的组成结构。2 .时序逻辑电路的状态表和状态图。3 .同步时序逻辑电路。4 .异步时序逻辑电路。5 .二进制计数器。6 .数码寄存器、移位寄存器。授课方式课堂讲授，板书教学内容1 .时序逻辑电路的基本概念2 .时序逻辑电路的分析方法3 .计数器4 .数码寄存器与移位寄存器5 .同步时序逻辑电路的设计方法5.1 时序逻辑电路的基本概念.时序逻辑电路的组成结构时序逻辑电路一般包含组合逻辑电路、存储电路和反馈电路。其 中，反馈电路可以将存储电路的输出状态反馈到组合逻辑电路的输入 端，与输入信号共同决定整个电路的输出；存储电路则是将组合逻辑 电路的输出状态作为输入信号存储到存储器件中。存储器件是时序逻辑电路的重要组成部分，常用的存储器件主要 有触发器、延迟线和磁性器件等。如图5-1所示为触发器构成的时序 逻辑电路结构框图。图5-1触发器构成的时序逻辑电路结构框图1 .时序逻辑电路的分类：(1)根据电路状态转换情况的不同，时序逻辑电路可分为同步时 序逻辑电路和异步时序逻辑电路。(2)根据电路中输出变量是否和输入变量直接相关，时序逻辑电 路可分为米里型电路和莫尔型电路。2 .时序逻辑电路的状态表和状态图状态转换表和状态转换图：为了清晰地了解时序逻辑电路的逻辑 功能和工作情况。1)状态转换表状态转换表类似于组合逻辑电路的真值表，它是将时序逻辑电路 的输入变量、现态变量、次态变量和输出变量写入表格而形成的，因 此也称为状态转换真值表。2)状态转换图状态转换图是用来描述时序逻辑电路的输入变量、现态变量、次 态变量和输出变量之间关系的图形。如图5-2所示为状态转换图示例。1.2数制与编码数制表示1 .十进制数的表示：表示十进制数时，可以在数字的右下角标注10或D,对于任意一个十进制数N,都可以按以下形式写出其按权展开式：（N）d =x 10,_| + an_2 x IO"： +L + q x 101 + a0 x 10° + % x IO-1 + a_2x IO-2 +L + a_m x=Z。/ xio，式中，%表示各个数字符号，为09这10个数码当中的一个;n整数部分的位数；m小数部分的位数。2 .二进制数的表示：对于任意一个二进制数N,都可按以下形式写出其按权展开式:（N）b = X 2"" + 4.2 X 2"-2 +L + q X 21 + / X 2° + * x 2-1 + a_2 x 2" +L + a_m x 2m一 i=fx 2Zi=-m式中，火表示各个数字符号，为。或1;n整数部分的位数；m小数部分的位数。3 .二进制运算规则：加法：0 + 0 = 01 + 0 = 10 + 1 = 11 + 1=0（进位）减法:0-0 = 00-1 = 1（借位）1-0 = 11-1 = 0乘法：0x0 = 00x1 = 01x0 = 01x1 = 1除法：0 + 1 = 01 + 1 = 1例 1.2.1 求（1011101% 与（OOIOOU）b 的和。解：将（1011101%与（0010011）B按位相加,得到1 .时序逻辑电路在任何一个时刻的输出状态不仅取 决于当时的输入信号，还与电路的原状态有关，因此时 序逻辑电路中必须含有具有记忆能力的存储器件，其中 触发器是最常用的存储器件。2 .描述时序逻辑电路逻辑功能的方法有状态转换 表、状态转换图和时序波形图等。3 .时序逻辑电路的分析步骤:逻辑图一时钟方程（异 步）、驱动方程、输出方程一状态方程一状态转换真值表 一状态转换图和时序图一逻辑功能。4 .时序逻辑电路的设计步骤：设计要求一最简状态 表一编码表一次态卡诺图一驱动方程、输出方程一逻辑 图。归纳总结5 .计数器是一种简单而又最常用的时序逻辑器件， 在计算机和其他数字系统中起着非常重要的作用，不仅 能用于统计输入时钟脉冲的个数，还能用于分频、定时、 产生节拍脉冲等。6 .用已有的M进制集成计数器产品可以构成N（任 意）进制的计数器，其方法主要有异步清零法、同步清 零法、异步置数法和同步置数法，使用时根据集成计数 器的清零方式和置数方式来选择。