数电教案新版教案A4纸打印姚胜兴小学教育小学学案_小学教育-小学学案.pdf

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1、数电教案新版教案-A4纸打印(姚胜兴)1/94 课 程 教 案 课程名称：数字电子技术 任课教师：姚胜兴 所属院部：电气与信息工程学院 教学班级：电子 1301-02 教学时间：2014 2015 学年第 2 学期 湖 南 工 学 院 数电教案新版教案-A4纸打印(姚胜兴)2/94 课程基本信息 课程 名称 数字电子技术 课程代码 G0400334 总计：56 学时 讲课：56 学时 实验：学时上机：学时 课 程 设 计：周 学 分 3.5 类别 必修课（）选修课（）理论课（）实验课（）任课 教师 姚胜兴 职称 教授 授课 对象 专业班级：电子 1301-02 共 2 个班 课 程 简 介 （

2、不超过1000字）本课程是电气信息类本科生的一门技术基础必修课。课程的主要任务是使学生掌握数字电子技术的基本概念和基本理论，掌握数字电路的分析方法和设计方法，掌握常用的中、小规模数字集成电路在逻辑电路设计中的应用等,以便为学生今后学习有关专业课，与解决工程实践中所遇到的数字系统问题打下坚实的基础。课程教学内容与相应课时分配为(不含 2 学时机动课时)：1.逻辑代数的基本知识，8 学时 2.门电路，6 学时 3.组合逻辑电路，10 学时 4.触发器，6 学时 5.时序逻辑电路，12 学时 6.脉冲波形的产生和整形，8 学时 7.半导体存储器，2 学时 8.可编程逻辑器件，2 学时 9.数/模和模

3、/数转换，4 学时 课程教学的组织以启发式教学为主，辅以“习题课”、“提问”、“小结”、“信息反馈”等教学形式，教学手段采用投影、多媒体、计算机仿真等先进教学手段与黑板板书相结合，以增强学生理解力，促进学生知识、能力和素质的综合培养，激发学生的学习兴趣与钻研精神。此外，该课程还包括 16 学时、8 个实验项目的实验教学内容。本课程为考试课程，采用闭卷考试形式，考核中需要掌握的知识占85%；需要了解的知识占 15%。成绩给定办法为：平时成绩占 30%，期未考试成绩占 70%，平时成绩涉与出勤情况、作业、听课情况、上课提问回答情况四要素。学班级电子教学时间学年第学期湖南工学院数电教案新版教案纸打印

4、姚胜兴课程名称类别任课教师授课对象课程简介不超过字数字电子技术课程基本信息课程代码总计学时讲课学学分时必修课选修课理论课实实验学验课时上机学时务是使学生掌握数字电子技术的基本概念和基本理论掌握数字电路的分析方法和设计方法掌握常用的中小规模数字集成电路在逻辑电路设计中的应用等以便为学生今后学习有关专业课与解决工程实践中所遇到的数字系统问题打下坚触发器学时时序逻辑电路学时脉冲波形的产生和整形学时半导体存储器学时时数模和模数转换学时课程教学的组织以启发式教学为主辅以习题课提问小结信息反馈等教学形式教学手段采用投影多媒体计算机仿真等先进教学手段与黑数电教案新版教案-A4纸打印(姚胜兴)3/94 基本

5、教材 和主 要参 考资 料 基本教材：阎石主编.数字电子技术(第 5 版)，高等教育出版社，2008 参考教材 1.康华光主编.电子技术基础 数字部分(第 5 版)，高教出版社，2008 2.林涛编.数字电子技术基础，清华大学出版社，2006 3.刘全盛编.数字电子技术，机械工业出版社，2000 学班级电子教学时间学年第学期湖南工学院数电教案新版教案纸打印姚胜兴课程名称类别任课教师授课对象课程简介不超过字数字电子技术课程基本信息课程代码总计学时讲课学学分时必修课选修课理论课实实验学验课时上机学时务是使学生掌握数字电子技术的基本概念和基本理论掌握数字电路的分析方法和设计方法掌握常用的中小规模数字

6、集成电路在逻辑电路设计中的应用等以便为学生今后学习有关专业课与解决工程实践中所遇到的数字系统问题打下坚触发器学时时序逻辑电路学时脉冲波形的产生和整形学时半导体存储器学时时数模和模数转换学时课程教学的组织以启发式教学为主辅以习题课提问小结信息反馈等教学形式教学手段采用投影多媒体计算机仿真等先进教学手段与黑数电教案新版教案-A4纸打印(姚胜兴)1/94 第 1章 数制与码制 1.1 概述 1.2 常用数制 1.3 数制间的转换 1.4 数制的算术运算 1.5 常用代码 一、本次课主要内容 介绍数字信号与数字电路，模拟信号与模拟电路等基本概念，讲授数制概念与常见数制间的转换方法，码制概念与 BCD代

