數(shù)字電子技術基礎教案(共112頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上第 1 講 授課時間第 1 周 一第 1-2節(jié)課次1授課方式理論課討論課實驗課習題課其他課時安排2授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第一章 §1.1 - §1.5數(shù)制、碼制及常用編碼教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：1. 掌握數(shù)字信號與模擬信號的區(qū)別；2. 幾種進制之間的轉換；3. 熟悉幾種常用的編碼.教學重點及難點：1. 進制之間的轉換;2. 8421碼、余三碼、格雷碼的特點.教學基本內(nèi)容教學方法、教學手段及時間設計【引入新課】回憶計算機基礎中所講的二進制，引出本次課內(nèi)容。第一章 數(shù)字電路基礎1.1 概述1.1.1模擬量和數(shù)字量模擬量：時

2、間上、數(shù)量變化上都是連續(xù)的物理量；表示模擬量的信號叫做模擬信號；工作在模擬信號下的電子電路稱為模擬電路。數(shù)字量：時間上、數(shù)量變化上都是離散的物理量；表示數(shù)字量的信號叫做數(shù)字信號；工作在數(shù)字信號下的電子電路稱為數(shù)字電路。舉例(圖示)1.1.2 數(shù)字電路的分類微電子技術的迅猛發(fā)展導致了數(shù)字電路的飛速發(fā)展。（1） 按電路類型分類 1）組合邏輯電路 輸出只與當時的輸入有關，如：編碼器、加減法器、比較器、數(shù)據(jù)選擇器。 2）時序邏輯電路 輸出不僅與當時的輸入有關，還與電路原來的狀態(tài)有關。 如：觸發(fā)器、計數(shù)器、寄存器（2） 按集成度分類 SSI MSILISVLSI （3） 按半導體的導電類型分類 1） 雙

3、極型電路 2） 單極型電路1.1.3 數(shù)字電路的優(yōu)點(1)易集成化。兩個狀態(tài)“0”和“1”，對元件精度要求低(2)抗干擾能力強，可靠性高。信號易辨別不易受噪聲干擾。(3)便于長期存貯。 軟盤、硬盤、光盤。(4)通用性強，成本低，系列多。(5)保密性好。 容易進行加密處理。1.2 幾種常用的數(shù)制數(shù)制：是指多位數(shù)碼中每一位的構成方法及低位向相鄰高位的進 位規(guī)則。一、十進制1、表示法2、特點與同學討論二、八、十六進制的表示方法及特點二、二進制1、表示法2、特點三、八進制和十六進制1八進制 逢八進一；系數(shù)07 ；基數(shù)8； 權8 n。2十六進制 逢十六進一；系數(shù)：09、A、B、C、D、E、F；基數(shù)16；

4、權16n。1.3 不同數(shù)制間的轉換 一、各種數(shù)制轉換成十進制 二進制、八進制、十六進制轉換成十進制時，只要將它們按權展開，求出各加權系數(shù)的和，便得到相應進制數(shù)對應的十進制數(shù)。 例題：二、十進制轉換為二進制將十進制數(shù)整數(shù)部分轉換為二進制數(shù)采用“除2取法”；將十進制小數(shù)部分轉換為二進制數(shù)采用“乘2取整法”。例題三、二進制與八進制、十六進制間相互轉換1二進制和八進制間的相互轉換（1） 二進制數(shù)轉換成八進制數(shù)。 二進制數(shù)轉換為八進制數(shù)的方法是：整數(shù)部分從低位開始，每三位二進制數(shù)為一組，最后不足三位的，則在高位加0補足三位為止；小數(shù)點后的二進制數(shù)則從高位開始，每三位二進制數(shù)為一組，最后不足三位的，則在低

5、位加0補足三位，然后用對應的八進制數(shù)來代替，再按順序排列寫出對應的八進制數(shù)。 例1.1.2 將二進制數(shù)(.)2轉換成八進制數(shù)。 (.)2(345.726)8（2） 八進制數(shù)轉換成二進制數(shù)。將每位八進制數(shù)用三位二進制數(shù)來代替，再按原來的順序排列起來，便得到了相應的二進制數(shù)。例1.1.3 將八進制數(shù)(745.361)8轉換成二進制數(shù)。(745.361)8 (.)22二進制和十六進制間的相互轉換（1） 二進制數(shù)轉換成十六進制數(shù)。 二進制數(shù)轉換為十六進制數(shù)的方法是：整數(shù)部分從低位開始，每四位二進制數(shù)為一組，最后不足四位的，則在高位加0補足四位為止；小數(shù)部分從高位開始，每四位二進制數(shù)為一組，最后不足四位

6、的，在低位加0補足四位，然后用對應的十六進制數(shù)來代替，再按順序寫出對應的十六進制數(shù)。 例1.1.4 將二進制數(shù)(.)2轉換成 十六進制數(shù)。 (.)2(4FB.EC)16（2）十六進制數(shù)轉換成二進制數(shù)。將每位十六進制數(shù)用四位二進制數(shù)來代替，再按原來的順序排列起來便得到了相應的二進制數(shù)。例1.1.5將十六進制數(shù)(3BE5.97D)16轉換成二進制數(shù)。(3BE5.97D)16(101.1)21.4 二進制數(shù)的運算二進制數(shù)碼可表示數(shù)值大小 數(shù)值運算 例 1010（即算術運算） 0110 10000 不同的邏輯狀態(tài) 邏輯運算（按某種因果關系）幾個概念：原碼：二進制數(shù)碼的最高位增加符號位的數(shù)碼反碼：二進制

