2022年数字电路精品课程教案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案课 时 授 课 计 划 - 1 课号： 1 共 8 学时理论 6 学时试验 0 学时习题 2 学时 课题：第 1 章 绪论 1.1 概述 1.2 数制和码制 目的与要求：明白本门课程的基本内容；明白数字电路的特点及应用、分类及学习方法；把握二、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；教具：课堂争论：离散信号；二、十、八、十六进制的特点及表示方法；码的作用；8421BCD码的特点及应用；现代教学方法与手段：

2、数字电路网络课程 PowerPoint 复习（提问）：什么是模拟信号模拟电路；什么是二进制代码；授课班次：课时安排：名师归纳总结 课堂教学环节课堂组织课堂争论复习（提问）新课讲解巩固新课布置作业第 1 页,共 30 页时间安排（分）5 20 9 50 5 1 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案提纲第 1 章 绪 论 1.1 概述 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 .

3、1 . 3 数字电路的优点 1、 易集成化 2、 抗干扰才能强,牢靠性高 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 Um 2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 q 1.2 数制和码制1 . 2 . 1 一、十进制数 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、牢靠性代码1格雷码 2

4、奇偶校验码 作业：名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案7. （4）第 1 章 绪 论1.1 概述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0、1数字信号 断续变化（离散变化）,时间上离散幅值上整量化,多采纳二种数值组成又称二进制信号；举例 P1 图 1.1.1 ；与同学争论离散信号；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、储备、掌握、加工、算运算、规律运算、数字

5、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 . 1 . 2 数字电路的分类微电子技术的迅猛进展导致了数字电路的飞速进展；1、 按电路类型分类（1）组合规律电路 输出只与当时的输入有关, 如：编码器、加减法器、比较器、数据挑选器；（2）时序规律电路 输出不仅与当时的输入有关,仍与电路原先的状态有关；如：触发器、计数器、寄存器2、 按集成度分类SSI MSILISVLSI 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案表 1.1.1 数字集成电路分

6、类3、 按半导体的导电类型分类（1） 双极型电路（2） 单极型电路1 . 1 . 3 数字电路的优点0” 和“1” ,对元件精度要求低；1、 易集成化； 两个状态“2、 抗干扰才能强,牢靠性高；信号易辨别不易受噪声干扰；3、便于长期存贮；软盘、硬盘、光盘；4、通用性强,成本低,系列多；（国际标准） TTL 系例数字电路、门阵列、可编程规律器件；5、保密性好；简洁进行加密处理；1 . 1 . 4 脉冲波形的主要参数在数字电路中, 加工和处理的都是脉冲波形, 而应用最多的是矩形脉冲；名师归纳总结 图 1 . 1 . 2 脉冲波形的参数第 4 页,共 30 页- - - - - - -精选学习资料

7、- - - - - - - - - 1脉冲幅度名师精编精品教案V）； 脉冲电压波形变化的最大值,单位为伏（2脉冲上升时间；脉冲波形从 0.1U m上升到 0.9Um所需的时间；3脉冲下降时间；脉冲波形从 0.9Um下降到 0.1Um所需的时间；脉冲上升时间 tr和下降时间 tf 越短,越接近于抱负的短形脉冲； 单位为秒（s）、毫秒（ ms）、微秒（us）、纳秒（ ns）； 脉冲上升沿 0.5Um 到下降沿 0.5Um 所需的时间,单位和 4脉冲宽度 t r、 t f 相同；5脉冲周期 T； 在周期性脉冲中,相邻两个脉冲波形重复显现所需的时 间,单位和 t r 、t f 相同；6脉冲频率 f ：

8、每秒时间内,脉冲显现的次数；（kHz）、兆赫兹（ MHz）, f 1T；单位为赫兹（ Hz）、千赫兹7占空比 q：脉冲宽度与脉冲重复周期T 的比值； q T；它是描述脉冲波形疏密的参数；1.2 数制和码制 1 . 2 . 1 数 制 一、十进制 1、表示法名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案与同学争论二、八、十六进制的表示方法及特点二、二进制三、八进制和十六进制1八进制 逢八进一；系数 07 ；基数 8； 权 8 n ；2十六进制逢十六进一；系数： 09、A、B、C、D、E、F；基数 16；权 16