7、码，算术运算与逻辑运算概念与算术运算中数据的表示方法与运算方法。二、教学目的与要求 了解数字信号与数字电路的种类与特点；理解数制与码制概念，掌握常见数制间的转换方法，熟悉数据的 BCD代码表示法。三、教学重点难点 1、数制概念与其转换；2、数据的 BCD表示方法。四、教学方法和手段 课堂讲授、提问、讨论；使用多媒体教学方式。五、作业与习题布置 P17-18页，1.2(2)、(3)，题 1.7(2)、(4)。学班级电子教学时间学年第学期湖南工学院数电教案新版教案纸打印姚胜兴课程名称类别任课教师授课对象课程简介不超过字数字电子技术课程基本信息课程代码总计学时讲课学学分时必修课选修课理论课实实验学验

8、课时上机学时务是使学生掌握数字电子技术的基本概念和基本理论掌握数字电路的分析方法和设计方法掌握常用的中小规模数字集成电路在逻辑电路设计中的应用等以便为学生今后学习有关专业课与解决工程实践中所遇到的数字系统问题打下坚触发器学时时序逻辑电路学时脉冲波形的产生和整形学时半导体存储器学时时数模和模数转换学时课程教学的组织以启发式教学为主辅以习题课提问小结信息反馈等教学形式教学手段采用投影多媒体计算机仿真等先进教学手段与黑数电教案新版教案-A4纸打印(姚胜兴)2/94 1.1 概述 1、模拟信号与模拟电路：在大小和时间上都连续 2、数字信号与数字电路：在大小和时间上都不连续即离散 3、数字电路的类型与特

9、点 分类：按电路结构分分立、集成；按器件制作工艺分双极型与 MOS型；按工作原理分组合和时序；按集成度分SSI、MSI、LSI、VLSI。数字电路优点：易集成、高可靠、通用成本低、易保密 1.2 常用数制 1、数制概念与要素：数制概念：多位数码中各数位的构成方法与运算时进位规则的总称。数制要素：可用数码与其个数(基数)、权(与各数位对应的固定数值)。一般地，N进制数121012(.)nnmNaaa a a aa对应的大小为：1121012(.)innnmNiimaaa a a aaaN(按权展开式)。2、常见数制：10 进制：2 进制：16 进制：1.3 数制间的转换 1、N进制数10进制数：

10、按权展开式 2、10进制数N进制数：整数部分：除基(N)逆向取余；小数部分：乘基(N)顺向取整。3、2进制数16进制数：整数部分：自右至左 4 聚 1，不足补 0；小数部分：自左至右 4 聚 1，不足补 0。4、16进制数2进制数：1位变 4位 1.4 数制的算术运算 学班级电子教学时间学年第学期湖南工学院数电教案新版教案纸打印姚胜兴课程名称类别任课教师授课对象课程简介不超过字数字电子技术课程基本信息课程代码总计学时讲课学学分时必修课选修课理论课实实验学验课时上机学时务是使学生掌握数字电子技术的基本概念和基本理论掌握数字电路的分析方法和设计方法掌握常用的中小规模数字集成电路在逻辑电路设计中的应

11、用等以便为学生今后学习有关专业课与解决工程实践中所遇到的数字系统问题打下坚触发器学时时序逻辑电路学时脉冲波形的产生和整形学时半导体存储器学时时数模和模数转换学时课程教学的组织以启发式教学为主辅以习题课提问小结信息反馈等教学形式教学手段采用投影多媒体计算机仿真等先进教学手段与黑数电教案新版教案-A4纸打印(姚胜兴)3/94 1、算术运算与逻辑运算 算术运算：两个或多个表示数量大小数据之间按进位规则进行的运算。逻辑运算：代码之间按某种关系(逻辑或因果关系)进行的运算。2、算术运算中数据的表示与运算方法：数据的表示：原码表示：符号位+绝对值。反码表示。补码表示 运 算 方 法：加 减 法 一 般 采

12、 用 补 码，xyxy补补补，xyxy补补补；乘除法，一般通过加法和移位两种操作来实现。1.5 常用代码 1、代码和码制 代码用来表示或区分不同事物的一串数码。码制编制代码过程中应遵循的一套规则。2、BCD 码 用 4 位二进制数表示 10 进制中十个数码 09 的代码。常用 BCD码有：有权码(8421BCD、5421BCD、2421BCD)和无权码(余 3 码和格雷码)教学后记：学班级电子教学时间学年第学期湖南工学院数电教案新版教案纸打印姚胜兴课程名称类别任课教师授课对象课程简介不超过字数字电子技术课程基本信息课程代码总计学时讲课学学分时必修课选修课理论课实实验学验课时上机学时务是使学生掌