7、數(shù)碼按位取反得到的數(shù)碼補碼：正數(shù)的補碼與原碼相同；負數(shù)的補碼等于它的反碼加1。1.5 幾種常用的編碼： 碼制：為了便于記憶和查找，在編制代碼時所遵循的規(guī)則。二-十進制編碼：用四位二進制數(shù)中的任意十種組合來表示一位十進制數(shù)，又稱 BCD碼。常用的BCD碼有：8421碼、余3碼、循環(huán)碼、余3循環(huán)碼、2421碼、5421碼和5211碼等等，如表1-1所示討論：碼的作用；BCD碼。課后小結： 回顧本節(jié)課主要內(nèi)容，重點掌握幾種進制之間的轉換方法。多媒體教學（5分鐘）板書講授與多媒體教學相結合（15分鐘）板書講解與多媒體教學相結合（10分鐘）板書講解、推導與多媒體教學相結合, 例題講解及引導學生做題（35

8、分鐘）板書講解、推導與多媒體教學相結合，例題講解（10分鐘）多媒體教學（10分鐘）教學互動（5分鐘）作業(yè)、習題、思考題、輔導等：17頁 1.2， 1.5； 18頁1.11， 1.13板書設計：第一章 數(shù)制和碼制1.1 概述模擬量數(shù)字量1.2 幾種常用的數(shù)制（1）數(shù)制（2）幾種常見的數(shù)制： 十進制、二進制、八進制、十六進制1.3 不同數(shù)制間的轉換十進制轉換成二進制十進制轉換成八進制十進制轉換成十六進制二進制轉化成十進制八進制轉化成十進制十六進制轉化成十進制二進制轉換成八進制八進制轉化成二進制二進制轉化成十六進制十六進制轉換成二進制1.4 二進制數(shù)運算二進制數(shù)可以表示數(shù)制大小和邏輯狀態(tài)幾個概念：原

9、碼、反碼及補碼1.5 幾種常用的編碼碼制二-十進制編碼（BCD碼）參考教材和文獻資料數(shù)字電子技術基礎_閻石編著第 2 講 授課時間第 1 周 一第 1-2節(jié)課次2授課方式理論課討論課實驗課習題課其他課時安排2授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第二章 §2.1 - §2.3邏輯代數(shù)的基本運算、基本公式和基本定理教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：1. 熟練掌握基本邏輯運算和幾種常用復合導出邏輯運算；2. 熟練運用真值表、邏輯式、邏輯圖來表示邏輯函數(shù)。教學重點及難點：1. 三種基本邏輯運算和幾種導出邏輯運算；2. 真值表、邏輯式、邏輯圖之間的相互轉換；3. 將真值表轉換為

10、邏輯式。教學基本內(nèi)容教學方法、教學手段及時間設計第2章 邏輯代數(shù)基礎2.1 概述布爾：英國數(shù)學家，1941年提出變量“0”和“1”代表不同狀態(tài)。 本章主要介紹邏輯代數(shù)的基本運算、基本定律和基本運算規(guī)則，然后介紹邏輯函數(shù)的表示方法及邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡法和卡諾圖化簡法。邏輯代數(shù)有其自身獨立的規(guī)律和運算法則，而不同于普通代數(shù)。 2.2邏輯函數(shù)及其表示法2 . 2 . 1 基本邏輯函數(shù)及運算1、與運算 所有條例都具備事件才發(fā)生開關：“1” 閉合，“0” 斷開 燈：“1” 亮，“0” 滅真值表：把輸入所有可能的組合與輸出取值對應列成表。邏輯表達式： L=K1*K2 (邏輯乘)邏輯符號： 原有符號：討論與

11、邏輯運算的邏輯口訣邏輯功能口決： 有“0”出“0”，全“1”出“1”。2、或運算 至少有一個條件具備，事件就會發(fā)生。                   邏輯表達式：L=K1+K2 （邏輯加）邏輯符號：討論或邏輯運算的邏輯口訣邏輯功能口決：有“1”出“1”全“0”出“0”3、非運算： 結果與條件相反         &

12、#160;         邏輯表達式： 邏輯符號： 討論非邏輯運算的邏輯口訣2.2.2 幾種導出的邏輯運算一、與非運算、或非運算、與或非運算二、異或運算和同或運算邏輯表達式： 相同為“1”，不同為“0”2.2.3 邏輯函數(shù)及其表示法一、邏輯函數(shù)的建立舉例子說明建立（抽象）邏輯函數(shù)的方法，加深對邏輯函數(shù)概念的理解。例2.2.1 兩個單刀雙擲開關 A和B分別安裝在樓上和樓下。上樓之前，在樓下開燈，上樓后關燈；反之下樓之前，在樓上開燈，下樓后關燈。試建立其邏輯式。表2.2.6 例2.2.1真值表例2.2.2

