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(完整版)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)教案(完整版)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)教案PAGEPAGE1(完整版)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)教案第1講授課時(shí)間第1周一第1—2節(jié)課次1授課方式理論課▇討論課□實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□其他□課時(shí)安排2授課題目(教學(xué)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(xué)目的、要求(分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次):掌握數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)的區(qū)別;幾種進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換;熟悉幾種常用的編碼.教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn):進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換;8421碼、余三碼、格雷碼的特點(diǎn).教學(xué)基本內(nèi)容教學(xué)方法、教學(xué)手段及時(shí)間設(shè)計(jì)【引入新課】回憶計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)中所講的二進(jìn)制,引出本次課內(nèi)容。第一章數(shù)字電路基礎(chǔ)1。1概述1.1.1模擬量和數(shù)字量模擬量:時(shí)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(hào)叫做模擬信號(hào);工作在模擬信號(hào)下的電子電路稱為模擬電路。數(shù)字量:時(shí)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(hào)叫做數(shù)字信號(hào);工作在數(shù)字信號(hào)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(shù)的迅猛發(fā)展導(dǎo)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(dāng)時(shí)的輸入有關(guān),如:編碼器、加減法器、比較器、數(shù)據(jù)選擇器。
2)時(shí)序邏輯電路輸出不僅與當(dāng)時(shí)的輸入有關(guān),還與電路原來(lái)的狀態(tài)有關(guān).
如:觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器、寄存器
(2)按集成度分類
SSI→MSI→LIS→VLSI(3)按半導(dǎo)體的導(dǎo)電類型分類
1)雙極型電路
2)單極型電路
1。1.3數(shù)字電路的優(yōu)點(diǎn)
(1)易集成化。兩個(gè)狀態(tài)“0”和“1”,對(duì)元件精度要求低(2)抗干擾能力強(qiáng),可靠性高。信號(hào)易辨別不易受噪聲干擾。
(3)便于長(zhǎng)期存貯.軟盤、硬盤、光盤。
(4)通用性強(qiáng),成本低,系列多。
(5)保密性好。容易進(jìn)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(gòu)成方法及低位向相鄰高位的進(jìn)位規(guī)則。
一、十進(jìn)制1、表示法
2、特點(diǎn)
與同學(xué)討論二、八、十六進(jìn)制的表示方法及特點(diǎn)二、二進(jìn)制1、表示法
2、特點(diǎn)三、八進(jìn)制和十六進(jìn)制
1.八進(jìn)制
逢八進(jìn)一;系數(shù)0~7;基數(shù)8;權(quán)8n.
2.十六進(jìn)制
逢十六進(jìn)一;系數(shù):0~9、A、B、C、D、E、F;基數(shù)16;權(quán)16n。1。3不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換
一、各種數(shù)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制
二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制時(shí),只要將它們按權(quán)展開,求出各加權(quán)系數(shù)的和,便得到相應(yīng)進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。
例題:二、十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制
將十進(jìn)制數(shù)整數(shù)部分轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)采用“除2取法”;
將十進(jìn)制小數(shù)部分轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)采用“乘2取整法"。例題三、二進(jìn)制與八進(jìn)制、十六進(jìn)制間相互轉(zhuǎn)換
1.二進(jìn)制和八進(jìn)制間的相互轉(zhuǎn)換
(1)二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)。
二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)的方法是:整數(shù)部分從低位開始,每三位二進(jìn)制數(shù)為一組,最后不足三位的,則在高位加0補(bǔ)足三位為止;小數(shù)點(diǎn)后的二進(jìn)制數(shù)則從高位開始,每三位二進(jìn)制數(shù)為一組,最后不足三位的,則在低位加0補(bǔ)足三位,然后用對(duì)應(yīng)的八進(jìn)制數(shù)來(lái)代替,再按順序排列寫出對(duì)應(yīng)的八進(jìn)制數(shù)。
例1。1.2將二進(jìn)制數(shù)(11100101.11101011)2轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)。
(11100101。11101011)2=(345。726)8(2)八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。
將每位八進(jìn)制數(shù)用三位二進(jìn)制數(shù)來(lái)代替,再按原來(lái)的順序排列起來(lái),便得到了相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù).
例1。1.3將八進(jìn)制數(shù)(745。361)8轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。
(745。361)8=(111100101。011110001)22.二進(jìn)制和十六進(jìn)制間的相互轉(zhuǎn)換
(1)二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)。
二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)的方法是:整數(shù)部分從低位開始,每四位二進(jìn)制數(shù)為一組,最后不足四位的,則在高位加0補(bǔ)足四位為止;小數(shù)部分從高位開始,每四位二進(jìn)制數(shù)為一組,最后不足四位的,在低位加0補(bǔ)足四位,然后用對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)來(lái)代替,再按順序?qū)懗鰧?duì)應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)。
例1.1。4將二進(jìn)制數(shù)(10011111011.111011)2轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)。
(10011111011.111011)2=(4FB。EC)16(2)十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。
將每位十六進(jìn)制數(shù)用四位二進(jìn)制數(shù)來(lái)代替,再按原來(lái)的順序排列起來(lái)便得到了相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)。
例1。1。5將十六進(jìn)制數(shù)(3BE5.97D)16轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。
(3BE5.97D)16=(11101111100101.100101111101)21。4二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)碼可表示數(shù)值大小→數(shù)值運(yùn)算例1010(即算術(shù)運(yùn)算)+011010000不同的邏輯狀態(tài)→邏輯運(yùn)算(按某種因果關(guān)系)幾個(gè)概念:原碼:二進(jìn)制數(shù)碼的最高位增加符號(hào)位的數(shù)碼反碼:二進(jìn)制數(shù)碼按位取反得到的數(shù)碼補(bǔ)碼:正數(shù)的補(bǔ)碼與原碼相同;負(fù)數(shù)的補(bǔ)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(shí)所遵循的規(guī)則。二—十進(jìn)制編碼:用四位二進(jìn)制數(shù)中的任意十種組合來(lái)表示一位十進(jìn)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(jié):回顧本節(jié)課主要內(nèi)容,重點(diǎn)掌握幾種進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換方法.多媒體教學(xué)(5分鐘)板書講授與多媒體教學(xué)相結(jié)合(15分鐘)板書講解與多媒體教學(xué)相結(jié)合(10分鐘)板書講解、推導(dǎo)與多媒體教學(xué)相結(jié)合,例題講解及引導(dǎo)學(xué)生做題(35分鐘)板書講解、推導(dǎo)與多媒體教學(xué)相結(jié)合,例題講解(10分鐘)多媒體教學(xué)(10分鐘)教學(xué)互動(dòng)(5分鐘)作業(yè)、習(xí)題、思考題、輔導(dǎo)等:17頁(yè)1。2,1。5;18頁(yè)1。11,1.13板書設(shè)計(jì):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(jìn)制、二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制1.3不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制二進(jìn)制轉(zhuǎn)化成十進(jìn)制八進(jìn)制轉(zhuǎn)化成十進(jìn)制十六進(jìn)制轉(zhuǎn)化成十進(jìn)制二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制八進(jìn)制轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制二進(jìn)制轉(zhuǎn)化成十六進(jìn)制十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制1。4二進(jìn)制數(shù)運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)可以表示數(shù)制大小和邏輯狀態(tài)幾個(gè)概念:原碼、反碼及補(bǔ)碼1.5幾種常用的編碼碼制二—十進(jìn)制編碼(BCD碼)參考教材和文獻(xiàn)資料《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》_閻石編著第2講授課時(shí)間第1周一第1-2節(jié)課次2授課方式理論課▇討論課□實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□其他□課時(shí)安排2授課題目(教學(xué)章、節(jié)或主題):第二章§2.1-§2.3邏輯代數(shù)的基本運(yùn)算、基本公式和基本定理教學(xué)目的、要求(分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次):1.熟練掌握基本邏輯運(yùn)算和幾種常用復(fù)合導(dǎo)出邏輯運(yùn)算;2。熟練運(yùn)用真值表、邏輯式、邏輯圖來(lái)表示邏輯函數(shù)。教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn):三種基本邏輯運(yùn)算和幾種導(dǎo)出邏輯運(yùn)算;真值表、邏輯式、邏輯圖之間的相互轉(zhuǎn)換;將真值表轉(zhuǎn)換為邏輯式.教學(xué)基本內(nèi)容教學(xué)方法、教學(xué)手段及時(shí)間設(shè)計(jì)第2章邏輯代數(shù)基礎(chǔ)2.1概述
布爾:英國(guó)數(shù)學(xué)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(yùn)算、基本定律和基本運(yùn)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(jiǎn)法和卡諾圖化簡(jiǎn)法.邏輯代數(shù)有其自身獨(dú)立的規(guī)律和運(yùn)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(yùn)算
1、與運(yùn)算———所有條例都具備事件才發(fā)生
開關(guān):“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(duì)應(yīng)列成表.