13、握数字电子技术的基本概念和基本理论掌握数字电路的分析方法和设计方法掌握常用的中小规模数字集成电路在逻辑电路设计中的应用等以便为学生今后学习有关专业课与解决工程实践中所遇到的数字系统问题打下坚触发器学时时序逻辑电路学时脉冲波形的产生和整形学时半导体存储器学时时数模和模数转换学时课程教学的组织以启发式教学为主辅以习题课提问小结信息反馈等教学形式教学手段采用投影多媒体计算机仿真等先进教学手段与黑数电教案新版教案-A4纸打印(姚胜兴)4/94 第 2章 逻辑代数基础 2.1 逻辑代数的基本运算 2.2 逻辑代数的基本公式 2.3 逻辑代数的基本定理 一、本次课主要内容 在简介逻辑代数基础上，讲授逻辑代

14、数中与、或、非三种基本运算的表示的因果关系、运算与表示方法，讲授逻辑代数中基本公式与常用公式，逻辑代数中常用的代入定理、反演定理、对偶定理与其应用。二、教学目的与要求 了解逻辑代数与普通代数间的区别；理解基本逻辑运算的含义，掌握其运算方法与表示方法；掌握逻辑代数中的常用公式；理解逻辑代数中三条基本定理的含义，掌握这些定理的运用方法。三、教学重点难点 1、三种基本逻辑运算方法与复合逻辑运算；2、常用逻辑运算公式与逻辑代数基本定理的运用。四、教学方法和手段 课堂讲授、提问、讨论；使用多媒体教学方式。五、作业与习题布置 P58 页，题 2.1(2)、(4)。学班级电子教学时间学年第学期湖南工学院数电

15、教案新版教案纸打印姚胜兴课程名称类别任课教师授课对象课程简介不超过字数字电子技术课程基本信息课程代码总计学时讲课学学分时必修课选修课理论课实实验学验课时上机学时务是使学生掌握数字电子技术的基本概念和基本理论掌握数字电路的分析方法和设计方法掌握常用的中小规模数字集成电路在逻辑电路设计中的应用等以便为学生今后学习有关专业课与解决工程实践中所遇到的数字系统问题打下坚触发器学时时序逻辑电路学时脉冲波形的产生和整形学时半导体存储器学时时数模和模数转换学时课程教学的组织以启发式教学为主辅以习题课提问小结信息反馈等教学形式教学手段采用投影多媒体计算机仿真等先进教学手段与黑数电教案新版教案-A4纸打印(姚胜兴

16、)5/94 2.1 逻辑代数的基本运算 一、逻辑代数概述 1、逻辑代数：也称布尔代数。2、逻辑常量与变量：常量有哪些？如何表示变量？3、逻辑代数与普通代数的比较：变量取值不同，运算方法不同，表示含义不同 二、基本逻辑运算 1、逻辑与运算：定义真值表)表达式与门与其图形符号 2、逻辑或：定义真值表表达式或门与其图形符号 3、逻辑非运算：定义真值表表达式非门(反相器)与其图形符号：三、复合逻辑运算 1、逻辑与非运算与与非门符号：2、逻辑或非运算与或非门符号：3、逻辑与或非运算与与或非门符号：4、逻辑异或运算与异或门符号：5、逻辑同或运算与同或门符号：注意：ABAB，ABAB；0AA，1AA。2.2

17、 逻辑代数的基本公式 一、基本公式 1、常量运算公式：01，10，0 0，0 1，1 1，00，01，11 2、常量与单个变量之间的运算公式：001110dualAAAAAA 3、单个变量的运算公式：重叠律、互补律、还原律 dualA AAAAA，01dualA AAA，AA 4、不同变量之间的运算公式：交换律、结合律、分配律、反演律 dualA BB AABBA(交换律)，学班级电子教学时间学年第学期湖南工学院数电教案新版教案纸打印姚胜兴课程名称类别任课教师授课对象课程简介不超过字数字电子技术课程基本信息课程代码总计学时讲课学学分时必修课选修课理论课实实验学验课时上机学时务是使学生掌握数字电

18、子技术的基本概念和基本理论掌握数字电路的分析方法和设计方法掌握常用的中小规模数字集成电路在逻辑电路设计中的应用等以便为学生今后学习有关专业课与解决工程实践中所遇到的数字系统问题打下坚触发器学时时序逻辑电路学时脉冲波形的产生和整形学时半导体存储器学时时数模和模数转换学时课程教学的组织以启发式教学为主辅以习题课提问小结信息反馈等教学形式教学手段采用投影多媒体计算机仿真等先进教学手段与黑数电教案新版教案-A4纸打印(姚胜兴)6/94()()()()dualA B CA BCABCABC(结合律)()()()dualA BCABACABCABAC(分配律)dualA BABABA B(反演律)二、常用

19、公式 1、还原律：()()dualABABAABABA 2、吸收律：()dualAABAAABA,()dualA ABABAABAB 3、冗余律：ABACBCABAC,ABACBCDEABAC 2.3 逻辑代数的基本定理 一、代入定理：对任意含变量 A的逻辑等式，若以其它任意复杂逻辑式替代变量 A，则该等式仍成立。如：BCBABABABCABCABC 二、反演定理：对任意逻辑式Y，若将其中所有,01,10,原变量反变量，反变量原变量，则该逻辑式转换成Y。例：已知12(),YA BCCD YABCDC，求1Y和2Y。应用注意：运算优先级：先括号，后乘，最后加；属于单个变量上的非应保留不变。三、对