13、比較A、B兩個數(shù)的大小二、邏輯函數(shù)的表示方法1真值表2邏輯函數(shù)式寫標準與-或邏輯式的方法是：（l）把任意一組變量取值中的1代以原變量，0代以反變量，由此得到一組變量的與組合，如 A、B、C三個變量的取值為 110時，則代換后得到的變量與組合為 A B 。（2）把邏輯函數(shù)值為1所對應的各變量的與組合相加，便得到標準的與-或邏輯式。3邏輯圖邏輯圖是用基本邏輯門和復合邏輯門的邏輯符號組成的對應于某一邏輯功能的電路圖。2.3 邏輯代數(shù)的基本定律和規(guī)則2.3.1 邏輯代數(shù)的基本公式一、邏輯常量運算公式表2.3.1 邏輯常量運算公式變量A的取值只能為0或為1，分別代入驗證。討論：與、或、非；與非、或非、同

14、或、異或邏輯的運算口訣、邏輯符號。課后小結： 與、或、非；與非、或非、同或、異或邏輯的運算口訣、邏輯符號。多媒體教學（5分鐘）板書講授與多媒體教學相結合（15分鐘）板書講解與多媒體教學相結合（10分鐘）板書講解、推導與多媒體教學相結合, 例題講解及引導學生做題（35分鐘）板書講解、推導與多媒體教學相結合，例題講解（10分鐘多媒體教學（10分鐘）教學互動（5分鐘）作業(yè)、習題、思考題、輔導等：59頁2.5 ；61頁 2.11；板書設計：第2章 邏輯代數(shù)基礎2.1 概述2.2邏輯函數(shù)及其表示法2.2.1 基本邏輯函數(shù)及運算一、與邏輯二、或邏輯三、邏輯非2.2.2 幾種導出的邏輯運算一、與非運算、或非

15、運算、與或非運算二、異或運算和同或運算2.2.3 邏輯函數(shù)及其表示法一、邏輯函數(shù)的建立二、邏輯函數(shù)的表示方法1真值表2邏輯函數(shù)式3邏輯圖 參考教材和文獻資料數(shù)字電子技術基礎_閻石編著第 3 講授課時間第 2 周 一第 1-2節(jié)課次3授課方式理論課討論課實驗課習題課其他課時安排2授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第二章 §2.4 - §2.5邏輯代數(shù)基礎教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：掌握邏輯函數(shù)的表示方法和公式法化簡。教學重點及難點：1.三種基本邏輯運算和幾種導出邏輯運算；2.真值表、邏輯式、邏輯圖之間的相互轉換；3.將真值表轉換為邏輯式。教學基本內(nèi)容教學方法、教

16、學手段及時間設計【復習提問】1. 邏輯代數(shù)的基本定律2. 邏輯代數(shù)的基本規(guī)則【引入新課】2.4邏輯代數(shù)的基本定律一、代入規(guī)則對于任一個含有變量A的邏輯等式，可以將等式兩邊的所有變量A用同一個邏輯函數(shù)替代，替代后等式仍然成立。這個規(guī)則稱為代入規(guī)則。代入規(guī)則的正確性是由邏輯變量和邏輯函數(shù)值的二值性保證的。若兩函數(shù)相等，其對偶式也相等。 （可用于變換推導公式）。討論三個規(guī)則的正確性。2.5 邏輯函數(shù)及其表達方法邏輯函數(shù)：當輸入變量取值確定之后，輸出變量取值便隨之而定。因此，輸出變量和輸入變量之間是一種函數(shù)關系。邏輯函數(shù)的表示方法：邏輯真值表、邏輯函數(shù)式、邏輯圖、波形圖、卡諾圖和硬件描述語言。2.5.

17、1 邏輯函數(shù)的表示方法（1）邏輯真值表：由輸出變量取值與對應的輸入變量取值所構成的表 格。 列寫方法是： a) 找出輸入、輸出變量，并用相應的字母表示； b)邏輯賦值。 c)列真值表。 （2）邏輯函數(shù)式 邏輯函數(shù)式：是將邏輯函數(shù)中輸出變量與輸入變量之間的邏輯關系用與、或、非等邏輯運算符號連接起來的式子，又稱函數(shù)式或邏輯式。（3）邏輯圖邏輯圖：是將邏輯函數(shù)中輸出變量與輸入變量之間的邏輯關系用與、或、非等邏輯符號表示出來的圖形。2.5.2邏輯函數(shù)表示方法之間的相互轉換（1）真值表轉換為函數(shù)式a) 找出真值表中使函數(shù)值為1的輸入變量取值；b）每個輸入變量取值都對應一個乘積項，變量取值為1，用原變量表