9、n；表 1.2.1 十进制、二进制、八进制、十六进制对比表1 . 2 . 2 不同数制间的转换一、各种数制转换成十进制二进制、八进制、十六进制转换成十进制时,只要将它们按权绽开,求名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案出各加权系数的和,便得到相应进制数对应的十进制数；例：二、十进制转换为二进制将十进制数的 整数部分 转换为二进制数采纳“ 除 2 取余法” ；将十进制 小数部分 转换为二进制数采纳“ 乘 2 取整法” ；例 1.1.1 将十进制数 107.62510 转换成二进制数；将十进制数的整数部分

10、转换为二进制数采纳“ 除 数部分逐次被 2 除,依次登记余数,直到商为 数的最低位,最终一个余数为最高位；解：整数部分转换所以,小数部分转换2 取余法” , 它是将整 0；第一个余数为二进制将十进制小数部分转换为二进制数采纳“ 乘 2 取整法” , 它是将小数部分连续乘以 2,取乘数的整数部分作为二进制数的小数；名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 由此可得十进制数 107.625名师精编精品教案10 对应的二进制数为 2107.625101101011.101三、二进制与八进制、十六进制间相互转换1二进制和八进制间的

11、相互转换（1） 二进制数转换成八进制数；二进制数转换为八进制数的方法是：整数部分从低位开头,每三位二进制数为一组,最终不足三位的,就在高位加0 补足三位为止；小数点后的二进制数就从高位开头,每三位二进制数为一组,最终不足三位的,就在低位加 0 补足三位, 然后用对应的八进制数来代替,再按次序排列 写出对应的八进制数；例 1.1.2 将二进制数 11100101.111010112转换成八进制数；11100101.111010112345.726 8（2） 八进制数转换成二进制数；将每位八进制数用三位二进制数来代替,得到了相应的二进制数；再按原先的次序排列起来,便例 1.1.3 将八进制数 74

12、5.361 8 转换成二进制数；745.361 8 111100101.011110001 22二进制和十六进制间的相互转换（1） 二进制数转换成十六进制数；二进制数转换为十六进制数的方法是：整数部分从低位开头, 每四位二进制数为一组,最终不足四位的,就在高位加 0 补足四位为止；小数部分从高位开头,每四位二进制数为一组,最终不足四位的,在低位加 0补足四位,然后用对应的十六进制数来代替,进制数；再按次序写出对应的十六例 1.1.4 将二进制数 10011111011.1110112转换成十六进制数；10011111011.111011 24FB.EC 16（2）十六进制数转换成二进制数；将每

13、位十六进制数用四位二进制数来代替,再按原先的次序排列起来便名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案得到了相应的二进制数；例 1.1.5 将十六进制数 3BE5.97D16转换成二进制数；3BE5.97D1611101111100101.10010111110121.2.3 二进制代码 争论：码的作用； BCD码；一、二 - 十进制代码 将十进制数的 09十个数字用二进制数表示的代码, 称为二 - 十进制码,又称 BCD码；表 1.2.2 常用二 - 十进制代码表 （重点讲解 8421 码、5421 码和

14、余 3 码）留意：含权码的意义；二、牢靠性代码 1格雷码表 1.2.3 格雷码与二进制码关系对比表名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案2奇偶校验码为了能发觉和校正错误, 提高设备的抗干扰才能, 就需采纳牢靠性代码,而奇偶校验码就具有校验这种差错的才能,它由两部分组成；表 1.2.4 8421 奇偶校验码作业：名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案课 时 授 课 计 划 - 2 课号： 2 共 12 学时理