20、偶定理：对偶式：对任意逻辑式Y，若将其中所有,01,10,则所得结果为该逻辑式的对偶式Y。对偶定理：若两逻辑式相等，即12YY，则必有12YY。(可减少一半公式的记忆)例：()()()dualA BCABACABCABAC 四、补充定理：用来进行函数形式变换 111(,)(,1,)(,0,)inininfffxxxxxxxxx 111(,)(,0,)(,1,)inininfffxxxxxxxxx 学班级电子教学时间学年第学期湖南工学院数电教案新版教案纸打印姚胜兴课程名称类别任课教师授课对象课程简介不超过字数字电子技术课程基本信息课程代码总计学时讲课学学分时必修课选修课理论课实实验学验课时上机学

21、时务是使学生掌握数字电子技术的基本概念和基本理论掌握数字电路的分析方法和设计方法掌握常用的中小规模数字集成电路在逻辑电路设计中的应用等以便为学生今后学习有关专业课与解决工程实践中所遇到的数字系统问题打下坚触发器学时时序逻辑电路学时脉冲波形的产生和整形学时半导体存储器学时时数模和模数转换学时课程教学的组织以启发式教学为主辅以习题课提问小结信息反馈等教学形式教学手段采用投影多媒体计算机仿真等先进教学手段与黑数电教案新版教案-A4纸打印(姚胜兴)7/94 教学后记：学班级电子教学时间学年第学期湖南工学院数电教案新版教案纸打印姚胜兴课程名称类别任课教师授课对象课程简介不超过字数字电子技术课程基本信息课

22、程代码总计学时讲课学学分时必修课选修课理论课实实验学验课时上机学时务是使学生掌握数字电子技术的基本概念和基本理论掌握数字电路的分析方法和设计方法掌握常用的中小规模数字集成电路在逻辑电路设计中的应用等以便为学生今后学习有关专业课与解决工程实践中所遇到的数字系统问题打下坚触发器学时时序逻辑电路学时脉冲波形的产生和整形学时半导体存储器学时时数模和模数转换学时课程教学的组织以启发式教学为主辅以习题课提问小结信息反馈等教学形式教学手段采用投影多媒体计算机仿真等先进教学手段与黑数电教案新版教案-A4纸打印(姚胜兴)8/94 第 2章 逻辑代数基础 2.4 逻辑函数与其表示方法 2.5 逻辑函数的公式化简法

23、 一、本次课主要内容 在介绍逻辑函数概念与其建立方法基础上，讲授逻辑函数的各种表示方法，不同表示方法间的转换，以与逻辑函数的两种标准形式；讲授逻辑函数的化简意义与要求，以与逻辑函数的公式化简方法。二、教学目的与要求 深刻理解逻辑函数的概念，掌握逻辑函数的各种表示方法与其相互转换；理解最小项、最大项概念与性质，掌握逻辑函数的标准形式表示方法；了解逻辑函数化简的意义与要求，掌握应用逻辑代数中相关公式进行化简的方法与技巧。三、教学重点难点 1、逻辑函数概念与其表示方法；2、逻辑函数的公式化简方法。四、教学方法和手段 课堂讲授、提问、讨论；使用多媒体教学方式。五、作业与习题布置 P58，题 2.3，2

24、.7，2.15（2）、（4）、（7）。学班级电子教学时间学年第学期湖南工学院数电教案新版教案纸打印姚胜兴课程名称类别任课教师授课对象课程简介不超过字数字电子技术课程基本信息课程代码总计学时讲课学学分时必修课选修课理论课实实验学验课时上机学时务是使学生掌握数字电子技术的基本概念和基本理论掌握数字电路的分析方法和设计方法掌握常用的中小规模数字集成电路在逻辑电路设计中的应用等以便为学生今后学习有关专业课与解决工程实践中所遇到的数字系统问题打下坚触发器学时时序逻辑电路学时脉冲波形的产生和整形学时半导体存储器学时时数模和模数转换学时课程教学的组织以启发式教学为主辅以习题课提问小结信息反馈等教学形式教学手

25、段采用投影多媒体计算机仿真等先进教学手段与黑数电教案新版教案-A4纸打印(姚胜兴)9/94 2.4 逻辑函数与其表示方法 一、逻辑函数与其建立 1、逻辑函数：输出变量 Y与输入变量(A、B、C、)间的逻辑关系，记为(,)Yf A B C，其中，所有变量,Y A B C只能取 1 或 0。2、建立方法：任何具体的因果关系都可以用逻辑函数予以描述。如：举重裁判问题。二、逻辑函数的表示方法 真值表表示(将所有输入取值组合与对应输出列成的表格)，函数式表示(用与、或、非等运算关系表示逻辑关系的式子)，逻辑电路图表示(用与、或、非等图形符号表示逻辑关系的图形)，波形图表示(由所有输入变量取值组合的高、低