邏輯表達(dá)式:L=K1*K2(邏輯乘)
邏輯符號(hào):原有符號(hào):討論與邏輯運(yùn)算的邏輯口訣
邏輯功能口決:有“0”出“0",全“1"出“1”。2、或運(yùn)算-——至少有一個(gè)條件具備,事件就會(huì)發(fā)生。
邏輯表達(dá)式:L=K1+K2(邏輯加)
邏輯符號(hào):討論或邏輯運(yùn)算的邏輯口訣
邏輯功能口決:有“1”出“1"全“0”出“0”
3、非運(yùn)算:—結(jié)果與條件相反
邏輯表達(dá)式:邏輯符號(hào):討論非邏輯運(yùn)算的邏輯口訣2。2。2幾種導(dǎo)出的邏輯運(yùn)算
一、與非運(yùn)算、或非運(yùn)算、與或非運(yùn)算
二、異或運(yùn)算和同或運(yùn)算邏輯表達(dá)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(shuō)明建立(抽象)邏輯函數(shù)的方法,加深對(duì)邏輯函數(shù)概念的理解。例2。2。1兩個(gè)單刀雙擲開關(guān)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(guān)燈;反之下樓之前,在樓上開燈,下樓后關(guān)燈。試建立其邏輯式。表2.2。6[例2.2。1]真值表例2。2。2比較A、B兩個(gè)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(biāo)準(zhǔn)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(gè)變量的取值為110時(shí),則代換后得到的變量與組合為AB。
(2)把邏輯函數(shù)值為1所對(duì)應(yīng)的各變量的與組合相加,便得到標(biāo)準(zhǔn)的與-或邏輯式。3.邏輯圖
邏輯圖是用基本邏輯門和復(fù)合邏輯門的邏輯符號(hào)組成的對(duì)應(yīng)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(yùn)算公式
表2。3。1邏輯常量運(yùn)算公式變量A的取值只能為0或?yàn)?,分別代入驗(yàn)證。討論:與、或、非;與非、或非、同或、異或邏輯的運(yùn)算口訣、邏輯符號(hào).課后小結(jié):與、或、非;與非、或非、同或、異或邏輯的運(yùn)算口訣、邏輯符號(hào).多媒體教學(xué)(5分鐘)板書講授與多媒體教學(xué)相結(jié)合(15分鐘)板書講解與多媒體教學(xué)相結(jié)合(10分鐘)板書講解、推導(dǎo)與多媒體教學(xué)相結(jié)合,例題講解及引導(dǎo)學(xué)生做題(35分鐘)板書講解、推導(dǎo)與多媒體教學(xué)相結(jié)合,例題講解(10分鐘多媒體教學(xué)(10分鐘)教學(xué)互動(dòng)(5分鐘)作業(yè)、習(xí)題、思考題、輔導(dǎo)等:59頁(yè)2.5;61頁(yè)2。11;板書設(shè)計(jì):第2章邏輯代數(shù)基礎(chǔ)
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(yùn)算
一、與邏輯
二、或邏輯
三、邏輯非
2。2.2幾種導(dǎo)出的邏輯運(yùn)算
一、與非運(yùn)算、或非運(yùn)算、與或非運(yùn)算
二、異或運(yùn)算和同或運(yùn)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(xiàn)資料《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》_閻石編著第3講授課時(shí)間第2周一第1—2節(jié)課次3授課方式理論課▇討論課□實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□其他□課時(shí)安排2授課題目(教學(xué)章、節(jié)或主題):第二章§2.4-§2。5邏輯代數(shù)基礎(chǔ)教學(xué)目的、要求(分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次):掌握邏輯函數(shù)的表示方法和公式法化簡(jiǎn).教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn):1。三種基本邏輯運(yùn)算和幾種導(dǎo)出邏輯運(yùn)算;2。真值表、邏輯式、邏輯圖之間的相互轉(zhuǎn)換;3。將真值表轉(zhuǎn)換為邏輯式。教學(xué)基本內(nèi)容教學(xué)方法、教學(xué)手段及時(shí)間設(shè)計(jì)【復(fù)習(xí)提問(wèn)】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(duì)于任一個(gè)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(gè)邏輯函數(shù)替代,替代后等式仍然成立。這個(gè)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(duì)偶式也相等。(可用于變換推導(dǎo)公式)。
討論三個(gè)規(guī)則的正確性。2。5邏輯函數(shù)及其表達(dá)方法
邏輯函數(shù):當(dāng)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(guān)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(yǔ)言。2.5。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(duì)應(yīng)的輸入變量取值所構(gòu)成的表格。列寫方法是:a)找出輸入、輸出變量,并用相應(yīng)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(guān)系用與、或、非等邏輯運(yùn)算符號(hào)連接起來(lái)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(guān)系用與、或、非等邏輯符號(hào)表示出來(lái)的圖形。2。5。2邏輯函數(shù)表示方法之間的相互轉(zhuǎn)換(1)真值表轉(zhuǎn)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(gè)輸入變量取值都對(duì)應(yīng)一個(gè)乘積項(xiàng),變量取值為1,用原變量表示,變量取值為0,用反變量表示。c)將這些乘積項(xiàng)相加即可。(2)函數(shù)式轉(zhuǎn)換為 真值表首先在表格左側(cè)將個(gè)不同輸入變量取值依次按遞增順序列出來(lái),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(duì)應(yīng)地填在表格右側(cè)即可。(3)函數(shù)式轉(zhuǎn)換為邏輯圖將函數(shù)式轉(zhuǎn)換成邏輯圖的方法:從輸入到輸出分別用相應(yīng)的邏輯符號(hào)取代函數(shù)式中的邏輯運(yùn)算符號(hào)即可。(4)邏輯圖轉(zhuǎn)換為函數(shù)式將邏輯圖轉(zhuǎn)換成函數(shù)式的方法:從輸入到輸出分別用相應(yīng)的邏輯運(yùn)算符號(hào)取代邏輯圖中的邏輯符號(hào)即可。2.5。3邏輯函數(shù)的兩種標(biāo)準(zhǔn)形式(1)最小項(xiàng)和的形式最小項(xiàng):設(shè)m為包含n個(gè)因子的乘積項(xiàng),且這n個(gè)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,稱m為n變量的一個(gè)最小項(xiàng)。最小項(xiàng)的編號(hào)規(guī)則:使最小項(xiàng)m值為1的輸入變量取值所對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)即為該最小項(xiàng)的編號(hào)。課后小結(jié):回顧本節(jié)課主要內(nèi)容,根據(jù)邏輯問(wèn)題歸納出來(lái)的邏輯函數(shù)式往往不是最簡(jiǎn)邏輯函數(shù)式,對(duì)邏輯函數(shù)進(jìn)行化簡(jiǎn)和變換,可以得到最簡(jiǎn)的邏輯函數(shù)式和所需要的形式,設(shè)計(jì)出最簡(jiǎn)潔的邏輯電路。這對(duì)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(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力是非常重要的。板書講授與多媒體教學(xué)相結(jié)合(15分鐘)板書講解、推導(dǎo)與多媒體教學(xué)相結(jié)合,例題講解及引導(dǎo)學(xué)生做題(35分鐘)教學(xué)互動(dòng)(5分鐘)作業(yè)、習(xí)題、思考題、輔導(dǎo)等:62頁(yè)2.152.17;板書設(shè)計(jì):邏輯代數(shù)的基本定理代入定理反演定理對(duì)偶定理邏輯函數(shù)及其表示方式邏輯函數(shù)的表示方法邏輯函數(shù)表示方法之間的相互轉(zhuǎn)換邏輯函數(shù)的兩種標(biāo)準(zhǔn)形式參考教材和文獻(xiàn)資料《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》_閻石編著第4講授課時(shí)間第2周三第1—2節(jié)課次4授課方式理論課▇討論課□實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□其他□課時(shí)安排2授課題目(教學(xué)章、節(jié)或主題):第二章§2。6—§2。6邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)方法教學(xué)目的、要求(分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次):1.掌握最小項(xiàng)的卡諾圖表示;
2.熟練運(yùn)用卡諾圖化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)。教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn):1。用卡諾圖表示邏輯函數(shù);
2。用卡諾圖化簡(jiǎn)邏輯函數(shù);
3.具有無(wú)關(guān)項(xiàng)的邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)。教學(xué)基本內(nèi)容教學(xué)方法、教學(xué)手段及時(shí)間設(shè)計(jì)2。6邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)方法2。6。1公式化簡(jiǎn)法熟練運(yùn)用所學(xué)基本公式和常用公式,將一個(gè)函數(shù)式化成最簡(jiǎn)形式。與或式最簡(jiǎn)形式的標(biāo)準(zhǔn)是:該與或式中包含的乘積項(xiàng)的個(gè)數(shù)不能再減少,且每個(gè)乘積項(xiàng)所包含的因子數(shù)也不能再減少.常用公式化簡(jiǎn)法:并項(xiàng)法、吸收法、消因子法、消項(xiàng)法、配項(xiàng)法。2。6。2邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡(jiǎn)法相鄰最小項(xiàng)兩個(gè)最小項(xiàng)中只有一個(gè)變量互為反變量,其余變量均相同,稱為相鄰最小項(xiàng),簡(jiǎn)稱相鄰項(xiàng)。相鄰最小項(xiàng)重要特點(diǎn):兩個(gè)相鄰最小項(xiàng)相加可合并為一項(xiàng),
消去互反變量,化簡(jiǎn)為相同變量相與。認(rèn)識(shí)卡諾圖卡諾圖:是最小項(xiàng)按一定規(guī)律排列的方格圖,每個(gè)最小項(xiàng)占有一個(gè)小方格.邏輯相鄰:兩個(gè)最小項(xiàng),只有一個(gè)變量的形式不同,其余的都相同。邏輯相鄰的最小項(xiàng)可以合并。邏輯函數(shù)的卡諾圖表示邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡(jiǎn)討論:用卡諾圖化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)以及具有無(wú)關(guān)項(xiàng)的邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)。課后小結(jié):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(zhuǎn)換。板書講授與多媒體教學(xué)相結(jié)合(15分鐘)板書講解、推導(dǎo)與多媒體教學(xué)相結(jié)合,例題講解及引導(dǎo)學(xué)生做題(35分鐘)教學(xué)互動(dòng)(15分鐘)作業(yè)、習(xí)題、思考題、輔導(dǎo)等:62頁(yè)2.17(2)(4);63頁(yè)2。18(1)(3)(5)(6),2.20(a)(c);64頁(yè)2.22(1)(4),2。23(1)(3)板書設(shè)計(jì):2。6邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡(jiǎn)法
2。6邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)方法2.6。1公式化簡(jiǎn)法2。6.2邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡(jiǎn)法1。認(rèn)識(shí)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(jiǎn)參考教材和文獻(xiàn)資料《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》_閻石編著第5講授課時(shí)間第3周一第1-2節(jié)課次5授課方式理論課▇討論課□實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□其他□課時(shí)安排2授課題目(教學(xué)章、節(jié)或主題):第三章§3。1—§3.7門電路教學(xué)目的、要求(分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次):1.熟悉二、三極管的開關(guān)特性,掌握三極管導(dǎo)通、截止條件;
