教案.第一講緒論與數(shù)制和碼制

1、第一講緒論與數(shù)制和碼制本講重點(diǎn)1 .數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)的區(qū)別以及數(shù)字電子技術(shù)特點(diǎn)和學(xué)習(xí)方法；2 .進(jìn)制之間相互轉(zhuǎn)換方法；3 .幾種常用的二進(jìn)制編碼概念。本講難點(diǎn)1.十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制及十六進(jìn)制方法； 碼、余三碼、格雷碼的特點(diǎn)。教學(xué)手段本講宜教師講授，用多媒體演示為主、板書為輔。設(shè)計(jì)意圖教學(xué)步驟教學(xué)內(nèi)容表達(dá)方式1.提出問:利用多媒題，導(dǎo)入1）學(xué)習(xí)電子技術(shù)有何用途；體課件，介2）什么是數(shù)字電子技術(shù)， 數(shù)字電子電路與模擬電子電路有何區(qū)別；紹問題背“緒論”景，用問題章節(jié)所要3）數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的教學(xué)目標(biāo)是什么；激發(fā)學(xué)生講述的內(nèi)4）如何才能學(xué)習(xí)好數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)？們聽課的容。興趣。2.對(duì)提出數(shù)字電子

2、技術(shù)和模擬電子技術(shù)的概念該部分主問題的逐電子技術(shù) 是指根據(jù)電子學(xué)的原理,利用電子兀器件設(shè)計(jì)和制造要是讓學(xué)一解答某種特定功能電路，以解決實(shí)際問題的科學(xué)。生們了解從信號(hào)角度分析，電子電路中處理的可分為模擬信號(hào)和數(shù)字信數(shù)字電子介紹電子號(hào)，如圖所示。技術(shù)的概技術(shù)概念模擬信號(hào)：在時(shí)間和數(shù)值上均具有連續(xù)性，即在任意時(shí)刻有確念，并解決 為什么學(xué)模擬信號(hào)定的函數(shù)值u或i ,并且其幅度是連續(xù)取值。習(xí)該課程和數(shù)字信數(shù)字信號(hào)：在時(shí)間和數(shù)值上均具有離散性。以及如何號(hào)以及模模擬電子技術(shù)研究處理模擬彳百號(hào)的電子技術(shù)；學(xué)習(xí)該課擬電子電數(shù)字電子技術(shù) 研究處理數(shù)字彳百號(hào)的電子技術(shù)。程等問題。路和數(shù)字處理模擬信號(hào)的電子電路稱為模

3、擬電子電路。電子電路例如，模擬信號(hào)的放大、運(yùn)算、產(chǎn)生與變換等電路。特點(diǎn)和概處理數(shù)字信號(hào)的電子電路稱為數(shù)字電子電路。此處重點(diǎn)念例如，數(shù)字信號(hào)的存儲(chǔ)、變換、測(cè)量等電路介紹：模擬數(shù)字電子與模擬電子電路的區(qū)別信號(hào)和數(shù) 字信號(hào)的 特點(diǎn)，由此模擬電路一注重輸入輸出信號(hào)之間的形狀關(guān)系；數(shù)字電路一注重輸入輸出信號(hào)之間的邏輯關(guān)系。引出數(shù)字模擬電路一讓晶體管工作在特性曲線的放大區(qū)；電子技術(shù)數(shù)字電路一讓晶體管工作在飽和區(qū)或者截止區(qū)。和模擬電模擬電路一采用工程上的等效電路法近似分析；子技術(shù)的數(shù)字電路一米用布爾代數(shù)邏輯分析法嚴(yán)密分析。概念。模擬電路一信號(hào)幅度連續(xù)變化抗干擾能力較弱；為了節(jié)約數(shù)子電路一彳口勺,幅度離故變化

4、抗十?dāng)_能力較強(qiáng)。模擬電路一結(jié)構(gòu)較復(fù)雜集成度低不易程序控制；課時(shí)米用數(shù)字電路一結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于超大規(guī)模集成和程控。課件PPT模擬電路一一般適合進(jìn)行信息的在線實(shí)時(shí)處理；演示方式數(shù)字電路一既能實(shí)時(shí)處理信息又便于存儲(chǔ)信息。數(shù)字電子技術(shù)和模擬電子技術(shù)課程的內(nèi)容分工組織教學(xué)。數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的教學(xué)目標(biāo) 掌握邏輯代數(shù)理論并能熟練應(yīng)用； 組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)方法； 時(shí)序邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)方法； 掌握常用器件功能設(shè)計(jì)邏輯電路； 初步掌握可編成器件的使用方法； 具備應(yīng)用電子系統(tǒng)初級(jí)設(shè)計(jì)能力。數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)方法強(qiáng)調(diào)基本定埋、基本概念的掌握，要養(yǎng)成嚴(yán)密的邏輯 思維習(xí)慣。本課程理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)，必須多做

