计数器教案.doc

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1、科 目课题第 5 章 第 2 节审阅签名电子技术基础计数器审阅时间授课时数2教学形式一体化授课时间16（1）教学媒体多媒体授课班级 电子线路1001辅助教具多媒体、计算机、水彩笔、白板教学目的1、理解计数器的基本知识。2、掌握有常用计数器集成电路构成不同进制计数器的方法。3、正确使用Multisim仿真软件，并用仿真结果得出逻辑功能。重 点1、二进制、十进制、集成计数器的基础知识。2、不同进制计数器的构成方法。难 点1、 如何正确使用Multisim仿真软件2、如何设计电路，并通过仿真仿真结果得出门电路的逻辑功能教学设计及说明、导入新课 1、计数器图片的演示 （4分钟）2、复习回顾 （3分钟）

2、II 、新课讲授 1、 计数器的概念及分类 （5分钟） 2、 二进制计数器 （20分钟）3、 十进制计数器 （10分钟）4、 集成计数器及其应用 （20分钟） 5、 仿真练习 （20分钟）III 、归纳小结 （5分钟）IV 作业 （5分钟）教学回顾优点：1、以学生为主动，八所讲的内容及生活实际联系起来，想象力极为丰富，以后教学时，应充分重视学生想象力的培养。2、 计算机仿真教学学生兴趣高，以后教学应多采取此方式。缺点：1、缺少板书，不能忽视最基本的教学方法 2、教学进步安排得不够好，临近下课的教学有点仓促。第 9 页时间分配教学内容及过程教师活动学生活动采用4展示图片提出问题，为引入新课做准备

3、 导入新课提问：传统的计时或者显示方式？回答：在传统的方法中，是通过机械指针显示的方法，但是现在大部分都已经不再采用这种方法而是通过数字显示，这样更直观。用PPT展示图片，提出问题解答提出的问题对相关知识进行解释，引出重点内容学生讨论问题，引起互动学生的学习兴趣被激发时间分配教学内容及过程教师活动学生活动利用3复习相关知识点分类讲解520引出本节课重点：计数器。提问：1、时序逻辑电路的特点2、JK触发器功能真值表答案：1、电路任何一个时刻的输出状态不仅取决于当时的输入信号，还及电路原来的状态有关。因此，时序电路必须含有具有记忆功能的存储器件。2、CPJ KQnQn+1功能0 011保持0 10

4、0置“0”1 011置“1”1 110翻转II 新课讲授：1、 计数器的概念及分类计数器：用来记忆和统计CP脉冲个数的电路。 二进制计数器 计数长度 十进制计数器 N进制计数器 加计数 分类 数值增减 减计数 可逆计数 异步计数器 是否同步 同步计数器2、 二进制计数器（一）异步二进制加计数图1是3位异步二进制加法计数器电路，CP下降沿触发。教师提问解释计数器的概念提问：展示图片 时的进制分的进制学生回答接受新知识让学生自己思考回答时间分配教学内容及过程教师活动学生活动思考提出问题10根据实际问题讲解20通过仿真练习加强学生学习兴趣20让学生自己先进行设计根据前面内容总结本节5作业练习5CPQ

5、0JKQQF1CQ2JKQQF0CRDJKQQF2CQ1“1” 图1、3位异步二进制加法计数器电路 1、写出电路相应方程式(1) 驱动方程：(2) 次态方程：(3) 时钟方程：2、工作情况可用时序波形图来描述CPQ0Q1Q20000010100111001011101110000013、状态转换真值表总结：时序逻辑电路的一般分析步骤： 确定时序逻辑电路的类型。 写出已知时序逻辑电路的各相应方程。 绘制状态转换真值表或状态转换图。指出时序逻辑电路的功能。提问：三个JK触发器都接成T触发器，连接同一个CP，且前一级输出作为后一级输入，试分析电路功能。分析步骤：1、判断该时序逻辑电路的类型2、写出电