2.了解分立元件與門、或門、非門及與非門、或非門的工作原理和邏輯功能.教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn):重點(diǎn):二、三極管的開關(guān)特性和開關(guān)等效電路。
難點(diǎn):分立元件門電路的工作原理.教學(xué)基本內(nèi)容教學(xué)方法、教學(xué)手段及時(shí)間設(shè)計(jì)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(dǎo)體二極管和三極管及場(chǎng)效應(yīng)管的開關(guān)特性基礎(chǔ)上,講解它們的電路結(jié)構(gòu)、工作原理、邏輯功能、電器特性等等,為以后的學(xué)習(xí)及實(shí)際使用打下必要基礎(chǔ)。本章重點(diǎn)討論TTL門電路和CMOS門電路。3。1概述1。門電路實(shí)現(xiàn)基本邏輯運(yùn)算和復(fù)合運(yùn)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(fù)邏輯系統(tǒng)(1)正邏輯在二值邏輯中,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(guān)系稱為正邏輯。(2)負(fù)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(guān)系稱為負(fù)邏輯,正負(fù)邏輯式互為對(duì)偶式,即若給出一個(gè)正邏輯的邏輯式,則對(duì)偶式即為負(fù)邏輯的邏輯式,如正邏輯為或門,即Y=A+B,對(duì)偶式為YD=AB.3.高低電平的實(shí)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(guò)開關(guān)電路來(lái)實(shí)現(xiàn),如二極管或三極管電路組成。其原理為:當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),輸出電壓vo=Vcc,為高電平“1”;當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí),輸出電壓vo=0,為低電平“0";若開關(guān)由三極管構(gòu)成,則控制三級(jí)管工作在截止和飽和狀態(tài),就相當(dāng)開關(guān)S的斷開和閉合。3。2半導(dǎo)體二極管門電路3.2.1半導(dǎo)體二極管的開關(guān)特1.穩(wěn)態(tài)開關(guān)特性2.二極管動(dòng)態(tài)特性當(dāng)電路處于動(dòng)態(tài)狀態(tài),即二極管兩端電壓突然反向時(shí),半導(dǎo)體二極管所呈現(xiàn)的開關(guān)特性稱為動(dòng)態(tài)開關(guān)特性(簡(jiǎn)稱動(dòng)態(tài)特性).這是由于在輸入電壓轉(zhuǎn)換狀態(tài)的瞬間,二極管由反向截止到正向?qū)〞r(shí),內(nèi)電場(chǎng)的建立需要一定的時(shí)間,所以二極管電流的上升是緩慢的;當(dāng)二極管由正向?qū)ǖ椒聪蚪刂箷r(shí),二極管的電流迅速衰減并趨向飽和電流也需要一定的時(shí)間。由于時(shí)間很短,在示波器是無(wú)法看到的。二極管與門當(dāng)A、B中有一個(gè)是低電平0V時(shí),至少有一個(gè)二極管導(dǎo)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(shí),兩個(gè)二極管同時(shí)導(dǎo)通,使得輸出Y為3。7V,為高電平。二極管或門二極管或門電路如圖3。2.5,當(dāng)A、B中有一個(gè)是高電平3V時(shí),至少有一個(gè)二極管導(dǎo)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(shí),兩個(gè)二極管同時(shí)截止,使得輸出Y為0V,為低電平.MOS管(絕緣柵)的開關(guān)特性MOS管的類型和符號(hào)a。增強(qiáng)型NMOSb.增強(qiáng)型PMOSc.耗盡型NMOSd.耗盡型PMOS討論:二、三極管的開關(guān)特性和開關(guān)等效電路。課后小結(jié):回顧本節(jié)課主要內(nèi)容,重點(diǎn)掌握二、三極管的開關(guān)特性,掌握三極管導(dǎo)通、截止條件。板書講授與多媒體教學(xué)相結(jié)合(15分鐘)板書講解、推導(dǎo)與多媒體教學(xué)相結(jié)合,例題講解及引導(dǎo)學(xué)生做題(35分鐘)教學(xué)互動(dòng)(5分鐘)作業(yè)、習(xí)題、思考題、輔導(dǎo)等:151頁(yè)3.6;152頁(yè)3.8;153頁(yè)3。10;板書設(shè)計(jì):3.1概述1.門電路2。正負(fù)邏輯系統(tǒng)(1)正邏輯(2)負(fù)邏輯:3.2半導(dǎo)體二極管門電路3。2。1半導(dǎo)體二極管的開關(guān)特1。穩(wěn)態(tài)開關(guān)特性2.二極管動(dòng)態(tài)特性3。2.2二極管與門3.2.3二極管或門MOS管(絕緣柵)的開關(guān)特性MOS管的類型和符號(hào)a。增強(qiáng)型NMOSb。增強(qiáng)型PMOSc。耗盡型NMOSd。耗盡型PMOS參考教材和文獻(xiàn)資料《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》_閻石編著第6講授課時(shí)間第3周三第1—2節(jié)課次6授課方式理論課▇討論課□實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□其他□課時(shí)安排2授課題目(教學(xué)章、節(jié)或主題):第三章§3.3-§3。5門電路教學(xué)目的、要求(分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次):掌握TTL集成邏輯門電路的結(jié)構(gòu)、工作原理和外部特性。教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn):重點(diǎn):熟悉TTL集成邏輯門電路的結(jié)構(gòu)、工作原理和外部特性。;
難點(diǎn):TTL集成邏輯門電路的結(jié)構(gòu)、工作原理和外部特性.教學(xué)基本內(nèi)容教學(xué)方法、教學(xué)手段及時(shí)間設(shè)計(jì)3.3CMOS門電路利用PMOS管和NMOS管兩者特性能相互補(bǔ)充的特點(diǎn)而做成的互補(bǔ)對(duì)稱MOS反相器,簡(jiǎn)稱CMOS反相器.一、工作原理二、CMOS反相器的主要特性①靜態(tài)功耗極低;②抗干擾能力強(qiáng);③電源利用率高,且有較大的允許范圍;④輸入阻抗高,帶負(fù)載能力強(qiáng);⑤電壓傳輸特性接近理想開關(guān).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。6CMOS電路的正確使用一、輸入端的靜電保護(hù)①在存貯和運(yùn)輸CMOS器件時(shí)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;②組裝調(diào)試時(shí),應(yīng)使電烙鐵和其他工具、儀表、工作臺(tái)面等良好接地。必要時(shí)帶防靜電手鐲;③不用的輸入端不應(yīng)懸空。二、輸入端加過(guò)流保護(hù)①輸入端接低內(nèi)阻信號(hào)源時(shí),應(yīng)在輸入端與信號(hào)源之間串進(jìn)保護(hù)電阻;②輸入端接有大電容時(shí),應(yīng)在輸入端與電容之間接入保護(hù)電阻;③輸入端接長(zhǎng)線時(shí),應(yīng)在門電路的輸入端接入保護(hù)電阻./因長(zhǎng)線上不可避免地伴有分布電容、分布電感,信號(hào)突變時(shí)可能產(chǎn)生正、負(fù)振蕩的脈沖。根據(jù)經(jīng)驗(yàn):RP=VDD/1mA,且當(dāng)長(zhǎng)度大于10米后,每增加10米,RP的值應(yīng)增加1KΩ.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(hào),尤其對(duì)CMOS器件輸入端懸空可能因柵極感應(yīng)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(hào)并接使用,以增加邏輯可靠性.3。3。7CMOS數(shù)字集成電路的各種系列已生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)的高速CMOS系列VHC/VHCTLVC:為低壓CMOS系列ALVC:為改進(jìn)的低壓CMOS系列3.5TTL門電路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(dāng)輸入端A、B、C中,只要有一個(gè)輸入信號(hào)為低電平0。3V時(shí),則相對(duì)的發(fā)射結(jié)導(dǎo)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(dǎo)通,輸出高電平.即輸入端A、B、C中至少有一個(gè)為低電平時(shí),輸出端F為高電平。當(dāng)輸入端A、B、C全為高電平,T1管的基極電位升高,T1管的集電結(jié)、T2和T4管的發(fā)射結(jié)正向偏置而導(dǎo)通,致使T3管微導(dǎo)通,D4管截止.即輸入端全為高電平時(shí),輸出端為低電平.所以該門是一個(gè)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(gè)區(qū)段:截止區(qū)、線性區(qū)、轉(zhuǎn)折區(qū)和飽和區(qū).2.抗干擾能力TTL與非門在實(shí)際應(yīng)用時(shí),輸入端有時(shí)會(huì)出現(xiàn)干擾電壓疊加在輸入信號(hào)上。當(dāng)干擾電壓VN超過(guò)一定數(shù)值時(shí)就會(huì)破壞與非門輸出的邏輯狀態(tài)。通常把不會(huì)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與非門動(dòng)態(tài)特性3。5。5其它類型的TTL門電路1.TTL或非門2.TTL異或門3.OC門的應(yīng)用討論:TTL集成邏輯門電路的結(jié)構(gòu)、工作原理和外部特性。課后小結(jié):回顧本節(jié)課主要內(nèi)容,重點(diǎn)掌握TTL集成邏輯門電路的結(jié)構(gòu)、工作原理和外部特性.板書講授與多媒體教學(xué)相結(jié)合(15分鐘)板書講解、推導(dǎo)與多媒體教學(xué)相結(jié)合,例題講解及引導(dǎo)學(xué)生做題(35分鐘)多媒體教學(xué)(10分鐘)教學(xué)互動(dòng)(5分鐘)作業(yè)、習(xí)題、思考題、輔導(dǎo)等:151頁(yè)3.5,3.7(a)(c)(d),152頁(yè)3。8;板書設(shè)計(jì):3。3CMOS門電路3.3.2COM反相器的工作原理一、工作原理二、CMOS反相器的主要特性3。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。3.6CMOS電路的正確使用3.3。7CMOS數(shù)字集成電路的各種系列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(dòng)態(tài)特性3.5.5其它類型的TTL門電路1.TTL或非門2.TTL異或門3.OC門的應(yīng)用參考教材和文獻(xiàn)資料《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》_閻石編著第7講授課時(shí)間第四周一第1—2節(jié)課次7授課方式理論課▇討論課□實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□其他□課時(shí)安排2授課題目(教學(xué)章、節(jié)或主題):第四章§4.1-§4。2組合邏輯電路教學(xué)目的、要求(分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次):掌握組合電路的分析方法和設(shè)計(jì)方法教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn):組合電路的分析方法。教學(xué)基本內(nèi)容教學(xué)方法、教學(xué)手段及時(shí)間設(shè)計(jì)4。1概述組合邏輯電路:在任何時(shí)刻的輸出狀態(tài)只取決于這一時(shí)刻的輸入狀態(tài),而與電路的原來(lái)狀態(tài)無(wú)關(guān)的電路。
生活中組合電路的實(shí)例(電子密碼鎖,銀行取款機(jī)等)
電路結(jié)構(gòu):由邏輯門電路組成.
電路特點(diǎn):沒(méi)有記憶單元,沒(méi)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(jí)寫出各個(gè)門輸出對(duì)其輸入的邏輯表達(dá)式,從而寫出整個(gè)邏輯電路的輸出對(duì)輸入變量的邏輯函數(shù)式.必要時(shí),可進(jìn)行化簡(jiǎn),求出最簡(jiǎn)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(jìn)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(yīng)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(guò)分析真值表的特點(diǎn)來(lái)說(shuō)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(dá)式(逐級(jí)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(gè)變量中,有奇數(shù)個(gè)1時(shí),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(yàn)電路。歸納總結(jié):1各步驟間不一定每步都要,如:
省略化簡(jiǎn)(本已經(jīng)成為最簡(jiǎn))
由表達(dá)式直接概述功能,不一定列真值表.
