1、数字电路基础教案设计第7章 数字电路基础【课题】7.1 概述【教学目的】1.让学生了解数字电子技术对于认知数码世界的重要现实意义，培养学生学习该科目的浓厚兴趣。 2.明确该科目的学习重点和学习方法。【教学重点】1.电信号的种类和各自的特点。2.数字信号的表示方法。3.脉冲波形主要参数的含义及常见脉冲波形。4.数字电路的特点和优越性。【教学难点】数字信号在日常生活中的应用。【教学方法】讲授法，讨论法【参考教学课时】1课时【教学过程】一、新授内容 7.1.1 数字信号与模拟信号1. 模拟信号：在时间和数值上是连续变化的信号称为模拟信号。2. 数字信号：在时间和数值上是离散的信号称为数字信号。 讨论
2、： 请同学们列举几种常见的数字信号和模拟信号。7.1.2 脉冲信号及其参数1. 脉冲信号的定义：在瞬间突然变化、作用时间极短的电压或电流信号。2脉冲的主要参数：脉冲幅值Vm 、脉冲上升时间tr 、脉冲下降时间tf 、脉冲宽度tW 、脉冲周期T及占空比D。7.1.3 数字电路的特点及应用特点：1.电路结构简单，便于实现数字电路集成化。2.抗干扰能力强，可靠性高。（例如手机）3.数字电路实际上是一种逻辑运算电路，电路分析与设计方法简单、方便。4.数字电路可以方便地保存、传输、处理数字信号。（例如计算机）5.精度高、功能完备、智能化。（例如数字电视和数码照相机）应用：数字电路在家电产品、测量仪器、通
3、信设备、控制装置等领域得到广泛的应用，数字化的发展前景非常宽阔。 讨论：1.你用过哪些数字电路产品，请列出12个较为典型的例子，并就其中一个产品说明它的功能及优点和缺点。二、课堂小结1. 数字信号与模拟信号的概念2. 脉冲信号及其参数3. 数字电路的特点及应用三、课堂思考 讨论：谈谈如何才能学好数字电路课程？四、课后练习P143思考与练习题：1、 2、3。【课题】7.2 常用数制与编码【教学目的】1.掌握二进制、十进制、十六进制数的表示方法及数制间的相互转换。 2.了解8421BCD码的表示形式。【教学重点】1.二进制、十六进制数的表示方法。2.数字电路中为什么广泛采用二、十六进制数。3.为什
4、么要进行不同数制之间的转换。4.进行二进制、十进制数、十六进制之间的相互转换。5. 8421BCD码。【教学难点】十进制数与十六进制数之间的相互转换。【教学方法】讲授法【参考教学课时】2课时【教学过程】一、复习提问 数字电路的特点及应用。二、新授内容7.2.1 数制基本概念：（1）进位制 （2）基数 （3）位权1.十进制：十进制数有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9共10个数码。十进制数作加法运算时遵循“逢十进一”，作减法运算时遵循“借一当十”的规则。小提示：在实际的数字电路中，采用十进制十分不便，因为十进制有十个数码，要想严格地区分开必须有十种不同的电路状态与之相对应，这在技术上实现起来
5、比较困难。因此，在实际的数字电路中一般不直接采用十进制数。2. 二进制：二进制数仅有0和1两个不同的数码。进位规则为“逢二进一”；借位规则为“借一当二”。小提示：二进制是数字电路中使用最广泛的一种数制。因为二进制数只有0、1两个数码，容易通过电路或器件的状态来表示；其次，二进制的运算规则简单。3十六进制：十六进制的进位规律是“逢十六进一”。7.2.2数制间的转换1二进制数转换为十进制数转换方法是：写出二进制的权展开式，然后将各数值按十进制相加，即可得到等值的十进制数。2十进制整数转换为二进制数转换方法是：将十进制整数逐次用2除取余数，一直除到商为零。其中最先出现的余数为二进制数的最低位数码。这
6、种转换方法通常称为短除取余倒计法。3二进制数转换为十六制数转换方法是：将二进制数自右向左每4位分为一组，最后不足4位的一组，高位用零补足；然后写出每一组等值的十六进制数。4十六进制数转换为二进制数转换方法是：只要把每一位十六进制数用相应的四位二进制数代替即可。7.2.3 编码1二-十进制代码常用的二-十进制代码是用4位二进制数表示1位十进制数，也称BCD码。2.字符代码三、课堂小结 1数制 2数制间的转换 3编码四、课堂练习1.将下列二进制数转换成十进制数：（1）(101001)2 (2)（10110)2 2.分别求出1020所对应的二进制数。3将下列十进制数用8421BCD码表示：（1）17