当时，用1片M 进制计数器即可；当M<N时，要用多片M进制计数器 组合起来，才能构成N进制计数器。当需要扩大计数器 的容量时，可将多片集成计数器进行级联。7 .寄存器也是一种常用的时序逻辑器件，主要分为 数码寄存器和移位寄存器两种，移位寄存器又分为单向 移位寄存器和双向移位寄存器。作业布置习题五（教材187192页）数字电子技术教案第6章半导体存储器课程章节第6章 半导体存储器课时分配3教学目标1 .了解半导体存储器的概念与分类。2 .掌握随机存取存储器的基本结构。3 .掌握RAM的工作时序。4 .区分RAM的存储单元。5 .掌握只读存储器的分类。6 .掌握ROM的结构及工作原理。7 .掌握Cache的结构和工作原理。8 .掌握地址映像与转换。教学重 点、难点1 .RAM的基本结构。2 .RAM的工作时序及存储单元。3 .RAM的容量扩展。4 .ROM的分类、结构及工作原理。5 .Cache的结构和工作原理。6 .地址映像与转换。授课方式课堂讲授，板书教学内容1 .随机存取存储器2 .只读存储器3 .高速缓冲存储器6.1随机存取存储器(RAM).半导体存储器的概念半导体存储器是一种以半导体电路作为存储媒体的存储器件，具 有品种多、容量大、速度快、耗电省、体积小、操作方便、维护容易 等优点，被广泛应用于数字电子设备中。1 .半导体存储器的分类：(1)按照使用功能的不同，半导体存储器可分为随机存取存储器 RAM和只读存储器ROMo(2)按照制造工艺的不同，半导体存储器可分为双极晶体管存储 器和MOS晶体管存储器。(3)按照存储原理的不同，半导体存储器可分为静态和动态两种。6.1.1 RAM的基本结构随机存取存储器简称RAM,也称作读/写存储器，既能方便地读 出所存数据，又能随时写入新的数据；其缺点是数据的易失性，即一 旦掉电，所存的数据全部丢失。地址译码器地址码输入如图6-1所示为RAM的内部结构图，由存储矩阵、地址译码器、 读/写控制器、输入/输出控制、片选控制等部分组成。存储矩阵片选o读/写控制。|读/写” 控制器输入瞬出仁力匚二j 图6-1 RAM的内部结构图.存储矩阵存储矩阵是RAM的核心部分，主要用来存储数据信息，其电路结构为寄存器矩阵。1 .地址译码器地址译码器的作用是将寄存器地址所对应的二进制数译成有效的行选信号和列选信号，从而选中该存储单元。1 .半导体存储器是一种大容量、低成本的存储器件, 其种类很多。随机存储器RAM是一种易失性存储器， 用来存储动态数据和指令；只读存储器ROM是非易失 性存储器，用来存储不变的数据或者指令。归纳总结2 .半导体存储器以其品种多、容量大、速度快、耗 电省、体积小、操作方便、维护容易等优点，在数字设 备中得到广泛应用，应熟悉其存储原理和存储容量的计 算，掌握存储器的扩展使用方法。3 .数字信息在运算或处理过程中，需要使用专门的 存储器进行较长时间的存储，正是因为有了存储器，计 算机才有了对信息的记忆功能。4 .只读存储器ROM的基本部分是与门阵列和或门 阵列，与门阵列实现对输入变量的译码，产生变量的全 部最小项，或门阵列完成有关最小项的或运算。因此， 从理论上讲，利用ROM可以实现任何组合逻辑函数。作业布置习题六（教材214页）数字电子技术教案第7章脉冲波形的产生与整形电路课程章节第7章 脉冲波形的产生与整形电路课时分配5教学目标1 .掌握矩形波的产生和整形电路。2 .掌握施密特触发器。3 .掌握单稳态触发器电路。4 .掌握数字集成芯片的基本原理和相关应用。5 .了解555定时器。6 .掌握555定时器组成施密特触发器的方法。7 .掌握555定时器组成单稳态触发器。教学重 点、难点1 .脉冲信号的特性参数。2 .门电路组成的施密特触发器。3 .集成施密特触发器。4 .门电路单稳态触发器。5 .集成单稳态触发器。6 .简单环形多谐振荡器。7 . RC环形多谐振荡器。8 .秒脉冲发生器。9 . 555定时器的电路结构与工作原理。10 .用555定时器构成施密特触发器、多谐振荡器、单稳态触发器。