18、示，變量取值為0，用反變量表示。c) 將這些乘積項相加即可。 （2）函數(shù)式轉換為真值表首先在表格左側將個不同輸入變量取值依次按遞增順序列出來，然后將每組輸入變量取值代入函數(shù)式，并將得到的函數(shù)值對應地填在表格右側即可。（3）函數(shù)式轉換為邏輯圖將函數(shù)式轉換成邏輯圖的方法：從輸入到輸出分別用相應的邏輯符號取代函數(shù)式中的邏輯運算符號即可。（4）邏輯圖轉換為函數(shù)式將邏輯圖轉換成函數(shù)式的方法：從輸入到輸出分別用相應的邏輯運算符號取代邏輯圖中的邏輯符號即可。2.5.3 邏輯函數(shù)的兩種標準形式（1）最小項和的形式最小項：設m為包含n個因子的乘積項，且這n個因子以原變量形式或者 反變量形式在m中出現(xiàn)且只出現(xiàn)一次

19、，稱m為n變量的一個最小項。最小項的編號規(guī)則：使最小項m值為1 的輸入變量取值所對應的十進制數(shù)即為該最小項的編號。課后小結： 回顧本節(jié)課主要內(nèi)容，根據(jù)邏輯問題歸納出來的邏輯函數(shù)式往往不是最簡邏輯函數(shù)式，對邏輯函數(shù)進行化簡和變換，可以得到最簡的邏輯函數(shù)式和所需要的形式，設計出最簡潔的邏輯電路。這對于節(jié)省元器件，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，降低成本和提高系統(tǒng)的可靠性，提高產(chǎn)品在市場的競爭力是非常重要的。板書講授與多媒體教學相結合（15分鐘）板書講解、推導與多媒體教學相結合, 例題講解及引導學生做題（35分鐘）教學互動（5分鐘）作業(yè)、習題、思考題、輔導等：62頁2.15 2.17 ；板書設計：2.4 邏輯代數(shù)的基

20、本定理2.4.1 代入定理2.4.2 反演定理2.4.3 對偶定理2.5 邏輯函數(shù)及其表示方式2.5.1 邏輯函數(shù)的表示方法2.5.2 邏輯函數(shù)表示方法之間的相互轉換2.5.3 邏輯函數(shù)的兩種標準形式參考教材和文獻資料數(shù)字電子技術基礎_閻石編著第 4 講授課時間第 2 周 三第 1-2節(jié)課次4授課方式理論課討論課實驗課習題課其他課時安排2授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第二章 §2.6 - §2.6邏輯函數(shù)的化簡方法教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：1.掌握最小項的卡諾圖表示；2.熟練運用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)。教學重點及難點：1.用卡諾圖表示邏輯函數(shù)；2.用卡諾圖化

21、簡邏輯函數(shù)；3.具有無關項的邏輯函數(shù)的化簡。教學基本內(nèi)容教學方法、教學手段及時間設計2.6 邏輯函數(shù)的化簡方法2.6.1 公式化簡法熟練運用所學基本公式和常用公式，將一個函數(shù)式化成最簡形式。與或式最簡形式的標準是： 該與或式中包含的乘積項的個數(shù)不能再減少， 且每個乘積項所包含的因子數(shù)也不能再減少。常用公式化簡法： 并項法、吸收法、消因子法、消項法、配項法。 2.6.2 邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡法相鄰最小項 兩個最小項中只有一個變量互為反變量，其余變量均相同，稱為相鄰最小項，簡稱相鄰項。相鄰最小項重要特點：兩個相鄰最小項相加可合并為一項，消去互反變量，化簡為相同變量相與。1. 認識卡諾圖 卡諾圖：是

22、最小項按一定規(guī)律排列的方格圖，每個最小項占有一個小方格。邏輯相鄰：兩個最小項,只有一個變量的形式不同,其余的都相同。 邏輯相鄰的最小項可以合并。2. 邏輯函數(shù)的卡諾圖表示 3. 邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡 討論：用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)以及具有無關項的邏輯函數(shù)的化簡。課后小結： 回顧本節(jié)課主要內(nèi)容，邏輯函數(shù)的幾種表示方法的相互轉換。板書講授與多媒體教學相結合（15分鐘）板書講解、推導與多媒體教學相結合, 例題講解及引導學生做題（35分鐘）教學互動（15分鐘）作業(yè)、習題、思考題、輔導等：62頁2.17(2) (4)；63頁 2.18 (1) (3) (5) (6), 2.20(a) (c)；64頁 2.2

23、2 (1) (4), 2.23(1) (3) 板書設計：2.6 邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡法2.6 邏輯函數(shù)的化簡方法2.6.1 公式化簡法2.6.2 邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡法1.認識卡諾圖 2.邏輯函數(shù)的卡諾圖表示 3.邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡 參考教材和文獻資料數(shù)字電子技術基礎_閻石編著第 5 講授課時間第 3 周 一第 1-2節(jié)課次5授課方式理論課討論課實驗課習題課其他課時安排2授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第三章 §3.1 - §3.7門電路教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：1.熟悉二、三極管的開關特性，掌握三極管導通、截止條件；2.了解分立元件與門、或門、非門及與