2不是每個(gè)電路均可用簡(jiǎn)煉的文字來(lái)描述其功能.如Y=AB+CD
4。。2.2組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法
一、基本設(shè)計(jì)方法
設(shè)計(jì):設(shè)計(jì)要求→邏輯圖.步驟(與分析相反):
1.分析設(shè)計(jì)要求→列真值表
根據(jù)題意設(shè)輸入變量和輸出函數(shù)并邏輯賦值,確定它們相互間的關(guān)系,
然后將輸入變量以自然二進(jìn)制數(shù)順序的各種取值組合排列,列出真值表。
2.根據(jù)真值表→寫出輸出邏輯函數(shù)表達(dá)式
3.對(duì)輸出邏輯函數(shù)進(jìn)行化簡(jiǎn)
代數(shù)法或卡諾圖法
4.根據(jù)最簡(jiǎn)輸出邏輯函數(shù)式→畫邏輯圖。
最簡(jiǎn)與一或表達(dá)式、與非表達(dá)式、或非表達(dá)式、與或非表達(dá)式、其它表達(dá)式二、設(shè)計(jì)舉例1.單輸出組合邏輯電路的設(shè)計(jì)[例3。1.2]設(shè)計(jì)一個(gè)A、B、C三人表決電路。當(dāng)表決某個(gè)提案時(shí),多數(shù)人同意,提案通過(guò),同時(shí)A具有否決權(quán).用與非門實(shí)現(xiàn)。
解:設(shè)計(jì)步驟
(1)真值表
設(shè)A、B、C三個(gè)人,表決同意用1表示,不同意時(shí)用0表示;
Y為表決結(jié)果,提案通過(guò)用1表示,通不過(guò)用0表示,
同時(shí)還應(yīng)考慮A具有否決權(quán)。
(3)畫邏輯圖2.多輸出組合邏輯電路的設(shè)計(jì)[例3.1。3]設(shè)計(jì)一個(gè)將余3碼變換為8421BCD碼的組合邏輯電路.
解:設(shè)計(jì)步驟
(1)真值表(2)化簡(jiǎn)
(3)畫邏輯圖討論:組合電路的分析方法和設(shè)計(jì)方法。課后小結(jié):回顧本節(jié)課主要內(nèi)容,重點(diǎn)掌握組合電路的分析方法和設(shè)計(jì)方法.板書講授與多媒體教學(xué)相結(jié)合(15分鐘)板書講解、推導(dǎo)與多媒體教學(xué)相結(jié)合,例題講解及引導(dǎo)學(xué)生做題(35分鐘)多媒體教學(xué)(10分鐘)教學(xué)互動(dòng)(5分鐘)作業(yè)、習(xí)題、思考題、輔導(dǎo)等:231頁(yè)4。124。15;板書設(shè)計(jì):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(shè)計(jì)方法
一、基本設(shè)計(jì)方法二、設(shè)計(jì)舉例1.單輸出組合邏輯電路的設(shè)計(jì)2.多輸出組合邏輯電路的設(shè)計(jì)
(1)真值表(2)化簡(jiǎn)
(3)畫邏輯圖參考教材和文獻(xiàn)資料《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》_閻石編著第8講授課時(shí)間第四周三第1-2節(jié)課次8授課方式理論課▇討論課□實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□其他□課時(shí)安排2授課題目(教學(xué)章、節(jié)或主題):第三章§4.3-§4。3邏輯代數(shù)基礎(chǔ)教學(xué)目的、要求(分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次):了解編碼器、譯碼器的工作原理,掌握其應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn):重點(diǎn):CMOS集成邏輯門電路的結(jié)構(gòu)及原理.
難點(diǎn):MOS集成邏輯門電路的原理。教學(xué)基本內(nèi)容教學(xué)方法、教學(xué)手段及時(shí)間設(shè)計(jì)4.3.1二進(jìn)制編碼器
一、二進(jìn)制編碼器:用n位二進(jìn)制代碼對(duì)個(gè)信號(hào)進(jìn)行編碼的電路.
二、電路圖:所下圖所示為3位二進(jìn)制編碼器。
輸入:I0~I(xiàn)7為8個(gè)需要編碼的信號(hào)
輸出:Y2、Y1、Y0為三位二進(jìn)制代碼
由于該編碼器有8個(gè)輸入端,3個(gè)輸出端,故稱8線一3線編碼器。三、輸出邏輯函數(shù)提問(wèn):為什么I0未畫在圖中,且未出現(xiàn)在表達(dá)式中?
或者:一般編碼器輸入的編碼信號(hào)為什么是相互排斥的?
編碼器在任何時(shí)刻只能對(duì)一個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行編碼,不允許有兩個(gè)或兩個(gè)以上的輸入信號(hào)同時(shí)請(qǐng)求編碼,否則輸出編碼會(huì)發(fā)生混亂。這就是說(shuō),I0、I1……I7這8個(gè)編碼信號(hào)是相互排斥的.在I1~I(xiàn)7為0時(shí),輸出就是的編碼,故未畫.
四、真值表。五、分析
輸入信號(hào)為高電平有效(有效:表示有編碼請(qǐng)求)
輸出代碼編為原碼(對(duì)應(yīng)自然二進(jìn)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?
譯碼是編碼的逆過(guò)程.
譯碼:將表示特定意義信息的二進(jìn)制代碼翻譯出來(lái)。
譯碼器:實(shí)現(xiàn)譯碼功能的電路。
二進(jìn)制譯碼原則:用n位二進(jìn)制代碼可以表示個(gè)信號(hào)
則,對(duì)n位代碼譯碼時(shí),應(yīng)由來(lái)確定譯碼信號(hào)位數(shù)N。
提問(wèn):8位電話號(hào)碼能供多少用戶使用?(電話號(hào)碼為十進(jìn)制)
一、二進(jìn)制譯碼器:將輸入二進(jìn)制代碼譯成相應(yīng)輸出信號(hào)的電路.二、MSI譯碼器CT74LS138
由于它有3個(gè)輸入端、8個(gè)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(jìn)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。13線一8譯碼器CT74LS138的真值表
現(xiàn)代教學(xué)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(dāng)STA=0,或+=1時(shí),EN=0,譯碼器禁止譯碼,輸出都為高電平1。
(2)當(dāng)STA=1且+=1時(shí),EN=1,譯碼器工作,輸出低電平0有效.
這時(shí),譯碼器輸出由輸入二進(jìn)制代碼決定
輸出邏輯函數(shù)式為
4.全譯碼器:二進(jìn)制譯碼器的輸出將輸入二進(jìn)制代碼的各種狀態(tài)都譯出來(lái)了.因此,二進(jìn)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(xiàng)。
5.功能擴(kuò)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和低位片的相連作A3,同時(shí)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(dāng)E=1時(shí),兩個(gè)譯碼器都不工作,輸出都為高電平1.
當(dāng)E=1時(shí),譯碼器工作.
(1)當(dāng)A3=0時(shí),低位片CT74LS138(1)工作,這時(shí),輸出由輸入二進(jìn)制代碼A2A1A0決定.由于高位片CT74LS138(2)的STA=A3=0而不能工作,輸出都為高電平1。
(2)當(dāng)A3=1時(shí),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STA=A3=1,==0,處于工作狀態(tài),輸出由輸入二進(jìn)制A2A1A0決定。五、二-十進(jìn)制譯碼器
提問(wèn):若要對(duì)8421BCD碼進(jìn)行譯碼,輸出信號(hào)應(yīng)有多少個(gè)?
一、二一十進(jìn)制譯碼器:將4位BCD碼的十組代碼翻譯成0~9十個(gè)對(duì)應(yīng)輸出信號(hào)的電路。
由于它有4個(gè)輸入端,十個(gè)輸出端,所以,又稱4線一10線譯碼器。
二、4線一10線譯碼器CT74LS42
1.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1010~1111沒(méi)有使用,稱作偽碼.)3.邏輯函數(shù)式
由式可知,當(dāng)輸入偽碼1010~1111時(shí),輸出都為高電平1,不會(huì)出現(xiàn)低電平0。因此,譯碼器不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤譯碼。
4.功能變化:CT74LS42可作3線—8線譯碼器:輸出不用,并將作使能端使用.
6。4。4用譯碼器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)
一、實(shí)現(xiàn)原理:
提問(wèn):
邏輯函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)最小項(xiàng)之和式?
譯碼器CT74LS138的輸出邏輯函數(shù)式?
由于二進(jìn)制譯碼器的輸出為輸入變量的全部最小項(xiàng),即每一個(gè)輸出對(duì)應(yīng)一個(gè)最小項(xiàng)
Yi=mi(譯碼器輸出高電平)
(譯碼器輸出低電平)而任何一個(gè)n位變量的邏輯函數(shù)都可變換為最小項(xiàng)之和的標(biāo)準(zhǔn)式
,的取值為0或1,
因此,用譯碼器和門電路可實(shí)現(xiàn)任何單輸出或多輸出的組合邏輯函數(shù).
當(dāng)譯碼器輸出低電平時(shí),多選用與非門;當(dāng)輸出為高電平時(shí),多選用或門。討論:編碼器、譯碼器的應(yīng)用.課后小結(jié):回顧本節(jié)課主要內(nèi)容,重點(diǎn)了解編碼器、譯碼器的工作原理,掌握其應(yīng)用。板書講授與多媒體教學(xué)相結(jié)合(15分鐘)板書講解、推導(dǎo)與多媒體教學(xué)相結(jié)合,例題講解及引導(dǎo)學(xué)生做題(35分鐘)多媒體教學(xué)(10分鐘)教學(xué)互動(dòng)(10分鐘)作業(yè)、習(xí)題、思考題、輔導(dǎo)等:210頁(yè)4。3,4。5;板書設(shè)計(jì):4.3。1編碼器一、普通編碼器二、優(yōu)先編碼器4.3.2譯碼器
一、二進(jìn)制譯碼器
1.邏輯圖。
2.真值表。
3.邏輯功能:
4.全譯碼器:
5.功能擴(kuò)展
三、二-十進(jìn)制譯碼器
參考教材和文獻(xiàn)資料《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》_閻石編著第9講授課時(shí)間第五周三第1-2節(jié)課次9授課方式理論課▇討論課□實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□其他□課時(shí)安排2授課題目(教學(xué)章、節(jié)或主題):第四章§4。3-§4.3組合邏輯電路教學(xué)目的、要求(分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次):1.掌握四選一、八選一的邏輯功能,對(duì)應(yīng)MSI器件的使用;
2.掌握用數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)組合函數(shù)的方法;3。掌握半加器,全加器的邏輯功能、邏輯符號(hào).
教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn):數(shù)據(jù)選擇器的邏輯功能及其實(shí)現(xiàn)組合函數(shù)的方法。教學(xué)基本內(nèi)容教學(xué)方法、教學(xué)手段及時(shí)間設(shè)計(jì)4.3。3數(shù)據(jù)選擇器一、數(shù)據(jù)選擇器的工作原理數(shù)據(jù)選擇其就是在數(shù)字信號(hào)的傳輸過(guò)程中,從一組數(shù)據(jù)中選出某一個(gè)來(lái)送到輸出端,也叫多路開關(guān)。二、用數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)組合邏輯電路4。3.4加法器一、1位加法器
1。半加器
1.只考慮兩個(gè)一位二進(jìn)制數(shù)的相加,而不考慮來(lái)自低位進(jìn)位數(shù)的運(yùn)算電路,稱為半加器。
如在第i位的兩個(gè)加數(shù)Ai和Bi相加,它除產(chǎn)生本位和數(shù)Si之外,還有一個(gè)向高位的進(jìn)位數(shù)。因此,
輸入信號(hào):加數(shù)Ai,被加數(shù)Bi
輸出信號(hào):本位和Si,向高位的進(jìn)位Ci
2.真值表
根據(jù)二進(jìn)制加法原則(逢二進(jìn)一),得以下真值表.