授课方式课堂讲授，板书教学内容1 .脉冲信号2 .施密特触发器3 .单稳态触发器4 .多谐振荡器5 . 555定时器7.1 脉冲信号1 .脉冲信号概述从广义上讲，不具有连续正弦波形状的信号，几乎都可以称为脉 冲信号，最常见的脉冲波形是方波和矩形波，如图7-1所示。图7-1方波和矩形波2 .矩形脉冲的特性参数：如图7-2所示为矩形脉冲的实际波形图。在描述矩形脉冲的特性（1）脉冲幅度匕：脉冲电压的最大变化幅度。图7-13施密特触发器的幅度鉴别（2）脉冲宽度几：从脉冲前沿 至IJ达0.5匕起，至I脉冲后沿至U达0.5 匕为止的时间。（3）上升时间口 脉冲上升沿 从0.1 （上升到0.9匕需要的时间。（4）下降时间%:脉冲下降沿 从0.9 %下降到。.1 Vni需要的时间。（5）脉冲周期九 周期重复的脉冲序列中，两个相邻脉冲之间的时间间隔，有时也用频率/来表示。1 .施密特触发器和单稳态触发器是最常用的两种整形电路：(1)输出电平随输入电平改变，所以输出脉冲的宽 度是由输入信号决定的。同时，由于施密特触发器的滞 回特性，即输出电平转换过程中的正反馈作用，所以施 密特触发器输出电压波形的边沿得到明显改善。(2)单稳态触发器输出信号的宽度主要由电路参数 决定，与输入信号无关(输入信号只起到触发作用)，因 此用单稳态触发器可以产生固定宽度的脉冲信号。归纳总结2 .多谐振荡器是一种自激的脉冲振荡器，其工作原 理主要有以下两种形式：(1)利用闭合回路的正反馈作用产生振荡，如对称 式多谐振荡器、石英振荡多谐振荡器等。(2)利用闭合回路的延迟负反馈作用产生振荡， 如环形振荡器、用施密特触发器组成的振荡器等。3 . 555定时器是一种用途很广的集成电路，除了能 组成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器以外， 还可以组成各种灵活多变的应用电路。作业布置习题七(教材250-253页)数字电子技术教案第8章数模与模数转换电路课程章节第8章 数模与模数转换电路课时分配2教学目标1 .掌握几种常用D/A转换器的电路结构。2 .掌握几种常用D/A转换器的工作原理及其应用。3 .掌握A/D转换器的电路结构。4 .掌握A/D转换器的工作原理及其应用。5 .掌握D/A转换器的主要技术指标。6 .掌握A/D转换器的主要技术指标。教学重 点、难点LD/A转换器的基本原理。2 .倒T形电阻网络D/A转换器。3 .权电流型D/A转换器。4 . D/A转换器的主要技术指标。5 . A/D转换的一般过程。6 .取样一保持电路。7 .并行比较型A/D转换器。8 .逐次比较型A/D转换器。9 .双积分型A/D转换器。10 . A/D转换器的主要技术指标器。授课方式课堂讲授，板书教学内容1.D/A转换器2. A/D转换器8.1 D/A转换器D/A转换器的基本原理1. D/A转换器的概念数模转换器是指将数字信号转换成模拟信号的电路，简称D/A转 换器。2. D/A转换器的基本思路为了将数字量转换成模拟量，必须将各位的代码按位权的大小转 换成相应的模拟量，然后将这些模拟量相加，即可得到与数字量成正 比的总模拟量，从而实现数字一模拟转换，这就是构成D/A转换器的 基本思路。3.D/A转换器的输入、输出关系图D/A转换器输出-v0如图8-1所示为D/A转换器的输入、输出关系图，其中。*是 输入端，表示D/A转换器的输入为位二进制数，%是与输入二进制 数成比例的输出电压。DoA 输入图8-1 D/A转换器的输入、输出关系图3. 3位二进制数烦人D/A转换器的转换特性如图8-2所示为3位二进制数的D/A转换器的转换特性，它具体 而形象地反映了 D/A转换器的基本功能。图8-2 3位二进制数烦人D/A转换器的转换特性倒T形电阻网络D/A转换器在单片集成D/A转换器中，使用最多的是倒T形电阻网络D/A转 换器。如图8-3所示为4位倒T形电阻网络D/A转换器的电路结构。10 1110 1 + 0 0 1 0 0 1 1 ii10000例122求(