5、練習(xí)且必須注重實(shí)踐。要在實(shí)踐中學(xué)會(huì)研究性、 探究式學(xué)習(xí)方式。該部分內(nèi)聽與讀相結(jié)合、勤于思考。注重邏輯思維和設(shè)計(jì)能力容屬于電的培養(yǎng)，而不是具體電路和公式的死記硬背。子技術(shù)總 體介紹，為掌握基本的分析、設(shè)計(jì)方法，難度和復(fù)雜程度都不是很大，以例題、作業(yè)為準(zhǔn)。了節(jié)約課理解數(shù)字集成電路內(nèi)部工作原理即可，但應(yīng)注重?cái)?shù)字時(shí)采用課集成電路的外部特性和典型應(yīng)用。件PPT演示方式組介紹數(shù)子數(shù)子電子技木考核力式電子技術(shù)考查學(xué)生分析問題能力一邏輯分析與邏輯運(yùn)算；織教學(xué)?；A(chǔ)課程考查學(xué)生解決問題能力一邏輯抽象、器件選擇、電路設(shè)計(jì)；的教學(xué)目 標(biāo)介紹數(shù)字 電子技術(shù) 基礎(chǔ)學(xué)習(xí)考查學(xué)生解決問題能力一實(shí)踐能力、動(dòng)手能力、EDA能力

6、。方法以及該部分內(nèi)考核方法容屬于學(xué) 習(xí)方法及 考核方式 介紹，為了 節(jié)約課時(shí) 采用課件 PPT演示 方式組織 教學(xué)。3.小結(jié)1電子技術(shù)概念一一解決實(shí)際問題的科學(xué)；讓學(xué)生了“緒論” 主要內(nèi)容2）模擬信號(hào)/數(shù)字信號(hào)和模才電子技術(shù) /數(shù)字電子技術(shù)；3）數(shù)字電子技術(shù)課程特點(diǎn)和學(xué)習(xí)方法一一邏輯思維方法。解電子技 術(shù)概念和 用途，以及 今后學(xué)習(xí) 該課程的 方法。4.提出問 題，導(dǎo)入1)什么是數(shù)制；用問題激“數(shù)制與 碼制”課 程內(nèi)容。2)3)4)不同數(shù)制間如何轉(zhuǎn)換；碼制的概念是什么；用二進(jìn)制表示的常用編碼有哪幾種？發(fā)學(xué)生聽 課的興趣。5.回答什j 么是數(shù)制； 問題。1.數(shù)制表示數(shù)時(shí)，僅用一位數(shù)碼往往不夠用，

7、須用進(jìn)位計(jì)數(shù)的方法組 忒多位數(shù)碼。多位數(shù)碼每一位的構(gòu)成以及從低位到高位的進(jìn)位規(guī)則， 爾為進(jìn)位計(jì)數(shù)制，簡(jiǎn)稱數(shù)制。基數(shù)：基數(shù)就是在對(duì)應(yīng)進(jìn)位計(jì)數(shù)制中可能用到的數(shù)碼個(gè)數(shù)。使用多媒 體直接給 出，通過講 解使學(xué)生 們理解即位權(quán)：進(jìn)位計(jì)數(shù)制中，每一位大小都對(duì)應(yīng)該位數(shù)碼乘上一個(gè) 固定的數(shù)，這個(gè)固定數(shù)就是這位的權(quán)數(shù)。權(quán)數(shù)是一個(gè)哥?？?。2.幾種常用的數(shù)制十進(jìn)制數(shù)碼為:09。基數(shù)是10,用字母D表示十進(jìn)制。運(yùn)算規(guī)律：逢十進(jìn)一，即：9+1=10o十進(jìn)制數(shù)的權(quán)展開式：D=E kiX10。對(duì)于十 進(jìn)制，不難 理解，通過 實(shí)例說明 即可。6.講解幾二進(jìn)制數(shù)碼為：0、1。基數(shù)是2,用字母B表示二進(jìn)制。運(yùn)算規(guī)律：逢二進(jìn)一，即

8、： 1 + 1=10o二進(jìn)制數(shù)的權(quán)展開式：B也 kiX2。對(duì)于二 進(jìn)制、八進(jìn) 制、1八進(jìn) 制，借卅f 進(jìn)制規(guī)律種常用的 數(shù)制及其 相互之間 的轉(zhuǎn)換問 題。若在效手電路中米用一進(jìn)制， 只需要有兩個(gè)電路狀態(tài)與一個(gè)計(jì) 數(shù)碼0和1相對(duì)應(yīng)。在技術(shù)上很容易實(shí)現(xiàn)。八進(jìn)制數(shù)碼為：07?；鶖?shù)是8,用字母。表示運(yùn)算規(guī)律：逢八進(jìn)一，即：7+1=10o八進(jìn)制數(shù)的權(quán)展開式：。應(yīng)ki X 8i。推廣講解 即可。此處強(qiáng)調(diào)： 電路易實(shí) 現(xiàn)二進(jìn)制。十六進(jìn)制數(shù)碼為：09以及AF。基數(shù)是16,用字母H來表示。運(yùn)算規(guī)律：逢十六進(jìn)一，即：F+1-10。十六進(jìn)制數(shù)的權(quán)展開式：H封ki X 16i。為了節(jié)約 課時(shí)采用 課件PPT 演示方式