4.邏輯電路:由一個(gè)異或門和一個(gè)與門組成.
如圖6.6.1(a)所示。
5.邏輯符號(hào)2.全加器不僅考慮兩個(gè)一位二進(jìn)制數(shù)相加,而且還考慮來(lái)自低位進(jìn)位數(shù)相加的運(yùn)算電路,稱為全加器。
如在第i位二進(jìn)制數(shù)相加時(shí),被加數(shù)、加數(shù)和來(lái)自低位的進(jìn)位數(shù)分別為Ai、Bi、Ci-1,輸出本位和及向相鄰高位的進(jìn)位數(shù)為Si、Ci.因此,
輸入信號(hào):加數(shù)Ai、被加數(shù)Bi、來(lái)自低位的進(jìn)位Ci-1
輸出信號(hào):本位和Si,向高位的進(jìn)位Ci
真值表
Si和Ci的卡諾圖,如圖6.6。2所示.邏輯函數(shù)表達(dá)式
邏輯圖,如圖6。6.3(a)所示。邏輯符號(hào)
二、多位加法器1.含義:實(shí)現(xiàn)多位加法運(yùn)算的電路,稱為加法器。
2.進(jìn)位方法:
⑴串行進(jìn)位
圖6。6。4所示為由4個(gè)全加器組成的4位串行進(jìn)位的加法器。
低位全加器輸出的進(jìn)位信號(hào)依次加到相鄰高位全加器的進(jìn)位輸入端CI。最低位的進(jìn)位輸入端CI接地。
顯然,每一位的相加結(jié)果必須等到低一位的進(jìn)位信號(hào)產(chǎn)生后才能建立起來(lái).
主要缺點(diǎn):運(yùn)算速度比較慢。
優(yōu)點(diǎn):電路比較簡(jiǎn)單。
⑵超前進(jìn)位加法器
主要優(yōu)點(diǎn):運(yùn)算速度較高。討論:多位加法器實(shí)現(xiàn)進(jìn)位的兩種方法。課后小結(jié):回顧本節(jié)課主要內(nèi)容,重點(diǎn)掌握半加器,全加器的邏輯功能、邏輯符號(hào)。板書講授與多媒體教學(xué)相結(jié)合(15分鐘)板書講解、推導(dǎo)與多媒體教學(xué)相結(jié)合,例題講解及引導(dǎo)學(xué)生做題(35分鐘)多媒體教學(xué)(10分鐘)教學(xué)互動(dòng)(5分鐘)作業(yè)、習(xí)題、思考題、輔導(dǎo)等:248頁(yè)4.164。17;板書設(shè)計(jì):4。3。3數(shù)據(jù)選擇器一、數(shù)據(jù)選擇器的工作原理二、用數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)組合邏輯電路4。3.4加法器一、1位加法器
1.半加器
2。全加器
二、多位加法器
參考教材和文獻(xiàn)資料《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》_閻石編著第10講授課時(shí)間第五周三第1-2節(jié)課次10授課方式理論課▇討論課□實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□其他□課時(shí)安排2授課題目(教學(xué)章、節(jié)或主題):第五章§4。3-§4.3組合邏輯電路教學(xué)目的、要求(分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次):1。掌握數(shù)值比較器的邏輯功能。教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn):掌握數(shù)值比較器的邏輯功能。教學(xué)基本內(nèi)容教學(xué)方法、教學(xué)手段及時(shí)間設(shè)計(jì)4.3。5數(shù)值比較器用于比較兩個(gè)數(shù)大小或相等的電路,稱為數(shù)值比較器。一、1位數(shù)值比較器
1.?dāng)?shù)值比較的含義
一位二進(jìn)制數(shù)A和B進(jìn)行比較的電路。比較結(jié)果有三種情況。
二、多位數(shù)值比較器
多位二進(jìn)制數(shù)如何比較大???
如兩個(gè)4位二進(jìn)制數(shù)A=A3A2A1A0和B=B3B2B1B0進(jìn)行比較時(shí),則需從高位到低位逐位進(jìn)行比較。MSI器件:CMOS4位數(shù)值比較器CC14585
MSI器件如何查手冊(cè)了解其功能并應(yīng)用?
1.邏輯圖(教材中圖6。6.5所示,了解,不需記憶)
3.使用方法
(1)只比較兩個(gè)4位二進(jìn)制數(shù)時(shí)
用一片CC14585即可,將擴(kuò)展端I(A〈B)接低電平,I(A>B)和I(A=B)接高電平.
(2)當(dāng)比較兩個(gè)4位以上8位以下的二進(jìn)制數(shù)時(shí)
需兩片CC14585,要用擴(kuò)展端。
應(yīng)先比較兩個(gè)高4位的二進(jìn)制數(shù),在高位數(shù)相等時(shí),才能比較低4位數(shù).只有在兩個(gè)4位二進(jìn)制數(shù)相等時(shí),輸出才由I(A<B)、I(A>B)、I(A=B)決定。
圖6。6。6所示為用兩片CC14585組成的8位數(shù)值比較器。
將低位片的I(A<B)接低電平0,I(A>B)和I(A=B)接高電平1.
將低位片的CC14585(1)的輸出比較結(jié)果I(A〈B)和I(A=B)與高位片CC14585(2)的擴(kuò)展端I(A〈B)和I(A=B)相連.討論:掌握數(shù)值比較器的邏輯功能。課后小結(jié):回顧本節(jié)課主要內(nèi)容,重點(diǎn)掌握數(shù)值比較器的邏輯功能.板書講授與多媒體教學(xué)相結(jié)合(15分鐘)板書講解、推導(dǎo)與多媒體教學(xué)相結(jié)合,例題講解及引導(dǎo)學(xué)生做題(35分鐘)多媒體教學(xué)(10分鐘)教學(xué)互動(dòng)(5分鐘)作業(yè)、習(xí)題、思考題、輔導(dǎo)等:213頁(yè)4。194.20;板書設(shè)計(jì):4.3.5數(shù)值比較器一、1位數(shù)值比較器二、多位數(shù)值比較器參考教材和文獻(xiàn)資料《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》_閻石編著第11講授課時(shí)間第六周一第1-2節(jié)課次11授課方式理論課▇討論課□實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□其他□課時(shí)安排2授課題目(教學(xué)章、節(jié)或主題):第五章§5.1—§5.3觸發(fā)器教學(xué)目的、要求(分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次):掌握基本RS觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)與動(dòng)作特點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn):掌握基本RS觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)與動(dòng)作特點(diǎn).教學(xué)基本內(nèi)容教學(xué)方法、教學(xué)手段及時(shí)間設(shè)計(jì)第五章觸發(fā)器本章介紹構(gòu)成時(shí)序邏輯電路的最基本部件-雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,重點(diǎn)介紹各觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)、工作原理、動(dòng)作特點(diǎn),以及觸發(fā)器從功能上的分類及相互間的轉(zhuǎn)換。5.1概述首先從組成各類觸發(fā)器的基本部分-SR鎖存器入手,介紹觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)、邏輯功能、動(dòng)作特點(diǎn),在基礎(chǔ)上介紹JK觸發(fā)器、D觸發(fā)器、T觸發(fā)器等,給出觸發(fā)器的描述方程.本章重點(diǎn)是各觸發(fā)器的功能表、邏輯符號(hào)、觸發(fā)電平、狀態(tài)方程的描述等.1.觸發(fā)器:能夠存儲(chǔ)1位二值信號(hào)的基本單元電路。2。觸發(fā)器的特點(diǎn):具有兩個(gè)能自行保持的穩(wěn)定狀態(tài),用來(lái)表示邏輯狀態(tài)的0和1,或二進(jìn)制數(shù)的0和1;b。根據(jù)不同的輸入信號(hào)可以置1或0。3。分類:按觸發(fā)方式:電平觸發(fā)器、脈沖觸發(fā)器和邊沿觸發(fā)器按邏輯功能方式:SR鎖存器、JK觸發(fā)器、D觸發(fā)器、T觸發(fā)器、T¢觸發(fā)器按結(jié)構(gòu):基本SR鎖存器、同步SR觸發(fā)器、主從觸發(fā)器、維持阻塞觸發(fā)器、邊沿觸發(fā)器等5。2SR鎖存器SR鎖存器(又叫基本RS觸發(fā)器)是各種觸發(fā)器構(gòu)成的基本部件,也是最簡(jiǎn)單的一種觸發(fā)器。它的輸入信號(hào)直接作用在觸發(fā)器,無(wú)需觸發(fā)信號(hào)。一、電路結(jié)構(gòu)與工作原理由或非門構(gòu)成:由與非門構(gòu)成:動(dòng)作特點(diǎn)在任何時(shí)刻,輸入都能直接改變輸出的狀態(tài)。討論:掌握數(shù)值比較器的邏輯功能。課后小結(jié):回顧本節(jié)課主要內(nèi)容,重點(diǎn)重點(diǎn)講分析方法,設(shè)計(jì)方法自然引入。講解中注意闡明分析、設(shè)計(jì)思想,然后通過(guò)一定量的例題說(shuō)明方法,最后歸納總結(jié)。板書講授與多媒體教學(xué)相結(jié)合(15分鐘)板書講解、推導(dǎo)與多媒體教學(xué)相結(jié)合,例題講解及引導(dǎo)學(xué)生做題(35分鐘)多媒體教學(xué)(10分鐘)教學(xué)互動(dòng)(5分鐘)作業(yè)、習(xí)題、思考題、輔導(dǎo)等:248頁(yè)5。15。4;板書設(shè)計(jì):5.1概述1。觸發(fā)器2。觸發(fā)器的特點(diǎn)3.分類5。2SR鎖存器一、電路結(jié)構(gòu)與工作原理1.由或非門構(gòu)成2.由與非門構(gòu)成二、動(dòng)作特點(diǎn)參考教材和文獻(xiàn)資料《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》_閻石編著第12講授課時(shí)間第六周三第1—2節(jié)課次3授課方式理論課▇討論課□實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□其他□課時(shí)安排2授課題目(教學(xué)章、節(jié)或主題):第五章§5。4—§5。6時(shí)序邏輯電路教學(xué)目的、要求(分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次):掌握J(rèn)K、D、T觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)、工作原理與動(dòng)作特點(diǎn)、掌握觸發(fā)器的功能及描述方法。教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn):掌握J(rèn)K、D、T觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)、工作原理與動(dòng)作特點(diǎn)、掌握觸發(fā)器的功能及描述方法。