26、电平与对应输出变量高、低电平排列而成的图形)，卡诺图表示。三、不同表示方法间的转换 1、真值表函数表达式：找出真值表中所有使输出变量为 1 的输入取值组合；写出与中输入变量取值组合对应的乘积项：取值为 1 的用原变量表示，取值为 0 的用反变量表示；将所得全部乘积项相加即得到输出变量的函数表达式。例如，YABCABCABC AB C Y AB C Y 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 2、函数表达式真值表：将输入变量取值的的组合逐一代入函数式得到函数值并将其列成表格即得到真值表。例如，列函数YABBC

27、ABC的真值表。3、函数表达式逻辑电路图：用相应图形符号一一取代函数式中的运算 符 号 即 得 到 函 数 式 对 应 的 逻 辑 电 路。例 如，画 函 数 式YABCABCC对应的电路图。4、逻辑电路图函数表达式：从输入到输出逐级写出各图形符号对应学班级电子教学时间学年第学期湖南工学院数电教案新版教案纸打印姚胜兴课程名称类别任课教师授课对象课程简介不超过字数字电子技术课程基本信息课程代码总计学时讲课学学分时必修课选修课理论课实实验学验课时上机学时务是使学生掌握数字电子技术的基本概念和基本理论掌握数字电路的分析方法和设计方法掌握常用的中小规模数字集成电路在逻辑电路设计中的应用等以便为学生今后

28、学习有关专业课与解决工程实践中所遇到的数字系统问题打下坚触发器学时时序逻辑电路学时脉冲波形的产生和整形学时半导体存储器学时时数模和模数转换学时课程教学的组织以启发式教学为主辅以习题课提问小结信息反馈等教学形式教学手段采用投影多媒体计算机仿真等先进教学手段与黑数电教案新版教案-A4纸打印(姚胜兴)10/94 的逻辑式即可得到最终函数式。例如：5、函数表达式波形图：例如 四、逻辑函数的两种范式 1、最小项与最大项 最小项：概念：对任意n变量函数，若乘积项以所有变量(n个)为因子且各因子仅以原变量或反变量形式出现一次，则该乘积项称为该n变量的最小项。最小项的表示与编号方法：常用im表示，其中i为最小

29、项的编号，i是使1im 的变量取值组合所对应的二进数(首先需要进行变量排序)。最小项的性质特点：1)n变量的最小项共2n个；2)对任一变量取值组合，所有最小项中有且只有一个等于“1”；3)2101niim；4)0ijm m，,all i j ij；5)任意两个只有一个因子不同的最小项(相邻最小项)可以合并成一项，同时消去一对因子。如：ABCABCBC。最大项：概念：对任意n变量函数，若和项以所有变量(n个)为因子且各因子仅以原变量或反变量形式出现一次，则该和项称为该n变量的最大项。最大项的表示与编号方法：常用iM表示，其中i为最大小项的编号，i是使0iM 的变量取值组合所对应的二进数(首先需要

30、进行变量排序)。最大项的性质特点：1)n变量的最大项共2n个；2)对任一变量取值组合，所有最大项中有且只有一个等于“0”；3)2100niiM；4)1ijMM，,all i j ij；5)任意两个只有一个因子不同最大项之积，等于它们中相同因子之和。如：57()()MMABCABCAC 。iM与im之间的关系：iiMm或iimM。如：55MABCABCm 。2、逻辑函数的范式 最小项之和形式(标准与或式)：任意函数总可以利用公式1AA来改写成最小项之和的形式，即：iiYm。例如 最大项之积形式(标准或与式)：若iiYm，则必有kkiYm，从而kkkkikikiYmmM 学班级电子教学时间学年第学

31、期湖南工学院数电教案新版教案纸打印姚胜兴课程名称类别任课教师授课对象课程简介不超过字数字电子技术课程基本信息课程代码总计学时讲课学学分时必修课选修课理论课实实验学验课时上机学时务是使学生掌握数字电子技术的基本概念和基本理论掌握数字电路的分析方法和设计方法掌握常用的中小规模数字集成电路在逻辑电路设计中的应用等以便为学生今后学习有关专业课与解决工程实践中所遇到的数字系统问题打下坚触发器学时时序逻辑电路学时脉冲波形的产生和整形学时半导体存储器学时时数模和模数转换学时课程教学的组织以启发式教学为主辅以习题课提问小结信息反馈等教学形式教学手段采用投影多媒体计算机仿真等先进教学手段与黑数电教案新版教案-A