6、路的驱动方程和次态方程3、根据次态方程填写状态转换真值表4、指出电路功能3、十进制计数器日常生活中人们习惯于十进制的计数规则，当利用计数器进行十进制计数时，就必须构成满足十进制计数规则的电路。十进制计数器是在二进制计数器的基础上得到的，因此也称为二十进制计数器。8421BCD码对应十进制数时只能从0000取到1001来表示十进制的09十个数码，而后面的10101111六个8421BCD代码则在对应的十进制数中不存在？答案：前面的10101111六个8421BCD代码则在对应的十进制数中不存在，称它们为无效码。因此，采用8421BCD码计数时，计至第十个时钟脉冲时，十进制计数器的输出应从“100

7、1”跳变到“0000”，完成一次十进制数的有效码循环。我们以十进制同步加计数器为例，介绍这类逻辑电路的工作原理。首先由电路结构写出各位触发器的驱动方程和次态方程如下：驱动方程次态方程由次态方程可写出同步十进制计数器的状态转换真值表：CPQ3Q3Q1Q0Q3n+1Q2n+1Q1n+1Q0n+1100000001200010010300100011400110100501000101601010110701100111801111100910001001101001回零进位无效码101010111011010011001101110101001110111111110100该电路具有自启动能力，自

8、启动能力是指时序逻辑电路中某计数器中的无效状态码，若在开机时出现，不用人工或其它设备的干预，计数器能够很快自行进入有效循环体，使无效状态码不再出现的能力。4、集成计数器及其应用计数器在控制、分频、测量等电路中应用非常广泛，所以具有计数功能的集成电路种类较多。常用的集成芯片有74LS161、74LS90、74LS197、74LS160、74LS92等。我们将以74LS160为例，介绍集成计数器芯片电路的功能及正确的使用方法。74LS161是16脚的集成二进制同步计数器，具有以下功能， 74LS161引脚图如图2所示：1、异步清零；2、同步并行预置数；3、计数；4、保持；其中CO为进位输出端。41

9、235671516CPABCGNDQDQCQBUcc74LS1611891011121413CrDDLPTQACO 图2：74LS161引脚图74LS161的功能表01111Cr清 零0111LD预 置 0 01 1P T使 能CP时 钟 d3 d2 d1 d0 D C B A预置数据输入0 0 0 0d3 d2 d1 d0保持保持计数QD QC QB QA输 出工作模式异步清零同步置数数据保持数据保持加法计数 1 & 1 (a) 用异步清零端CR归零 74LS161 Q3 Q2 Q1 Q0 D0 D1 D2 D3 CO LD CR CTT CTP CP CP 74LS161利用清零端或置数端

10、可构成N进制计数器。下图所示为用一片74LS161构成12进制计数器的两种方法：思考：用74LS161构成256进制进制计数器解答：低位片计数至1111时推动高位片计数一次，当CP脉冲计数至第60次时，高位片计数至0011为316=48、低位片计数至1100等于12，高位片和低位片数据输出端的四个1送入及非门，及非门“全1出0”，给两芯片的清零端同时送入一个低电平，使两片计数器同时清零，重新开始第二个循环计数。5、仿真练习在Multisim软件中绘制并仿真电路。电路如图3所示: 图3：74160计数器电路如图4所示:图4：74160置零法计数器电路如图5所示:图5：74160置数法计数器III

11、 、归纳小结1、二进制计数器.2、十进制计数器3、集成计数器IV 作业1、计数器的分类有哪些？2、如何区分同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路？3、设计一个二十四进制计数器。和学生一起分析电路推导公式得出推导步骤画波形图得出推导步骤和学生一起总结思考提出问题和学生互动引入新课讲授新知识和同学们一起推导真值表公式推导联系实际问题讲授新知识提出问题布置任务演示仿真讲解提出问题：采用置数法设计电路让学生自己设计归纳小结提问布置作业互动接受新知识写出已知时序逻辑电路的各相应方程互动绘制状态转换真值表或状态转换图互动学生解答接受新知识互动回答问题学生互动画真值表接受新知识接受新知识解答互动仿真练习，加强理论知识掌握练习设计仿真听讲互动完成作业