教學(xué)基本內(nèi)容教學(xué)方法、教學(xué)手段及時(shí)間設(shè)計(jì)5。4脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器為了避免空翻現(xiàn)象,提高觸發(fā)器工作的可靠性,希望在每個(gè)CLK期間輸出端的狀態(tài)只改變一次,則在電平觸發(fā)的觸發(fā)器的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器。一、電路結(jié)構(gòu)與工作原理脈沖觸發(fā)的SR觸發(fā)器(主從SR觸發(fā)器)(Master-SlaveSRFlip-Flop):脈沖觸發(fā)的SR觸發(fā)器是由兩個(gè)同樣的電平觸發(fā)SR觸發(fā)器組成①在CLK=1時(shí),主觸發(fā)器按S、R變化,而從觸發(fā)器保持狀態(tài)不變;②在CLK由1?0(下降沿),主觸發(fā)器保持,從觸發(fā)器隨主觸發(fā)器的狀態(tài)翻轉(zhuǎn),故在CLK的一個(gè)周期內(nèi),觸發(fā)器的輸出狀態(tài)之可能改變一次。2主從JK觸發(fā)器為了使主從SR觸發(fā)器在S=R=1時(shí)也有確定的狀態(tài),則將輸出端Q和Q¢反饋到輸入端,這種觸發(fā)器稱為JK觸發(fā)器(簡(jiǎn)稱JK觸發(fā)器)。實(shí)際上這對(duì)反饋線通常在制造集成電路時(shí)內(nèi)部已接好.工作原理:主觸發(fā)器保持原態(tài),則觸發(fā)器(從觸發(fā)器)也保持原態(tài)二、脈沖觸發(fā)方式的動(dòng)作特點(diǎn)1。分兩步動(dòng)作:第一步在CLK=1時(shí),主觸發(fā)器受輸入信號(hào)控制,從觸發(fā)器保持原態(tài);第二步在CLKˉ到達(dá)后,從觸發(fā)器按主觸發(fā)器狀態(tài)翻轉(zhuǎn),故觸發(fā)器輸出狀態(tài)只能改變一次;2。主從JK觸發(fā)器在CLK=1期間,主觸發(fā)器只可能翻轉(zhuǎn)一次,因?yàn)槭艿椒答伝貋?lái)的輸出端的影響,故在CLK=1期間若輸入發(fā)生變化時(shí),要找出CLKˉ來(lái)到前的Q狀態(tài),決定Q*5。5邊沿觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)與動(dòng)作特點(diǎn)由于JK觸發(fā)器存在一次變化問(wèn)題,所以抗干擾能力差。為了提高觸發(fā)器工作的可靠性,希望觸發(fā)器的次態(tài)(新態(tài))僅決定于CLK的下降沿(或上升沿)到達(dá)時(shí)刻的輸入信號(hào)的狀態(tài),與CLK的其它時(shí)刻的信號(hào)無(wú)關(guān)。這樣出現(xiàn)了各種邊沿觸發(fā)器?,F(xiàn)在有利用CMOS傳輸門的邊沿觸發(fā)器、維持阻塞觸發(fā)器、利用門電路傳輸延遲時(shí)間的邊沿觸發(fā)器以及利用二極管進(jìn)行電平配置的邊沿觸發(fā)器等等幾種。電路結(jié)構(gòu)和工作原理利用CMOS傳輸門的邊沿觸發(fā)器討論:掌握J(rèn)K、D、T觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)、工作原理與動(dòng)作特點(diǎn)、掌握觸發(fā)器的功能及描述方法。課后小結(jié):顧本節(jié)課主要內(nèi)容,重點(diǎn)掌握J(rèn)K、D、T觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)、工作原理與動(dòng)作特點(diǎn)、掌握觸發(fā)器的功能及描述方法,最后歸納總結(jié)。板書講授與多媒體教學(xué)相結(jié)合(15分鐘)板書講解、推導(dǎo)與多媒體教學(xué)相結(jié)合,例題講解及引導(dǎo)學(xué)生做題(35分鐘)板書講解、推導(dǎo)與多媒體教學(xué)相結(jié)合,例題講解(10分鐘)多媒體教學(xué)(10分鐘)教學(xué)互動(dòng)(5分鐘)作業(yè)、習(xí)題、思考題、輔導(dǎo)等:519頁(yè)5.4;520頁(yè)5。12;板書設(shè)計(jì):5。4脈沖觸發(fā)的觸發(fā)器一、電路結(jié)構(gòu)與工作原理二、脈沖觸發(fā)方式的特點(diǎn)5。5邊沿觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)與動(dòng)作特點(diǎn)一、電路結(jié)構(gòu)和工作原理二、利用CMOS傳輸門的邊沿觸發(fā)器參考教材和文獻(xiàn)資料《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》_閻石編著第13講授課時(shí)間第七周一第1-2節(jié)課次13授課方式理論課▇討論課□實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□其他□課時(shí)安排2授課題目(教學(xué)章、節(jié)或主題):第六章§6。1-§6。2時(shí)序電路的分析方法教學(xué)目的、要求(分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次):掌握時(shí)序電路的分析方法。教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn):時(shí)序電路的分析方法.教學(xué)基本內(nèi)容教學(xué)方法、教學(xué)手段及時(shí)間設(shè)計(jì)6.1時(shí)序邏輯電路概述一、定義:時(shí)序邏輯電路(又稱時(shí)序電路):在任何一個(gè)時(shí)刻的輸出狀態(tài)不僅取決于當(dāng)時(shí)的輸入信號(hào),而且還取決于電路原來(lái)的狀態(tài).
二、電路構(gòu)成:
存儲(chǔ)電路(主要是觸發(fā)器,且必不可少)+組合邏輯電路(可選).
時(shí)序邏輯電路的狀態(tài)是由存儲(chǔ)電路來(lái)記憶和表示的.三、分類
根據(jù)電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換情況的不同分為:
1.同步時(shí)序邏輯電路:
所有觸發(fā)器的時(shí)鐘6.2時(shí)序邏輯電路的分析方法6。2.1同步時(shí)序邏輯電路的分析方法同步時(shí)序邏輯電路中,所有觸發(fā)器都由同一個(gè)時(shí)鐘脈沖信號(hào)CP來(lái)觸發(fā),都對(duì)應(yīng)相同的電平或邊沿狀態(tài)更新.所以,可以不考慮時(shí)鐘條件.
課堂討論:現(xiàn)態(tài)和次態(tài)的時(shí)間分割點(diǎn)?
(1)輸出方程.時(shí)序邏輯電路的輸出邏輯表達(dá)式,它通常為現(xiàn)態(tài)的函數(shù)。
(2)驅(qū)動(dòng)方程。各觸發(fā)器輸入端的邏輯表達(dá)式.即J=?,K=?,D=?
(3)狀態(tài)方程。將驅(qū)動(dòng)方程代入相應(yīng)觸發(fā)器的特性方程中,便得到該觸發(fā)器的次態(tài)方程.時(shí)序邏輯電路的狀態(tài)方程由各觸發(fā)器次態(tài)的邏輯表達(dá)式組成。
6。2.2時(shí)序邏輯電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、狀態(tài)流程圖和時(shí)序圖1.狀態(tài)轉(zhuǎn)換表
將外輸入信號(hào)和現(xiàn)態(tài)作為輸入,次態(tài)和輸出作為輸出,列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表。觸發(fā)器的邏輯功能的表示方法有哪些?相互轉(zhuǎn)換?特別:與或式→真值表?2.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖:電路由現(xiàn)態(tài)轉(zhuǎn)換到次態(tài)的示意圖。3。狀態(tài)流程圖時(shí)序電路邏輯功能的另外一種描述形式稱為狀態(tài)機(jī)流程圖.4。時(shí)序圖
時(shí)序圖:在時(shí)鐘脈沖CP作用下,各觸發(fā)器狀態(tài)變化的波形圖。討論:時(shí)序電路的分析方法。課后小結(jié):回顧本節(jié)課主要內(nèi)容,重點(diǎn)掌握時(shí)序電路的分析方法。板書講授與多媒體教學(xué)相結(jié)合(15分鐘)板書講解、推導(dǎo)與多媒體教學(xué)相結(jié)合,例題講解及引導(dǎo)學(xué)生做題(35分鐘板書講解、推導(dǎo)與多媒體教學(xué)相結(jié)合,例題講解(10分鐘)多媒體教學(xué)(10分鐘)教學(xué)互動(dòng)(5分鐘)作業(yè)、習(xí)題、思考題、輔導(dǎo)等:346頁(yè)6。16。2;板書設(shè)計(jì):6.1時(shí)序邏輯電路概述6.2時(shí)序邏輯電路的分析方法6。2。1同步時(shí)序邏輯電路的分析方法
6.2。2時(shí)序邏輯電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、狀態(tài)流程圖和時(shí)序圖1.狀態(tài)轉(zhuǎn)換表2.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖3.狀態(tài)流程圖4。時(shí)序圖
參考教材和文獻(xiàn)資料《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》_閻石編著第14講授課時(shí)間第七周三第1-2節(jié)課次14授課方式理論課▇討論課□實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□其他□課時(shí)安排2授課題目(教學(xué)章、節(jié)或主題):第六章§6。3—§6。3寄存器教學(xué)目的、要求(分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次):掌握寄存器及移位寄存器的基本概念、工作原理、工作波形;了解寄存器、移位寄存器的應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn):寄存器和移位寄存器的基本概念、工作原理、工作波形。教學(xué)基本內(nèi)容教學(xué)方法、教學(xué)手段及時(shí)間設(shè)計(jì)6.3.1寄存器和移位寄存器寄存器:存放數(shù)碼、運(yùn)算結(jié)果或指令的電路。
移位寄存器:不但可存放數(shù)碼,而且在移位脈沖作用下,寄存器中的數(shù)碼可根據(jù)需要向左或向右移位。
一個(gè)觸發(fā)器可存儲(chǔ)一位二進(jìn)制代碼.
n位二進(jìn)制代碼寄存器需n個(gè)觸發(fā)器。
寄存器應(yīng)用舉例:1運(yùn)算中存貯數(shù)碼、運(yùn)算結(jié)果。2計(jì)算機(jī)的CPU由運(yùn)算器、控制器、譯碼器、寄存器組成,其中就有數(shù)據(jù)寄存器、指令寄存器、一般寄存器.
課堂討論:寄存器與存儲(chǔ)器有何區(qū)別?