24、非門、或非門的工作原理和邏輯功能。教學重點及難點：重點：二、三極管的開關特性和開關等效電路。難點：分立元件門電路的工作原理。教學基本內(nèi)容教學方法、教學手段及時間設計第3章 門電路本章主要講述數(shù)字電路的基本邏輯單元門電路，有TTL邏輯門、MOS邏輯門。在討論半導體二極管和三極管及場效應管的開關特性基礎上，講解它們的電路結構、工作原理、邏輯功能、電器特性等等，為以后的學習及實際使用打下必要基礎。本章重點討論TTL門電路和CMOS門電路。3.1 概述1. 門電路實現(xiàn)基本邏輯運算和復合運算的單元電路稱為門電路，常用的門電路有非門、與非門、或非門、異或門、與或非門等。2. 正負邏輯系統(tǒng)(1) 正邏輯 在

25、二值邏輯中，如果用高電平表示邏輯“1” ，低電平表示邏輯“0” ，在這種規(guī)定下的邏輯關系稱為正邏輯。(2) 負邏輯： 在二值邏輯中，如果用高電平表示邏輯“0” ，低電平表示邏輯“1” ，在這種規(guī)定下的邏輯關系稱為負邏輯，正負邏輯式互為對偶式，即若給出一個正邏輯的邏輯式，則對偶式即為負邏輯的邏輯式，如正邏輯為或門，即Y=A+B，對偶式為YDAB。3. 高低電平的實現(xiàn) 在數(shù)字電路中，輸入輸出都是二值邏輯，其高低電平用“0”和“1”表示。其高低電平的獲得是通過開關電路來實現(xiàn)，如二極管或三極管電路組成。其原理為：當開關S斷開時，輸出電壓voVcc，為高電平“1”；當開關S閉合時，輸出電壓vo0，為低電

26、平“0”；若開關由三極管構成，則控制三級管工作在截止和飽和狀態(tài)，就相當開關S的斷開和閉合。3.2 半導體二極管門電路3.2.1半導體二極管的開關特1. 穩(wěn)態(tài)開關特性2.二極管動態(tài)特性當電路處于動態(tài)狀態(tài)，即二極管兩端電壓突然反向時，半導體二極管所呈現(xiàn)的開關特性稱為動態(tài)開關特性（簡稱動態(tài)特性）。這是由于在輸入電壓轉換狀態(tài)的瞬間，二極管由反向截止到正向導通時，內(nèi)電場的建立需要一定的時間，所以二極管電流的上升是緩慢的；當二極管由正向導通到反向截止時，二極管的電流迅速衰減并趨向飽和電流也需要一定的時間。由于時間很短，在示波器是無法看到的。3.2.2 二極管與門當A、B中有一個是低電平0V時，至少有一個二

27、極管導通，使得輸出Y的電壓為0.7V，為低電平；只有A、B中都加高電平3V時，兩個二極管同時導通，使得輸出Y為3.7V，為高電平。 3.2.3 二極管或門二極管或門電路如圖3.2.5 ，當A、B中有一個是高電平3V時，至少有一個二極管導通，使得輸出Y的電壓為2.3V，為高電平；只有A、B中都加低電平0V時，兩個二極管同時截止，使得輸出Y為0V，為低電平。 3.3.1 MOS管(絕緣柵）的開關特性一、 MOS管的類型和符號a. 增強型NMOSb. 增強型PMOSc. 耗盡型NMOSd. 耗盡型PMOS討論：二、三極管的開關特性和開關等效電路。課后小結： 回顧本節(jié)課主要內(nèi)容，重點掌握二、三極管的開

28、關特性，掌握三極管導通、截止條件。板書講授與多媒體教學相結合（15分鐘）板書講解、推導與多媒體教學相結合, 例題講解及引導學生做題（35分鐘）教學互動（5分鐘）作業(yè)、習題、思考題、輔導等：151頁3.6 ；152頁3.8； 153頁3.10；板書設計：3.1 概述1. 門電路2. 正負邏輯系統(tǒng)(1) 正邏輯(2) 負邏輯：3.2 半導體二極管門電路3.2.1半導體二極管的開關特1. 穩(wěn)態(tài)開關特性2.二極管動態(tài)特性3.2.2二極管與門3.2.3二極管或門3.3.2 MOS管(絕緣柵）的開關特性二、 MOS管的類型和符號a. 增強型NMOSb. 增強型PMOSc. 耗盡型NMOSd. 耗盡型PMO

29、S參考教材和文獻資料數(shù)字電子技術基礎_閻石編著第 6 講授課時間第 3 周 三第 1-2節(jié)課次6授課方式理論課討論課實驗課習題課其他課時安排2授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第三章 §3.3 - §3.5門電路教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：掌握TTL集成邏輯門電路的結構、工作原理和外部特性。教學重點及難點：重點：熟悉TTL集成邏輯門電路的結構、工作原理和外部特性。； 難點：TTL集成邏輯門電路的結構、工作原理和外部特性。教學基本內(nèi)容教學方法、教學手段及時間設計3.3 CMOS門電路利用PMOS管和NMOS管兩者特性能相互補充的特點而做成的互補對稱MOS反相器，