15、论 8 学时试验 2 学时习题 2 学时课题：第 2 章 规律代数基础 2.1 概述 2.2 规律函数及其表示方法 目的与要求：娴熟把握基本规律运算和几种常用复合导出规律运算；娴熟运用真值表、规律式、规律图来表示规律函数；重点与难点：重点：三种基本规律运算和几种导出规律运算；真值表、规律式、规律图之间的相互转换；难点：将真值表转换为规律式；教具：课堂争论：争论简洁规律运算的规律口诀；分析规律式与规律图之间的相互转换以及如何由规律式或规律图列真值表；现代教学方法与手段：数字电路网络课程数字电路网络课程复习（提问）：与、或、非规律的运算口诀、规律符号；授课班次：课时安排：课堂教学环节课堂组织课堂争

16、论 复习（提问）新课讲解巩固新课布置作业时间安排（分）5 30 5 40 9 1 提纲第 2 章 规律代数基础 2.1 概述 2.2 规律函数及其表示法 2 . 2 . 1 基本规律函数及运算 一、与规律名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案二、或规律 三、规律非 2.2.2 几种导出的规律运算 一、与非运算、或非运算、与或非运算 二、异或运算和同或运算 2.2.3 规律函数及其表示法 一、规律函数的建立 二、规律函数的表示方法 1真值表 2规律函数式 3规律图作业： P19 8 第 2 章 规律代

17、数基础 2.1 概述布尔：英国数学家, 1941 年提出变量“0” 和“1” 代表不同状态；本章主要介绍规律代数的基本运算、基本定律和基本运算规章,然后介绍规律函数的表示方法及规律函数的代数化简法和卡诺图化简法；规律代数有其自身独立的规律和运算法就,而不同于一般代数；2.2 规律函数及其表示法 2 . 2 . 1 基本规律函数及运算 1、与运算 全部条例都具备大事才发生开关：“1”闭合,“0”断开灯：“1”亮,“0”灭真值表：把输入全部可能的组合与输出取值对应列成表；名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精

18、品教案规律表达式： L=K1*K2 规律乘 规律符号：原有符号：争论与规律运算的规律口诀规律功能口决：有“ 0” 出“0” ,全“1” 出“1” ；2、或运算 至少有一个条件具备,大事就会发生；规律表达式： L=K1+K2 （规律加）规律符号：争论或规律运算的规律口诀规律功能口决：有“1” 出“1” 全“0” 出“0”3、非运算： 结果与条件相反规律表达式：规律符号：争论非规律运算的规律口诀名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案2.2.2 几种导出的规律运算 一、与非运算、或非运算、与或非运算二、异

19、或运算和同或运算名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 规律表达式：名师精编精品教案0”相同为“1” ,不同为“2.2.3 规律函数及其表示法一、规律函数的建立举例子说明建立 （抽象）规律函数的方法, 加深对规律函数概念的懂得；例 2.2.1 两个单刀双掷开关 A 和 B 分别安装在楼上和楼下；上楼之前,在楼下开灯,上楼后关灯； 反之下楼之前, 在楼上开灯, 下楼后关灯； 试建立其规律式；表 2.2.6 例 2.2.1 真值表例 2.2.2 比较 A、B两个数的大小二、规律函数的表示方法名师归纳总结 - - - - -

20、 - -第 15 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案1真值表规律函数的真值表具有唯独性；规律函数有 n 个变量时,共有 个不同的变量取值组合； 在列真值表时, 变量取值的组合一般按 n位二进制数递增的方式列出；用真值表表示规律函数的优点是直观、明了,可直接看出规律函数值和变量取值之间的关系；分析规律式与规律图之间的相互转换以及如何由规律式 或规律图列真值表；2规律函数式 写标准与 - 或规律式的方法是：（l ）把任意一组变量取值中的1 代以原变量, 0 代以反变量, 由此得到一组变量的与组合,如 A、B、C三个变量的取值为 110 时,就代换后

21、得到的变量与组合为 A B ；（2）把规律函数值为 与- 或规律式；3规律图1 所对应的各变量的与组合相加,便得到标准的规律图是用基本规律门和复合规律门的规律符号组成的对应于某一逻 辑功能的电路图；例 2.2.3 已知真值表,试写出规律式并画出规律图；作业：名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案课 时 授 课 计 划 - 3 课号： 3 共 10 学时理论 8 学时试验 0 学时习题 2 学时 课题： 3.1 规律代数的基本定律和规章目的与要求：懂得并把握规律代数的基本公式、基本定律和三个重要规章；