寄存器內(nèi)存放的數(shù)碼經(jīng)常變更,要求存取速度快,一般無(wú)法存放大量數(shù)據(jù)。(類似于賓館的貴重物品寄存、超級(jí)市場(chǎng)的存包處。)
存儲(chǔ)器存放大量的數(shù)據(jù),因此最重要的要求是存儲(chǔ)容量。(類似于倉(cāng)庫(kù))
一、寄存器
1.定義
寄存器:用以存放二進(jìn)代碼的電路。
2.電路舉例
由維持阻塞D觸發(fā)器組成的4位數(shù)碼寄存器。
3.邏輯功能分析:
二、移位寄存器
具有存放數(shù)碼和使數(shù)碼逐位右移或左移的電路稱作移位寄存器,又稱移存器。
課堂討論:二進(jìn)制的乘除法如何實(shí)現(xiàn)?(利用了移位寄存器)1.邏輯電路:
4個(gè)D觸發(fā)器共用一個(gè)時(shí)鐘脈沖信號(hào),因此為同步時(shí)序邏輯電路。
數(shù)碼由最左邊的FF0的DI端串行輸入.
2.工作原理
每一個(gè)觸發(fā)器的輸出→其右邊觸發(fā)器的輸入,
則對(duì)應(yīng)每一個(gè)CP上升沿,數(shù)據(jù)右移一位。3.右移位寄存器的狀態(tài)表
并行輸出方式:數(shù)碼由Q3、Q2、Q1、Q0取出串行輸出方式:數(shù)碼從Q3取出,但需要輸入4(觸發(fā)器的個(gè)數(shù))+4(數(shù)碼位數(shù))個(gè)移位脈沖才能從4位寄存器中取出存放的4位數(shù)碼1011。㈡4位左移位寄存器。
數(shù)碼由最右邊的FF3的端串行輸入。
每一個(gè)觸發(fā)器的輸出→其左邊觸發(fā)器的輸入,
則對(duì)應(yīng)每一個(gè)CP上升沿,數(shù)據(jù)左移一位。討論:寄存器和移位寄存器的基本概念、工作原理、工作波形.課后小結(jié):回顧本節(jié)課主要內(nèi)容,重點(diǎn)掌握寄存器及移位寄存器的基本概念、工作原理、工作波形。板書講授與多媒體教學(xué)相結(jié)合(15分鐘)板書講解、推導(dǎo)與多媒體教學(xué)相結(jié)合,例題講解及引導(dǎo)學(xué)生做題(35分鐘)板書講解、推導(dǎo)與多媒體教學(xué)相結(jié)合,例題講解(10分鐘)多媒體教學(xué)(10分鐘)教學(xué)互動(dòng)(5分鐘)作業(yè)、習(xí)題、思考題、輔導(dǎo)等:347頁(yè)6.46.5;板書設(shè)計(jì):6。3。1寄存器和移位寄存器一、寄存器二、移位寄存器參考教材和文獻(xiàn)資料《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》_閻石編著第15講授課時(shí)間第八周一第1-2節(jié)課次15授課方式理論課▇討論課□實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□其他□課時(shí)安排2授課題目(教學(xué)章、節(jié)或主題):第六章§6。3—§6。3計(jì)數(shù)器教學(xué)目的、要求(分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次):1掌握計(jì)數(shù)器的概念、分類;
2掌握計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)思想、電路結(jié)構(gòu)、工作原理、邏輯功能。教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn):
計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)思想、電路結(jié)構(gòu)、工作原理、邏輯功能。教學(xué)基本內(nèi)容教學(xué)方法、教學(xué)手段及時(shí)間設(shè)計(jì)6。3.2計(jì)數(shù)器一、同步計(jì)數(shù)器
根據(jù)學(xué)生的程度,有時(shí)也可以從設(shè)計(jì)的角度,討論異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)思想。
各觸發(fā)器應(yīng)滿足兩個(gè)條件:
每當(dāng)CP有效觸發(fā)沿到來(lái)時(shí),觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)一次,即用T′觸發(fā)器.
控制觸發(fā)器的CP端,只有當(dāng)?shù)臀挥|發(fā)器Q由1→0(下降沿)時(shí),應(yīng)向高位CP端輸出一個(gè)進(jìn)位信號(hào)(有效觸發(fā)沿),高位觸發(fā)器翻轉(zhuǎn),計(jì)數(shù)加1。]由JK觸發(fā)器組成4位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器
①邏輯電路
JK觸發(fā)器都接成T′觸發(fā)器,下降沿觸發(fā)。②工作原理
異步置0端上加負(fù)脈沖,各觸發(fā)器都為0狀態(tài),即Q3Q2Q1Q0=0000狀態(tài)。在計(jì)數(shù)過(guò)程中,為高電平.
只要低位觸發(fā)器由1狀態(tài)翻到0狀態(tài),相鄰高位觸發(fā)器接收到有效CP觸發(fā)沿,
T′的狀態(tài)便翻轉(zhuǎn)。③狀態(tài)轉(zhuǎn)換順序表7。3.1所示.
電路為十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。
④工作波形(又稱時(shí)序圖或時(shí)序波形)輸入的計(jì)數(shù)脈沖每經(jīng)一級(jí)觸發(fā)器,其周期增加一倍,即頻率降低一半。
一位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器就是一個(gè)2分頻器,
16進(jìn)制計(jì)數(shù)器即是一個(gè)16分頻器。
表7。3.1四位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換順序表圖7.3。2所示為由D觸發(fā)器組成的4位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的邏輯圖。
由于D觸發(fā)器用輸入脈沖的上升沿觸發(fā),因此,每個(gè)觸發(fā)器的進(jìn)位信號(hào)由端輸出。
其工作原理類似,讓學(xué)生課后自行分析.二、異步計(jì)數(shù)器1.異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器
根據(jù)學(xué)生的程度,有時(shí)也可以從設(shè)計(jì)的角度,討論異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)思想。
[二進(jìn)制數(shù)的減法運(yùn)算規(guī)則:1-1=0,0-1不夠,向相鄰高位借位,10-1=1;
各觸發(fā)器應(yīng)滿足兩個(gè)條件:
每當(dāng)CP有效觸發(fā)沿到來(lái)時(shí),觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)一次,即用T′觸發(fā)器。
控制觸發(fā)器的CP端,只有當(dāng)?shù)臀挥|發(fā)器Q由0→1(上升沿)時(shí),應(yīng)向高位CP端輸出一個(gè)借位信號(hào)(有效觸發(fā)沿),高位觸發(fā)器翻轉(zhuǎn),計(jì)數(shù)減1。]由JK觸發(fā)器組成的4位二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器
①邏輯圖。
FF3~FF0都為T′觸發(fā)器,下降沿觸發(fā)。
低位觸發(fā)器由0→1(上升沿)時(shí),應(yīng)向高位CP端輸出一個(gè)借位信號(hào)(有效觸發(fā)沿),而觸發(fā)器為下降沿觸發(fā),低位觸發(fā)器應(yīng)從端輸出借位信號(hào)。
②工作原理
討論:計(jì)數(shù)器的邏輯功能描述,特別是時(shí)序圖。課后小結(jié):回顧本節(jié)課主要內(nèi)容,重點(diǎn)掌握計(jì)數(shù)器的邏輯功能描述,特別是時(shí)序圖。板書講授與多媒體教學(xué)相結(jié)合(15分鐘)板書講解、推導(dǎo)與多媒體教學(xué)相結(jié)合,例題講解及引導(dǎo)學(xué)生做題(35分鐘)板書講解、推導(dǎo)與多媒體教學(xué)相結(jié)合,例題講解(10分鐘)多媒體教學(xué)(10分鐘)教學(xué)互動(dòng)(5分鐘)作業(yè)、習(xí)題、思考題、輔導(dǎo)等:351頁(yè)6。166.18;361頁(yè)6。20;板書設(shè)計(jì):6.3。2計(jì)數(shù)器一、同步計(jì)數(shù)器二、異步計(jì)數(shù)器參考教材和文獻(xiàn)資料《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》_閻石編著第16講授課時(shí)間第八周三第1—2節(jié)課次16授課方式理論課▇討論課□實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□其他□課時(shí)安排2授課題目(教學(xué)章、節(jié)或主題):第六章§6.3—§6.3計(jì)數(shù)器教學(xué)目的、要求(分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次):掌握任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法。教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn):任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法.教學(xué)基本內(nèi)容教學(xué)方法、教學(xué)手段及時(shí)間設(shè)計(jì)三、任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法1.M〉N的情況這種情況下,必須用多片N進(jìn)制計(jì)數(shù)器組合起來(lái),才能構(gòu)成M進(jìn)制計(jì)數(shù)器。連接方式有串行進(jìn)位方式、并行進(jìn)位方式、整體置零方式和整體置數(shù)方式。串行進(jìn)位方式:在串行進(jìn)位方式中,以低位片的進(jìn)位信號(hào)作為高位片的時(shí)鐘輸入信號(hào)。兩片始終同時(shí)處于計(jì)數(shù)狀態(tài).并行進(jìn)位方式:在并行進(jìn)位方式中,以低位片的進(jìn)位輸出信號(hào)作為高位片的工作狀態(tài)控制信號(hào),兩片的計(jì)數(shù)脈沖接在同一計(jì)數(shù)輸入脈沖信號(hào)上。整體置零方式和整體置數(shù)方式首先將兩片N進(jìn)制計(jì)數(shù)器按串行進(jìn)位方式或并行進(jìn)位方式聯(lián)成N×N>M進(jìn)制計(jì)數(shù)器,再按照N<M的置零法和置數(shù)法構(gòu)成M進(jìn)制計(jì)數(shù)器。此方法適合任何M進(jìn)制(可分解和不可分解)計(jì)數(shù)器的構(gòu)成。四、移位寄存器型計(jì)數(shù)器1.環(huán)形計(jì)數(shù)器
為同步時(shí)序邏輯電路.下面分析它的工作原理。(鞏固已經(jīng)學(xué)過(guò)的同步電路的分析方法??珊?jiǎn)單講分析過(guò)程,重點(diǎn)講明邏輯功能和工作波形。)
邏輯功能
①4位環(huán)形計(jì)數(shù)器只有4個(gè)有效工作狀態(tài),即只能計(jì)4個(gè)數(shù).
②狀態(tài)利用率很低:由4個(gè)觸發(fā)器組成的二進(jìn)制計(jì)數(shù)器有16個(gè)不同的狀態(tài)。因此,有12個(gè)無(wú)效狀態(tài)。
③能夠自啟動(dòng):如由于某種原因而進(jìn)入無(wú)效狀態(tài)時(shí),只要繼續(xù)輸入計(jì)數(shù)脈沖CP,電路就會(huì)自動(dòng)返回有效狀態(tài)工作。工作波形(在有效狀態(tài)時(shí)).