30、簡稱CMOS反相器。一、 工作原理 二、 CMOS反相器的主要特性 靜態(tài)功耗極低； 抗干擾能力強； 電源利用率高，且有較大的允許范圍； 輸入阻抗高，帶負載能力強； 電壓傳輸特性接近理想開關。 3.3.5 其他類型的 CMOS邏輯門電路 一、CMOS與非門、或非門1. 與非門2 或非門 二、 CMOS傳輸門 三、 CMOS三態(tài)門四、漏極開路輸出門電路（OD門）3.3.6 CMOS電路的正確使用一、輸入端的靜電保護在存貯和運輸CMOS器件時不要使用易產(chǎn)生靜電高壓的化工材料和化纖織物包裝，最耗采用金屬屏蔽層作包裝材料； 組裝調(diào)試時，應使電烙鐵和其他工具、儀表、工作臺面等良好接地。必要時帶防靜電手鐲；

31、 不用的輸入端不應懸空。 二、輸入端加過流保護 輸入端接低內(nèi)阻信號源時，應在輸入端與信號源之間串進保護電阻； 輸入端接有大電容時，應在輸入端與電容之間接入保護電阻； 輸入端接長線時，應在門電路的輸入端接入保護電阻。/因長線上不可避免地伴有分布電容、分布電感，信號突變時可能產(chǎn)生正、負振蕩的脈沖。根據(jù)經(jīng)驗：RP=VDD/1mA，且當長度大于10米后，每增加10米，RP的值應增加1K。集成邏輯門多余輸入端的處理:一般不讓多余的輸入端懸空，以防引入干擾信號，尤其對CMOS器件輸入端懸空可能因柵極感應靜電電壓而將管子擊穿損壞。所以在帶載能力允許的情況下，一般均可把多余的輸入端和該電路的輸入信號并接使用，

32、以增加邏輯可靠性。3.3.7 CMOS數(shù)字集成電路的各種系列已生產(chǎn)的標準化、系列化產(chǎn)品： 4000系列 HC/HCT系列：為高速CMOS系列 AHC/AHCT：為改進的高速CMOS系列 VHC/VHCT LVC： 為低壓CMOS系列 ALVC： 為改進的低壓CMOS系列3.5 TTL門電路一、 TTL與非門的工作原理1. TTL與非門的典型電路2.工作原理當輸入端A、B、C中，只要有一個輸入信號為低電平0.3V時，則相對的發(fā)射結導通，使T1管的基極電位被箝制到1V，T2管截止，故T4也截止。T3、D4管導通，輸出高電平。即輸入端A、B、C中至少有一個為低電平時，輸出端F為高電平。當輸入端A、B

33、、C全為高電平，T1管的基極電位升高，T1管的集電結、T2和T4管的發(fā)射結正向偏置而導通，致使T3管微導通，D4管截止。即輸入端全為高電平時，輸出端為低電平。所以該門是一個與非門。 二、 TTL與非門的電壓傳輸特性及抗干擾能力 1. 電壓傳輸特性 電壓傳輸特性分為四個區(qū)段：截止區(qū)、線性區(qū)、轉折區(qū)和飽和區(qū)。2. 抗干擾能力 TTL與非門在實際應用時，輸入端有時會出現(xiàn)干擾電壓疊加在輸入信號上。當干擾電壓VN超過一定數(shù)值時就會破壞與非門輸出的邏輯狀態(tài)。通常把不會破壞與非門輸出邏輯狀態(tài)所允許的干擾電壓值叫做抗干擾能力。干擾電壓亦稱噪聲，抗干擾能力也稱噪聲容限。三、 TTL與非門的電氣性能四、 TTL與

34、非門動態(tài)特性3.5.5 其它類型的TTL門電路 1TTL或非門 2TTL異或門 3. OC門的應用 討論：TTL集成邏輯門電路的結構、工作原理和外部特性。課后小結： 回顧本節(jié)課主要內(nèi)容，重點掌握TTL集成邏輯門電路的結構、工作原理和外部特性。板書講授與多媒體教學相結合（15分鐘）板書講解、推導與多媒體教學相結合, 例題講解及引導學生做題（35分鐘）多媒體教學（10分鐘）教學互動（5分鐘）作業(yè)、習題、思考題、輔導等：151頁3.5, 3.7(a) (c)(d), 152頁 3.8；板書設計：3.3 CMOS門電路3.3.2 COM反相器的工作原理一、 工作原理 二、 CMOS反相器的主要特性 3

35、.3.5 其他類型的 CMOS邏輯門電路 一、CMOS與非門、或非門二、 CMOS傳輸門 三、 CMOS三態(tài)門四、漏極開路輸出門電路（OD門）3.3.6 CMOS電路的正確使用3.3.7 CMOS數(shù)字集成電路的各種系列3.4 TTL門電路一、 TTL與非門的工作原理1. TTL與非門的典型電路2.工作原理二、 TTL與非門的電壓傳輸特性及抗干擾能力 1. 電壓傳輸特性 2. 抗干擾能力 三、 TTL與非門的電氣性能四、 TTL與非門動態(tài)特性3.5.5 其它類型的TTL門電路 1TTL或非門 2TTL異或門 3. OC門的應用 參考教材和文獻資料數(shù)字電子技術基礎_閻石編著第 7 講授課時間第 四