32、4纸打印(姚胜兴)11/94 例：(3,6,7)YABCBCm(0,1,2,4,5)()()()()()YABCABCABCABCABC 2.5 逻辑函数的公式化简法 一、函数化简的意义 基于最简函数的数字电路设计，电路一般也最简。因此，化简函数对于节省元器件、优化生产工艺、降低成本、提高可靠性具有重要意义。二、化简标准 逻辑函数的化简标准解决将逻辑函数化简成何种形式的问题。化简后逻辑函数的形式一般要与所选用的数字集成电路功能相适应。常见的化简标准有：1、最简与或式：乘积项最少，且各乘积项中因子数最少。2、最简与非与非式：非号最少，且各非号下各乘积项中因子数最少。3、最简或与式：括号数最少，且

33、各括号内因子数最少。4、最简或非或非式：非号最少，且各非号下相加的因子数最少。5、最简与或非式：非号下的乘积项最少，且各乘积项中因子数最少。例:()()()()()()()()()()()YABACAB ACABACABACABACAB ACAB ACABACABAC最简与或式最简与非-与非式最简或与式最简或非-或非式最简与或非式 三、函数的公式化简法 函数的公式化简法，是指利用逻辑代数中的基本公式、常用公式和基本定理对逻辑函数进行化简。具体方法主要有：1、并项法：ABABA(消去B、B这一对互反因子)学班级电子教学时间学年第学期湖南工学院数电教案新版教案纸打印姚胜兴课程名称类别任课教师授课对

34、象课程简介不超过字数字电子技术课程基本信息课程代码总计学时讲课学学分时必修课选修课理论课实实验学验课时上机学时务是使学生掌握数字电子技术的基本概念和基本理论掌握数字电路的分析方法和设计方法掌握常用的中小规模数字集成电路在逻辑电路设计中的应用等以便为学生今后学习有关专业课与解决工程实践中所遇到的数字系统问题打下坚触发器学时时序逻辑电路学时脉冲波形的产生和整形学时半导体存储器学时时数模和模数转换学时课程教学的组织以启发式教学为主辅以习题课提问小结信息反馈等教学形式教学手段采用投影多媒体计算机仿真等先进教学手段与黑数电教案新版教案-A4纸打印(姚胜兴)12/94 例：YABCABCBCBCBCB，Y

35、ABCABACABCABCA 2、吸收法：AABA(消去AB)，AABAB(消去A因子)例：()YABABCD EFABYABCDADBABCDADBAB()YABACBCABABCABCYABCACDBCDABCC ADBDABCADBDABCABDABCD 3、配项法：AAA，()A BBA 例：()()()YABCABCABCABCABCABCABCABCABCABCABACBC 4、消去冗余项法：ABACBCABAC(消去冗余项BC)例：()YABACADECDABACADECDABACCD()YABBCAC DEFGABBC 5、利用对偶定理化简函数：例：化简()()()()()YB

36、DBDAG CE CGAEG 解：由于YBDBDAGCECGAEGBDCECG，故：()()()YBD CE CG 教学后记：学班级电子教学时间学年第学期湖南工学院数电教案新版教案纸打印姚胜兴课程名称类别任课教师授课对象课程简介不超过字数字电子技术课程基本信息课程代码总计学时讲课学学分时必修课选修课理论课实实验学验课时上机学时务是使学生掌握数字电子技术的基本概念和基本理论掌握数字电路的分析方法和设计方法掌握常用的中小规模数字集成电路在逻辑电路设计中的应用等以便为学生今后学习有关专业课与解决工程实践中所遇到的数字系统问题打下坚触发器学时时序逻辑电路学时脉冲波形的产生和整形学时半导体存储器学时时数

37、模和模数转换学时课程教学的组织以启发式教学为主辅以习题课提问小结信息反馈等教学形式教学手段采用投影多媒体计算机仿真等先进教学手段与黑数电教案新版教案-A4纸打印(姚胜兴)13/94 第 2章 逻辑代数基础 2.6 逻辑函数的卡诺图化简法 2.7具有无关项逻辑函数的化简 一、本次课主要内容 在介绍卡诺图与其画法、逻辑函数的卡诺图表示方法基础上，讲授逻辑函数的卡诺图化简方法，讲授无关项概念与含无关项逻辑函数的化简方法。二、教学目的与要求 掌握卡诺图的画法与逻辑函数的卡诺图表示；理解卡诺图的特点性质，掌握逻辑函数的卡诺图化简方法；了解无关项概念，掌握含无关项逻辑函数的化简方法。三、教学重点难点 1、

38、逻辑函数的卡诺图表示；2、逻辑函数的卡诺图化简方法。四、教学方法和手段 课堂讲授、提问、讨论；使用多媒体教学方式。五、作业与习题布置 P60，题 2.18(1)、(3)、（5）、（7），题 2.23(1)、（3）。学班级电子教学时间学年第学期湖南工学院数电教案新版教案纸打印姚胜兴课程名称类别任课教师授课对象课程简介不超过字数字电子技术课程基本信息课程代码总计学时讲课学学分时必修课选修课理论课实实验学验课时上机学时务是使学生掌握数字电子技术的基本概念和基本理论掌握数字电路的分析方法和设计方法掌握常用的中小规模数字集成电路在逻辑电路设计中的应用等以便为学生今后学习有关专业课与解决工程实践中所遇到的