Q0、Q1、Q2、Q3輸出的波形為一組順序脈沖(依次出現(xiàn)正脈沖),因此,環(huán)形計(jì)數(shù)器也是一個(gè)順序脈沖發(fā)生器。(本節(jié)稍后將會(huì)講到)優(yōu)缺點(diǎn):
優(yōu)點(diǎn):電路簡(jiǎn)單。
缺點(diǎn):電路狀態(tài)利用率低,計(jì)n個(gè)數(shù),需n個(gè)觸發(fā)器,很不經(jīng)濟(jì).自啟動(dòng)扭環(huán)計(jì)數(shù)器,為同步時(shí)序邏輯電路。邏輯功能
①4位扭環(huán)計(jì)數(shù)器只有8個(gè)有效工作狀態(tài),即能計(jì)8個(gè)數(shù)。
②狀態(tài)利用率較低:由4個(gè)觸發(fā)器組成的二進(jìn)制計(jì)數(shù)器有16個(gè)不同的狀態(tài)。因此,有8個(gè)無(wú)效狀態(tài)。
③能夠自啟動(dòng):如由于某種原因而進(jìn)入無(wú)效狀態(tài)時(shí),只要繼續(xù)輸入計(jì)數(shù)脈沖CP,電路就會(huì)自動(dòng)返回有效狀態(tài)工作.
優(yōu)缺點(diǎn):
優(yōu)點(diǎn):每次狀態(tài)變化只有一個(gè)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn),不存在競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象,電路比較簡(jiǎn)單.
缺點(diǎn):電路狀態(tài)利用率不高.討論:任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法。課后小結(jié):回顧本節(jié)課主要內(nèi)容,重點(diǎn)掌握任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法。板書講授與多媒體教學(xué)相結(jié)合(15分鐘)板書講解、推導(dǎo)與多媒體教學(xué)相結(jié)合,例題講解及引導(dǎo)學(xué)生做題(35分鐘)板書講解、推導(dǎo)與多媒體教學(xué)相結(jié)合,例題講解(10分鐘)多媒體教學(xué)(10分鐘)教學(xué)互動(dòng)(5分鐘)作業(yè)、習(xí)題、思考題、輔導(dǎo)等:351頁(yè)6.21;352頁(yè)6。25;板書設(shè)計(jì):6.3.2計(jì)數(shù)器三、任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法四、移位寄存器型計(jì)數(shù)器6.4時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法參考教材和文獻(xiàn)資料《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》_閻石編著第17講授課時(shí)間第九周一第1—2節(jié)課次17授課方式理論課▇討論課□實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□其他□課時(shí)安排2授課題目(教學(xué)章、節(jié)或主題):第二章§6.4-§6.4時(shí)序電路的設(shè)計(jì)方法教學(xué)目的、要求(分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次):掌握時(shí)序電路的設(shè)計(jì)方法。教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn):時(shí)序電路的設(shè)計(jì)方法。教學(xué)基本內(nèi)容教學(xué)方法、教學(xué)手段及時(shí)間設(shè)計(jì)6。4時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法6。4。1同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)關(guān)鍵:根據(jù)設(shè)計(jì)要求→確定狀態(tài)轉(zhuǎn)換的規(guī)律→求出各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程。一、設(shè)計(jì)步驟:(先簡(jiǎn)單介紹,通過(guò)以下的舉例后,再進(jìn)行總結(jié),特別再點(diǎn)出設(shè)計(jì)關(guān)鍵)
1.根據(jù)設(shè)計(jì)要求,設(shè)定狀態(tài),畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖.
2.狀態(tài)化簡(jiǎn)
前提:保證滿足邏輯功能要求。
方法:將等價(jià)狀態(tài)(多余的重復(fù)狀態(tài))合并為一個(gè)狀態(tài)。
3.狀態(tài)分配,列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換編碼表
通常采用自然二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行編碼。N為電路的狀態(tài)數(shù)。
每個(gè)觸發(fā)器表示一位二進(jìn)制數(shù),因此,觸發(fā)器的數(shù)目n可按下式確定
(7.5。1)
4.畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換卡諾圖,求出狀態(tài)方程、輸出方程
選擇觸發(fā)器的類型(一般可選JKF/F或DF/F,由于JK觸發(fā)器使用比較靈活,因此,在設(shè)計(jì)中多選用JK觸發(fā)器。)
將狀態(tài)方程和觸發(fā)器的特性方程進(jìn)行比較→驅(qū)動(dòng)方程.
5.根據(jù)驅(qū)動(dòng)方程和輸出方程畫邏輯圖。
6.檢查電路有無(wú)自啟動(dòng)能力。
如設(shè)計(jì)的電路存在無(wú)效狀態(tài)時(shí),應(yīng)檢查電路進(jìn)入無(wú)效狀態(tài)后,能否在時(shí)鐘脈沖作用下自動(dòng)返回有效狀態(tài)工作。如能回到有效狀態(tài),則電路有自啟動(dòng)能力;如不能,則需修改設(shè)計(jì),使電路具有自啟動(dòng)能力。二、同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)舉例
掌握一種方法,需要通過(guò)一定的舉例、做練習(xí)。因此本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)方法:課堂上聽懂方法、步驟、關(guān)鍵點(diǎn),再通過(guò)一定量的課后作業(yè)鞏固。
[例7.5.1]試設(shè)計(jì)一個(gè)同步七進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器.
解:設(shè)計(jì)步驟
(1)根據(jù)設(shè)計(jì)要求,設(shè)定狀態(tài),畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。
七進(jìn)制→7個(gè)狀態(tài)→用S0,S1,…,S6表示
狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如教材中圖7.5.1所示。
(2)狀態(tài)化簡(jiǎn)。
本例中7個(gè)狀態(tài)都是有效狀態(tài)。3)狀態(tài)分配,列狀態(tài)轉(zhuǎn)換編碼表。
根據(jù)式,→N=7,n=3,即采用三個(gè)觸發(fā)器。
選用三位自然二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)編碼→列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換編碼表。(4)選擇觸發(fā)器的類型,求出狀態(tài)方程,驅(qū)動(dòng)方程和輸出方程。
根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換編碼表→圖7.5。2所示的各觸發(fā)器次態(tài)和輸出函數(shù)的卡諾圖。得(5)根據(jù)驅(qū)動(dòng)方程和輸出方程畫邏輯圖。教材中圖7.5。3所示.
(6)檢查電路有無(wú)自啟動(dòng)能力.
電路有一個(gè)無(wú)效狀態(tài)111,將該狀態(tài)代入狀態(tài)方程中得000.這說(shuō)明一旦電路進(jìn)入無(wú)效狀態(tài)時(shí),只要再輸入一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖CP,電路便回到有效狀態(tài)000.
因此,具有自啟動(dòng)能力。
[例7.5。2]設(shè)計(jì)一個(gè)脈沖序列為10100的序列脈沖發(fā)生器。
解:設(shè)計(jì)步驟
(1)根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)定狀態(tài),畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖.
由于串行輸出Y的脈沖序列為10100,故電路應(yīng)有5個(gè)狀態(tài),即N=5,它們分別用S0,S1,…,S4表示.輸入第一個(gè)時(shí)鐘脈沖CP時(shí),狀態(tài)由S0轉(zhuǎn)到S1,輸出Y=1:輸入第二個(gè)CP時(shí),狀態(tài)由S1轉(zhuǎn)為S2,輸出Y=0;其余依次類推。
畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖,教材中圖7.5.4所示.
(2)狀態(tài)分配,列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換編碼表。
根據(jù)式可知,在N=5時(shí),n=3,即采用三位二進(jìn)制代碼。
可列出表7。5。2所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)換編碼表.
(3)選擇觸發(fā)器類型,求輸出方程、狀態(tài)方程和驅(qū)動(dòng)方程。
根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換編碼表→圖7.5.5所示的各觸發(fā)器次態(tài)和輸出函數(shù)的卡諾圖。得
(4)根據(jù)驅(qū)動(dòng)方程和輸出方程畫邏輯圖。如圖7。5。6所示.討論:時(shí)序電路的設(shè)計(jì)方法。課后小結(jié):回顧本節(jié)課主要內(nèi)容,重點(diǎn)掌握時(shí)序電路的設(shè)計(jì)方法.板書講授與多媒體教學(xué)相結(jié)合(15分鐘)板書講解、推導(dǎo)與多媒體教學(xué)相結(jié)合,例題講解及引導(dǎo)學(xué)生做題(35分鐘)板書講解、推導(dǎo)與多媒體教學(xué)相結(jié)合,例題講解(10分鐘)多媒體教學(xué)(10分鐘)教學(xué)互動(dòng)(5分鐘)作業(yè)、習(xí)題、思考題、輔導(dǎo)等:352頁(yè)6.27;353頁(yè)6。29;板書設(shè)計(jì):6。4時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法6。4.1同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法參考教材和文獻(xiàn)資料《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》_閻石編著第18講授課時(shí)間第九周三第1—2節(jié)課次18授課方式理論課▇討論課□實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□其他□課時(shí)安排2授課題目(教學(xué)章、節(jié)或主題):第七章§7.1-§7.4半導(dǎo)體存儲(chǔ)器教學(xué)目的、要求(分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次):了解ROM、RAM結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及存儲(chǔ)器的擴(kuò)展方法.教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn):ROM、RAM結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及存儲(chǔ)器的擴(kuò)展方法.教學(xué)基本內(nèi)容教學(xué)方法、教學(xué)手段及時(shí)間設(shè)計(jì)7.1概述1。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的定義半導(dǎo)體存儲(chǔ)器就是能存儲(chǔ)大量二值信息(或稱作二值數(shù)據(jù))的半導(dǎo)體器件。它是屬于大規(guī)模集成電路,由于計(jì)算機(jī)以及一些數(shù)字系統(tǒng)中要存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù),因此存儲(chǔ)器是數(shù)字系統(tǒng)中不可缺少的組成部分2。存儲(chǔ)器的性能指標(biāo)由于計(jì)算機(jī)處理的數(shù)據(jù)量很大,運(yùn)算速度越來(lái)越快,故對(duì)存儲(chǔ)器的速度和容量有一定的要求。所以將存儲(chǔ)量和存取速度作為衡量存儲(chǔ)器的重要性能指標(biāo)。目前動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的容量已達(dá)109位/片,一些高速存儲(chǔ)器的存取時(shí)間僅10ns左右。3.半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類從存取功能上可分為只讀存儲(chǔ)器(Read-OnlyMemory,簡(jiǎn)稱ROM)和隨機(jī)存儲(chǔ)器(RandomAccessMemory,簡(jiǎn)稱RAM).從制造工藝上存儲(chǔ)器可分為雙極型和單極型(CMOS型),由于MOS電路(特別是CMOS電路),具有功耗低、集成度高的優(yōu)點(diǎn),所以目前大容量的存儲(chǔ)器都是采用MOS工藝制作的。7.2只讀存儲(chǔ)器(ROM)7.2。1掩模只讀存儲(chǔ)器在采用掩模工藝制作ROM時(shí),其中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是由制作過(guò)程中使用的掩模板決定的,此模板是廠家按照用戶的要求專門設(shè)計(jì)的,因此出廠時(shí)數(shù)據(jù)已經(jīng)“固化”在里面了。1.ROM的組成:a.存儲(chǔ)矩陣b.地址譯碼器c
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