9、 組織教學(xué)。3.不H數(shù)制間的轉(zhuǎn)換 二一十進(jìn)制轉(zhuǎn)換方法：將二進(jìn)制數(shù)按權(quán)展開再相加，即可以轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。十一二進(jìn)制轉(zhuǎn)換方法：基數(shù)連除、連乘法。將整數(shù)部分和小數(shù)部分單獨(dú)處理，分別進(jìn)行轉(zhuǎn)換。整數(shù)部分- 基數(shù)連除取余；小數(shù)部分-基數(shù)連乘取整。合并后即得到結(jié)果。二一十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換方法：將二進(jìn)制數(shù)由小數(shù)點(diǎn)開始，整數(shù)部分向左，小數(shù)部分向右，每4位分成一組，不夠4位補(bǔ)零，則每組二進(jìn)制數(shù)便是一位十 六進(jìn)制數(shù)。十六一二進(jìn)制轉(zhuǎn)換方法：將每位十六進(jìn)制數(shù)用 4位二進(jìn)制數(shù)表示。八進(jìn)制數(shù)一一二進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換方法：按照每3位二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)于一位八進(jìn)制數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。十六進(jìn)制數(shù)一一十進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換十六一十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換方法：按權(quán)展開再相加即可

10、。十一十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換方法： 先轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，再將得到的二 進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成等值的十六進(jìn)制數(shù)。4.二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算的特點(diǎn)二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算和十進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算規(guī)則基本相同，區(qū)別是“逢對(duì)于數(shù) 制間的轉(zhuǎn) 換，不難理 解，通過實(shí) 例說明即 可。反碼、補(bǔ)碼和補(bǔ)碼運(yùn)算原碼：最高位為符號(hào)位，正數(shù)為 0,負(fù)數(shù)為1。補(bǔ)碼：最高位作為符號(hào)位，正數(shù)為 0,負(fù)數(shù)為1。正數(shù)的補(bǔ)碼 和它的原碼相同；負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼需先將原碼數(shù)值逐位求反， 然后在最 低位加1。為了節(jié)約 課時(shí)采用 課件PPT 演示方式 組織教學(xué)。此處強(qiáng)調(diào):7.回答 什么是碼 制問題。雖然采用 基數(shù)連除、 連乘法，可 將十進(jìn)制 數(shù)轉(zhuǎn)換為 任意的N 進(jìn)制數(shù)，但 不

11、建議采 用，因?yàn)檫@ 樣轉(zhuǎn)換不 僅計(jì)算麻 煩，且易出 錯(cuò)。為了節(jié)約 課時(shí)采用 課件PPT 演示方式 組織教學(xué)。此處強(qiáng)調(diào)： 二進(jìn)制加、 減、乘、除 都可以用 加法運(yùn)算 來實(shí)現(xiàn)。5.兒種常用的編碼我們常用的數(shù)子 0、1、2、39通常有兩大用途：?表示大?。?0分（及格）；珠穆朗瑪峰 8848.45米。?表示編碼：1402403班；球王貝利編號(hào)為 10號(hào)。碼制：借用數(shù)字進(jìn)行編他而代表特定對(duì)象時(shí)，所采用的編碼規(guī)則稱為碼制。我們習(xí)慣使時(shí)十進(jìn)制， 而計(jì)算機(jī)硬件是基于二進(jìn)制的，因此需此處介紹要用二進(jìn)制編碼表示十進(jìn)制的09十個(gè)碼兀，即 BCD （Binary編碼特點(diǎn)：Coded Decimal）碼。權(quán)值為8、至

12、少要用四位二進(jìn)制數(shù)才能表示 09,因?yàn)樗奈欢M(jìn)制有 16 種組合?，F(xiàn)在的問題是要在 16種組合中挑出10個(gè)，分別表示0 9,怎么挑呢？不同的挑法構(gòu)成了不同的 BC加4、 2、 1 稱 8421BCD 碼。二進(jìn)制與BC加區(qū)別舉例：2421碼的ASCII碼：計(jì)算機(jī)中常用的字符代碼是 碼是一種7位二進(jìn)制代碼，共有128種狀態(tài)，ASCII 碼, 分別代表基本ASCII128種代碼。權(quán)值依次 為 2、4、2、 1 , 5211 碼同理。余3碼由8421碼加0011 得到。格雷碼是循環(huán)他，其特點(diǎn)是任何相鄰的兩個(gè)碼字，僅有一位代他不同。為了節(jié)約課時(shí)采用課件PPT演示方式組織教學(xué)。通過課堂8小結(jié)數(shù)1）幾種常用的數(shù)制；總結(jié)，使學(xué)制和碼制 主要內(nèi)2） /、同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換；3）二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算一一二進(jìn)