39、数字系统问题打下坚触发器学时时序逻辑电路学时脉冲波形的产生和整形学时半导体存储器学时时数模和模数转换学时课程教学的组织以启发式教学为主辅以习题课提问小结信息反馈等教学形式教学手段采用投影多媒体计算机仿真等先进教学手段与黑数电教案新版教案-A4纸打印(姚胜兴)14/94 2.6 逻辑函数的卡诺图化简法 一、逻辑函数的最小项卡诺图 1、n变量卡诺图与其画法：n变量的最小项卡诺图：用一个小方块来表示一个n变量最小项，将全部2n个小方块按格雷码顺序或逻辑相邻性在几何上排列而成的图形。例如：2 变量卡诺图、3 变量卡诺图、4 变量卡诺图画法。2、卡诺图的特点：对任意两个最小项，若逻辑相邻，则必在图中几何

40、相邻；对n变量卡诺图中任一最小项或方块，必有n个最小项与之相邻；卡诺图中最左与最右的最小项、最上与最下的最小项相邻。二、函数的卡诺图表示 因任意函数总可表示为iiYm，而卡诺图包含了全部最小项，故任何函数总可以用卡诺图来表示。用卡诺图表示函数的方法与步骤：画出与函数所含变量个数相对应的卡诺图；将函数改写成范式 1：iiYm 填卡诺图：在与函数包含最小项对应的方格中填“1”，其余填“0”。例 1：YABCDABDACDAB(按基本步骤表示)例 2：()()YAD BCADBC(无须将函数表示成范式 1 而直接表示成卡诺图)注：非最小项的积项是相应最小项的公因子。例 3：YABCBCD(根据反函数

41、填卡诺图)注：根据反函数亦可直接函数用卡诺图表示。此时，只要在Y所含最小项对应方格中填入“0”、其余填入“1”即可。三、函数的卡诺图化简 1、化简的实质：即在卡诺图中通过寻找相邻最小项，并将它们划入同一圈中合并成一项，从而达到消去某些变量，实现化简目的。学班级电子教学时间学年第学期湖南工学院数电教案新版教案纸打印姚胜兴课程名称类别任课教师授课对象课程简介不超过字数字电子技术课程基本信息课程代码总计学时讲课学学分时必修课选修课理论课实实验学验课时上机学时务是使学生掌握数字电子技术的基本概念和基本理论掌握数字电路的分析方法和设计方法掌握常用的中小规模数字集成电路在逻辑电路设计中的应用等以便为学生今

42、后学习有关专业课与解决工程实践中所遇到的数字系统问题打下坚触发器学时时序逻辑电路学时脉冲波形的产生和整形学时半导体存储器学时时数模和模数转换学时课程教学的组织以启发式教学为主辅以习题课提问小结信息反馈等教学形式教学手段采用投影多媒体计算机仿真等先进教学手段与黑数电教案新版教案-A4纸打印(姚胜兴)15/94 2、卡诺图中相邻最小项合并的原则：划入同一圈中的2m相邻个最小项，可以合并成一项，并消去m个变量。例：2 个相邻最小项可合并成一项并消去 1 个变量；4 个相邻最小项可合并成一项并消去 2 个变量；8 个相邻最小项可合并成一项并消去 3个变量；16 个相邻最小项可合并成一项并消去 4 个变

43、量。据此原则可以知道，对相邻最小项进行划圈时，必须注意以下几点：为确保化简结果最简，所划的圈越大越好，这样消去的变量个数最多，但各圈中“1”的个数须为2m个；根据公式AAA可知，一方面允许卡诺图中不同的“1”方格可划入不同的圈中，另一方面又需确保每个圈中至少要有一个不同方格；为确保逻辑函数功能的完整性，应用圈“1”法时不能漏掉任何一个“1”方格；应用圈“0”法时不能漏掉任何一个“0”方格；同一卡诺图可能存在多种不同的圈法，因而将导致不同的化简结果。这些结果既可能都是最简结果(即化简结果不具唯一性)，也可能非全部最简(需要比较检查)。3、逻辑函数卡诺图化简的步骤：表示：用卡诺图表示函数；划圈：找

44、出卡诺图中的相邻最小项，并将其划入同一圈；合并：合并各圈中的相邻最小项得到对应的与项。综合：各与项相加即为所得最终化简结果。例 1：(,)(3,5,7,8,11,12,13,15)Y A B C Dm(基本方法)例 2：(,)(0,4,5,8,9,11,13,15)Y A B C Dm(有不同圈法时须检查结果的最简性)例 3：(,)(0,1,2,4,5,13,14,15)Y A B C Dm(有不同圈法时须检查结果的最简性)例 4：(,)(0,2,4,6,8,9,10,11,12,13,14,15)Y A B C Dm(卡诺图中“0”数较少时可以采用圈“0”法先得到最简反函数，再求最简原函数)