36、 周 一第 1-2節(jié)課次7授課方式理論課討論課實驗課習題課其他課時安排2授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第四章 §4.1 - §4.2組合邏輯電路教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：掌握組合電路的分析方法和設計方法教學重點及難點：組合電路的分析方法。教學基本內(nèi)容教學方法、教學手段及時間設計4.1 概述組合邏輯電路：在任何時刻的輸出狀態(tài)只取決于這一時刻的輸入狀態(tài)，而與電路的原來狀態(tài)無關的電路。生活中組合電路的實例（電子密碼鎖，銀行取款機等）電路結構：由邏輯門電路組成。電路特點：沒有記憶單元，沒有從輸出反饋到輸入的回路。4.2.1組合邏輯電路的分析方法一、基本分析方法分

37、析：給定邏輯電路邏輯功能。步驟：1給定邏輯電路輸出邏輯函數(shù)式一般從輸入端向輸出端逐級寫出各個門輸出對其輸入的邏輯表達式，從而寫出整個邏輯電路的輸出對輸入變量的邏輯函數(shù)式。必要時，可進行化簡，求出最簡輸出邏輯函數(shù)式。2列真值表將輸入變量的狀態(tài)以自然二進制數(shù)順序的各種取值組合代入輸出邏輯函數(shù)式，求出相應的輸出狀態(tài)，并填入表中，即得真值表。3分析邏輯功能通常通過分析真值表的特點來說明電路的邏輯功能。二、分析舉例例3.1.1 分析圖3.1.1所示邏輯電路的功能。解：分析步驟（1）輸出邏輯函數(shù)表達式（逐級寫，并且變成便于寫真值表的形式） （2）列真值表。將A、B、C各種取值組合代入式中，可列出

38、真值表。  （3）邏輯功能分析。由真值表可看出：在輸入A、B、C三個變量中，有奇數(shù)個1時，輸出Y為1，否則Y為0，因此，圖3.2.1所示電路為三位判奇電路，又稱為奇校驗電路。歸納總結：1 各步驟間不一定每步都要，如：省略化簡（本已經(jīng)成為最簡）由表達式直接概述功能，不一定列真值表。2 不是每個電路均可用簡煉的文字來描述其功能。 如Y=AB+CD4.2.2 組合邏輯電路的設計方法一、基本設計方法設計：設計要求邏輯圖。步驟（與分析相反）:1分析設計要求列真值表根據(jù)題意設輸入變量和輸出函數(shù)并邏輯賦值，確定它們相互間的關系，然后將輸入變量以自然二進制數(shù)順序的各種取值組合排列，列出真值表。2根據(jù)

39、真值表寫出輸出邏輯函數(shù)表達式3對輸出邏輯函數(shù)進行化簡代數(shù)法或卡諾圖法4根據(jù)最簡輸出邏輯函數(shù)式畫邏輯圖。最簡與一或表達式、與非表達式、或非表達式、與或非表達式、其它表達式二、設計舉例1單輸出組合邏輯電路的設計例3.1.2 設計一個A、B、C三人表決電路。當表決某個提案時，多數(shù)人同意，提案通過，同時A具有否決權。用與非門實現(xiàn)。解：設計步驟（1）真值表設A、B、C三個人，表決同意用1表示，不同意時用0表示；Y為表決結果，提案通過用1表示，通不過用0表示，同時還應考慮A具有否決權。 （3）畫邏輯圖2多輸出組合邏輯電路的設計例3.1.3 設計一個將余3碼變換為8421BCD碼的組合邏輯電路。解

40、：設計步驟（1）真值表（2）化簡（3）畫邏輯圖討論：組合電路的分析方法和設計方法。課后小結： 回顧本節(jié)課主要內(nèi)容，重點掌握組合電路的分析方法和設計方法。板書講授與多媒體教學相結合（15分鐘）板書講解、推導與多媒體教學相結合, 例題講解及引導學生做題（35分鐘）多媒體教學（10分鐘）教學互動（5分鐘）作業(yè)、習題、思考題、輔導等：231頁 4.12 4.15；板書設計：4.1 概述4.2.1組合邏輯電路的分析方法一、基本分析方法二、分析舉例4.2.2 組合邏輯電路的設計方法一、基本設計方法二、設計舉例1單輸出組合邏輯電路的設計2多輸出組合邏輯電路的設計（1）真值表（2）化簡（3）畫邏輯圖參考教材和

41、文獻資料數(shù)字電子技術基礎_閻石編著第 8 講授課時間第 四 周 三第 1-2節(jié)課次8授課方式理論課討論課實驗課習題課其他課時安排2授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第三章 §4.3 - §4.3邏輯代數(shù)基礎教學目的、要求（分掌握、熟悉、了解三個層次）：了解編碼器、譯碼器的工作原理，掌握其應用。教學重點及難點：重點：CMOS集成邏輯門電路的結構及原理。難點：MOS集成邏輯門電路的原理。教學基本內(nèi)容教學方法、教學手段及時間設計4.3.1 二進制編碼器一、二進制編碼器：用n位二進制代碼對個信號進行編碼的電路。二、電路圖：所下圖所示為3位二進制編碼器。輸入：I0I7為8個需要編碼的信號