22、重点与难点：重点：基本公式和基本定律；三个重要规章；难点：吸取律和摩根定律；代入规章；教具：课堂争论：吸取律和摩根定律的证明；三个重要规章的验证；现代教学方法与手段：数字电路网络课程复习（提问）：与、或、非；与非、或非、同或、异或规律的运算口诀、规律符号；授课班次：课时安排：名师归纳总结 课堂教学环节课堂组织课堂争论复习（提问）新课讲解巩固新课布置作业时间安排（分）5 30 15 30 9 1 第 17 页,共 30 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案提纲3.1 规律代数的基本定律和规章3.1.1 规律代数的基本公式 一、规律常量运

23、算公式 二、规律变量、常量运算公式3.1.2 规律代数的基本定律 一、与一般代数相像的定律二、吸取律 三、摩根定律3.1.3 规律代数的三个重要规章一、代入规章 二、反演规章三、对偶规章作业：3.2 规律代数的基本定律和规章3.2.1 规律代数的基本公式 一、规律常量运算公式 表 3.2.1 规律常量运算公式变量 A的取值只能为 0 或为 1,分别代入验证；名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3.2.2 规律代数的基本定律名师精编精品教案规律代数的基本定律是分析、设计规律电路, 化简和变换规律函数式的重要工具；这些

24、定律和一般代数相像,有其特殊性；一、与一般代数相像的定律 表 3.2.3 交换 律、结合律、安排律与同学一同验证以上四式；第式的推广：（2.3.1 ）由表 2.3.4 可知,利用吸取律化简规律函数时,某些项或因子在化简中被吸取掉,使规律函数式变得更简洁；名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案三、摩根定律3.2.3 规律代数的三个重要规章一、代入规章对于任一个含有变量A的规律等式, 可以将等式两边的全部变量A用同一个规律函数替代,替代后等式仍旧成立；这个规章称为代入规章；代入规章的正确性是由规律变量和

25、规律函数值的二值性保证的；如两函数相等,其对偶式也相等；争论三个规章的正确性；作业：（可用于变换推导公式）；名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案课 时 授 课 计 划 -4 课号： 4 课题： 2.4 规律涵数的公式化简法目的与要求：懂得化简的意义和标准；把握代数化简的几种基本方法并能娴熟运用；重点与难点：重点： 5 种常见的规律式；用并项法、吸取法、消去法、配项法对规律函数进行化简；难点：运用代数化简法对规律函数进行化简；教具：课堂争论：例 2 .4 .1 例 2 .4 .2 现代教学方法与手段

26、：数字电路网络课程复习（提问）：规律代数的基本公式、基本定律和三个重要规章；授课班次：课时安排：名师归纳总结 课堂教学环节课堂组织课堂争论复习（提问）新课讲解巩固新课布置作业第 21 页,共 30 页时间安排（分）5 30 10 35 5 5 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案提纲2.4 规律涵数的公式化简法2 . 4 . 1 化简的意义与标准一、化简规律函数的意义二、规律函数式的几种常见形式和变换三、规律函数的最简与 - 或式2 . 4 . 2 规律函数的代数化简法一、并项法二、吸取法三、消去法四、配项法2 . 4 . 3 代数化简

27、法举例作业： 2.4 规律涵数的公式化简法2 . 4 . 1 化简的意义与标准对规律一、化简规律函数的意义 依据规律问题归纳出来的规律函数式往往不是最简规律函数式,函数进行化简和变换,可以得到最简的规律函数式和所需要的形式,设计出最简洁的规律电路；这对于节约元器件,优化生产工艺,降低成本和提高系统的牢靠性,提高产品在市场的竞争力是特别重要的；二、规律函数式的几种常见形式和变换名师归纳总结 常见的规律式主要有5 种形式,如规律式可表示为第 22 页,共 30 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案三、规律函数的最简与 - 或式对与或式而言