45、。学班级电子教学时间学年第学期湖南工学院数电教案新版教案纸打印姚胜兴课程名称类别任课教师授课对象课程简介不超过字数字电子技术课程基本信息课程代码总计学时讲课学学分时必修课选修课理论课实实验学验课时上机学时务是使学生掌握数字电子技术的基本概念和基本理论掌握数字电路的分析方法和设计方法掌握常用的中小规模数字集成电路在逻辑电路设计中的应用等以便为学生今后学习有关专业课与解决工程实践中所遇到的数字系统问题打下坚触发器学时时序逻辑电路学时脉冲波形的产生和整形学时半导体存储器学时时数模和模数转换学时课程教学的组织以启发式教学为主辅以习题课提问小结信息反馈等教学形式教学手段采用投影多媒体计算机仿真等先进教学

46、手段与黑数电教案新版教案-A4纸打印(姚胜兴)16/94 2.7 具有无关项函数与其化简 一、约束项、任意项与无关项概念 约束项：函数中不允许出现的变量取值组合所对应的最小项为函数的约束项，并常用“d”、“”、“”表示。如对 1 位十进数的奇偶判别问题中，1015mm均是该问题的约束项，它们的这种约束可表示为约束条件：(10,11,12,13,14,15)0d。任意项：函数中与那些变量可以任意取值而不影响函数功能的取值组合所对应的最小项为函数的任意项。无关项：约束项与任意项统称为无关项。注意：一个具有无关项的函数总具有如此表示形式：=ijYmd 二、具有无关项函数的化简 由于无关项的取值可以任

47、意(可取“1”或“0”)，因此具有无关项函数的化简，应充分利用其无关项以便获得更简单的结果。即如果无关项对化简有利，则其值取为“1”，否则取“0”。例 1：化简YABCDABCDABCD，约束条件为：0ABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCD。例 2：化简=(,)=(3,5,6,7,10)(0,1,2,4,8)YF A B C Dmd。教学后记：学班级电子教学时间学年第学期湖南工学院数电教案新版教案纸打印姚胜兴课程名称类别任课教师授课对象课程简介不超过字数字电子技术课程基本信息课程代码总计学时讲课学学分时必修课选修课理论课实实验学验课时上机学时务是使学生掌握数字电子技术的基本概

48、念和基本理论掌握数字电路的分析方法和设计方法掌握常用的中小规模数字集成电路在逻辑电路设计中的应用等以便为学生今后学习有关专业课与解决工程实践中所遇到的数字系统问题打下坚触发器学时时序逻辑电路学时脉冲波形的产生和整形学时半导体存储器学时时数模和模数转换学时课程教学的组织以启发式教学为主辅以习题课提问小结信息反馈等教学形式教学手段采用投影多媒体计算机仿真等先进教学手段与黑数电教案新版教案-A4纸打印(姚胜兴)17/94 第 3章 门电路 3.1 概述 3.2 门电路常用开关器件的开关特性 3.3 简单门电路 一、本次课主要内容 介绍门电路概念与其逻辑状态与逻辑体制，介绍门电路中二极管、双极晶体管和

49、金属氧化物半导体晶体管三种常用开关器件的开关特性与基本开关电路，讲授用开关器件实现的简单与、或、非门。二、教学目的与要求 了解门电路中逻辑电平的表示与获取原理；掌握二极管、双极晶体管和金属氧化物半导体晶体管三种开关器件的开关特性与其基本开关电路，了解基于基本开关器件实现的与、或、非门原理。三、教学重点难点 1、开关器件的开关特性与基本开关电路；2、门电路中获取逻辑电平的一般原理。四、教学方法和手段 课堂讲授、提问、讨论；使用多媒体教学方式。五、作业与习题布置 P150，题 3.1，题 3.2。学班级电子教学时间学年第学期湖南工学院数电教案新版教案纸打印姚胜兴课程名称类别任课教师授课对象课程简介

50、不超过字数字电子技术课程基本信息课程代码总计学时讲课学学分时必修课选修课理论课实实验学验课时上机学时务是使学生掌握数字电子技术的基本概念和基本理论掌握数字电路的分析方法和设计方法掌握常用的中小规模数字集成电路在逻辑电路设计中的应用等以便为学生今后学习有关专业课与解决工程实践中所遇到的数字系统问题打下坚触发器学时时序逻辑电路学时脉冲波形的产生和整形学时半导体存储器学时时数模和模数转换学时课程教学的组织以启发式教学为主辅以习题课提问小结信息反馈等教学形式教学手段采用投影多媒体计算机仿真等先进教学手段与黑数电教案新版教案-A4纸打印(姚胜兴)18/94 3.1 概述 一、门电路 门电路是用以实现基本