42、輸出：Y2、Y1、Y0為三位二進制代碼由于該編碼器有8個輸入端，3個輸出端，故稱8線一3線編碼器。三、輸出邏輯函數(shù)提問：為什么I0 未畫在圖中，且未出現(xiàn)在表達式中？或者：一般編碼器輸入的編碼信號為什么是相互排斥的？編碼器在任何時刻只能對一個輸入信號進行編碼，不允許有兩個或兩個以上的輸入信號同時請求編碼，否則輸出編碼會發(fā)生混亂。這就是說，I0 、I1 I7 這8個編碼信號是相互排斥的。在 I1I7 為0時，輸出就是 的編碼，故 未畫。四、真值表。五、分析輸入信號為高電平有效（有效：表示有編碼請求）輸出代碼編為原碼（對應自然二進制數(shù)）4.3.2 譯碼器課堂討論：日常生活中什么地方用到了譯碼器？譯碼

43、是編碼的逆過程。譯碼：將表示特定意義信息的二進制代碼翻譯出來。譯碼器：實現(xiàn)譯碼功能的電路。二進制譯碼原則：用n位二進制代碼可以表示個信號則，對n位代碼譯碼時，應由 來確定譯碼信號位數(shù)N。提問：8位電話號碼能供多少用戶使用？（電話號碼為十進制）一、二進制譯碼器：將輸入二進制代碼譯成相應輸出信號的電路。二、MSI譯碼器CT74LS138由于它有3個輸入端、8個輸出端，因此，又稱3線一8線譯碼器。1邏輯圖。輸入端：A2 、A1 、A0 ，為二進制代碼；輸出端： ，低電平有效；使能端：STA（高電平有效）、 （低電平有效）和 （低電平有效），且。2真值表。表6.4.1 3線一8譯碼器CT74LS138

44、的真值表現(xiàn)代教學方法與手段：用DLCCAI演示MSI 器件74LS138的功能。（5分鐘）3邏輯功能：（1）當STA0，或+=1時，EN0，譯碼器禁止譯碼，輸出都為高電平1。（2）當STA1且+=1時，EN1，譯碼器工作，輸出低電平0有效。這時，譯碼器輸出由輸入二進制代碼決定輸出邏輯函數(shù)式為4全譯碼器：二進制譯碼器的輸出將輸入二進制代碼的各種狀態(tài)都譯出來了。因此，二進制譯碼器又稱全譯碼器，它的輸出提供了輸入變量的全部最小項。5功能擴展：用兩片CT74LS138組成4線一16線譯碼器。（利用使能端）CT74LS138（1）為低位片，CT74LS138（2）為高位片。并將高位片的STA和低位片的相

45、連作A3，同時將低位片的和高位片 、 相連作使能端E，便組成了4線一16線譯碼器。工作情況如下。當E1時，兩個譯碼器都不工作，輸出都為高電平1。當E1時，譯碼器工作。 （1）當A30時，低位片CT74LS138(1)工作，這時，輸出由輸入二進制代碼A2A1A0決定。由于高位片CT74LS138（2）的STAA30而不能工作，輸出 都為高電平1。（2）當A31時，低位片CT74LS138（l）的=A3=1不工作，輸出都為高電平1。高位片CT74LS138（2）的STAA31，=0，處于工作狀態(tài)，輸出由輸入二進制A2A1A0決定。五、 二十進制譯碼器提問：若要對8421BCD碼進行譯碼，輸出信號應

46、有多少個？一、二一十進制譯碼器：將4位BCD碼的十組代碼翻譯成09十個對應輸出信號的電路。由于它有4個輸入端，十個輸出端，所以，又稱4線一10線譯碼器。二、4線一10線譯碼器CT74LS421邏輯圖。見教材中圖6.4.3。輸入端：A3、A2、A1、A0 ，為4位8421BCD碼輸出端：，低電平有效。2真值表（代碼10101111沒有使用，稱作偽碼。）3邏輯函數(shù)式      由式可知，當輸入偽碼10101111時，輸出都為高電平1，不會出現(xiàn)低電平0。因此，譯碼器不會產(chǎn)生錯誤譯碼。4功能變化：CT74LS42可作3線8線譯碼器：輸出不用，并將 作使

47、能端使用。6.4.4 用譯碼器實現(xiàn)組合邏輯函數(shù)一、實現(xiàn)原理：提問： 邏輯函數(shù)的標準最小項之和式？             譯碼器CT74LS138的輸出邏輯函數(shù)式？由于二進制譯碼器的輸出為輸入變量的全部最小項，即每一個輸出對應一個最小項Yi=mi（譯碼器輸出高電平） （譯碼器輸出低電平）而任何一個n位變量的邏輯函數(shù)都可變換為最小項之和的標準式， 的取值為0或1，因此，用譯碼器和門電路可實現(xiàn)任何單輸出或多輸出的組合邏輯函數(shù)。當譯碼器輸出低電平時，多選用與非門；當輸出為高電平時，多選用或門。討論：編碼器、譯碼器的應用。課后小結： 回顧本節(jié)課