28、：最简：2 . 4 . 2 规律函数的代数化简法一、并项法名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2 . 4 . 3 代数化简法举例名师精编精品教案在实际化简规律函数时, 需要敏捷运用上述几种方法,才能得到最简与- 或式 .作业：名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案课 时 授 课 计 划 -5 课号： 5 课题： 2.5 规律涵数的卡诺图化简法目的与要求：把握最小项的卡诺图表示；娴熟运用卡诺图化简规律函数；重点与难点：重点

29、：用卡诺图表示规律函数；用卡诺图化简规律函数；具有无关项的规律函数的化简；难点：用卡诺图化简规律函数以及具有无关项的规律函数的化简；教具：课堂争论：例 2 .5.3 例 2 .5 .4 例 2 .5 .7 现代教学方法与手段：复习（提问）：规律函数的几种表示方法的相互转换；授课班次：课时安排：名师归纳总结 课堂教学环节课堂组织课堂争论复习（提问）新课讲解 巩固新课布置作业时间安排（分）2 30 5 50 2 1 第 25 页,共 30 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案提纲2.5 规律函数的卡诺图化简法 2. 5. 1 最小项与卡诺

30、图 一、最小项的定义和性质 1最小项的定义 2最小项的基本性质 二、表示最小项的卡诺图 1相邻最小项 2最小项的卡诺图表示 2. 5. 2 用卡诺图表示规律函数 一、规律函数的标准与 - 或式 二、用卡诺图表示规律函数1已知规律函数式为标准与- 或式,画规律函数卡诺图；2已知规律函数真值表,画规律函数卡诺图 3规律函数为一般表达式时,画规律函数卡诺图；2. 5. 3 用卡诺图化简规律函数 2. 5. 4 具有无关项的规律函数的化简一、规律函数中的无关项二、利用无关项化简规律函数作业： 2.5 规律函数的卡诺图化简法 2. 5. 1 最小项与卡诺图一、最小项的定义和性质 1最小项的定义 特点：每

31、项都有 n 个变量名师归纳总结 每个乘积它中每个变量显现且仅出项1 次第 26 页,共 30 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案2最小项的基本性质a只有一组取值使之为“0”1”b任二最小项乘积与“c所的最小项之和为“1”二、表示最小项的卡诺图 1相邻最小项规律相邻项只有一个变量取值不同其余变量均相同的最小项两个相邻最小项可以相加合并为一项,相同变量；同时消去互反变量, 合并结果为对于五变量及以上的卡诺图,由于很复杂,在规律函数的化简中很少使用；2. 5. 2 用卡诺图表示规律函数一、规律函数的标准与 - 或式名师归纳总结 - - -

32、 - - - -第 27 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案如一个或规律式中的每一个与项都是最小项,就该规律式叫做标准与-或式,又称为最小项表达式,并且标准与二、用卡诺图表示规律函数1最小项表达式 卡诺图- 或式是唯独的；例 2. 5. 2 试画出例 2. 5. 1 中的标准与 - 或式的卡诺图；解：（ 1）画出 4 变量最小项卡诺图,如图 2. 5. 4 所示；2真值表 卡诺图规律函数真值表和规律函数的标准与 以直接依据真值表填卡诺图；3一般表达式样 卡诺图 1 、化为最小项表达式- 或式是一对应的关系,所以可2 、把卡诺图中含有某个与项各变

33、量的方格均填入 1,直到填完规律式的全部与项；2.5.3 用卡诺图化简规律函数名师归纳总结 步骤：画卡诺图正确圈组写最简与或表达式第 28 页,共 30 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2. 5. 4 名师精编精品教案具有无关项的规律函数的化简一、规律函数中的无关项用“ ” （或“d”）表示利用无关项化简原就：、 无关项即可看作“1” 也可看作“0” ；、 卡诺图中,圈组内的“ ” 视为“1” ,圈组外的视为“0” ；例 2. 5. 6 为 8421BCD码,当其代表的十进制数5 时,输出为“1” ,求 Y 的最简表达式；（用于间断输入是否大于 5）解：先列真值表,再画卡诺图名师归纳总结 - - - - - - -第 29 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案作业：名师归纳总结 - - - - - - -第 30 页,共 30 页