7、 （2）432五、课后练习P147思考与练习题：1、2、3。【课题】7.3 逻辑门电路【教学目的】1.掌握基本逻辑门和常用复合门的逻辑功能及电路符号。2.了解集成逻辑门的内部结构和常用集成逻辑门的系列品种。【教学重点】1.基本逻辑门的逻辑功能。2.与非门、或非门、与或非门、异或门等复合逻辑门的逻辑功能，会画电路符号，会使用真值表。【教学难点】特殊逻辑门的作用和应用。【教学方法】 讲授法、讨论法及实物展示。【参考教学课时】4课时【教学过程】一、复习提问 1.简述各数制之间的转换方法。2.将下列十进制数用8421BCD码表示。（1）28 （23895 二、新授内容7.3.1 基本逻辑门基本概念：
8、逻辑关系、 逻辑门电路1.与逻辑门（1）与逻辑关系：“只有当决定一件事情（灯亮）的各种条件（开关S1、S2闭合）完全具备时，该事情（灯亮）才发生，否则就不发生”，这样的逻辑关系称为与逻辑关系。（2）与门电路： 逻辑符号、表达式、真值表讨论：联系生活说明有哪些常见的与逻辑。2或逻辑门（1）或逻辑关系：“在决定一件事情（灯亮）的各种条件（开关S1、S2闭合）中，只要有一个条件具备，该事情（灯亮）就会发生”，这样的逻辑关系称为或逻辑关系。（2）或门电路：逻辑符号、表达式、真值表讨论：联系生活说明有哪些常见的或逻辑。3非逻辑门(1)非逻辑关系：“事情的结果（灯亮）与条件（开关闭合）总是呈相反状态”。(
9、2)非门电路：逻辑符号、表达式、真值表讨论：联系生活说明有哪些常见的非逻辑。7.3.2 复合逻辑门1与非门：逻辑功能、逻辑符号、表达式、真值表2或非门：逻辑功能、逻辑符号、表达式、真值表3与或非门：逻辑功能、逻辑符号、表达式、真值表4异或门：逻辑功能、逻辑符号、表达式、真值表5. 同或门：逻辑功能、逻辑符号、表达式、真值表（补充）* 7.3.3 特殊逻辑门1.集电极开路与非门（OC门）（1）OC门的工作原理、逻辑符号、逻辑表达式及逻辑功能（2）OC门的应用举例实现线与 驱动显示器实现电平转换2.三态门（TSL门）（1）三态门的逻辑符号及功能（2）三态输出门的应用举例用三态输出门实现数据单向传送
10、用三态输出门实现数据双向传送7.3.4 常用集成逻辑门1. 集成门电路的内部结构（教材图7.19）补充： 双列直插式集成电路 (1) 外形封装（实物展示）（2） 引脚的编号辨认2.集成与门、与非门：逻辑功能，电路符号3.集成或门、或非门：逻辑功能，电路符号4.常用集成非门三、课堂小结 1基本逻辑门的逻辑符号及逻辑功能 2复合逻辑门的逻辑符号及逻辑功能 3特殊逻辑门的逻辑符号及逻辑功能 4常用集成逻辑门四、课堂练习1写出下列各门电路的输出结果：2. 如何判别双列直插式集成电路引脚的编号顺序？3. 在一条长廊中，想用三个开关去控制一盏灯，如奇数个开关合上时，则灯亮；如偶数个开关合上时（0是偶数），
11、则灯熄。根据该文字描述建立真值表。五、课后练习1. P156思考与练习题： 2、3、5。2.将学过的各种门电路的逻辑功能归总列表。【课题】7.4 逻辑函数的化简【教学目的】掌握逻辑代数的基本定律、常用公式与化简方法。【教学重点】1.了解逻辑函数化简和变换的意义。2.掌握逻辑代数的基本定律和基本公式。3.理解逻辑表达式化简的标准。4.用逻辑函数基本公式化简逻辑函数。【教学难点】利用配项法进行逻辑函数化简。【教学方法】讲授法、讨论法【参考教学课时】2课时【教学过程】一、复习提问 画出基本逻辑门的逻辑符号并说明其逻辑功能。二、新授内容7.4.1逻辑代数的基本定律7.4.2 逻辑函数的代数法化简补充：
12、化简在实用中的意义1逻辑函数的表示方法2逻辑函数化简的基本原则3逻辑代数常用公式4逻辑函数的化简方法5. 例题讲解讨论：通过例题讲解可知，对于比较复杂的逻辑函数式，可用不同的公式和方法进行化简，其结果是相同的，但有繁有简。我们要善于选择比较精炼的方法来完成。三、课堂小结1.逻辑代数的基本定律2.逻辑函数的代数法化简四、课堂思考P159 思考与练习题：1、2。五、课后练习1. P159 思考与练习题：3、4、5。2.在课外资料上寻找有关题目，扩展学生知识面。【课题】* 7.5 数字集成电路的基本使用常识【教学目的】1.了解典型TTL、CMOS数字集成电路的主流系列品种、主要特点及使用常识。 2.
13、培养学生应用能力，提高学生的动手能力。【教学重点】1.TTL、CMOS集成电路的主流系列品种、主要特点及使用常识，并会测试其逻辑功能。2.逻辑门闲置引脚的处理方法。【教学难点】根据要求，合理选用集成门电路。【教学方法】讲授法、举例法【参考教学课时】1课时【教学过程】一、复习提问 写出各种逻辑门电路的逻辑功能与逻辑表达式。二、新授内容7.5.1数字集成电路的分类1.TTL数字集成电路2.CMOS数字集成电路7.5.2数字集成电路的使用注意事项1.闲置输入引脚的处理2.集成电路使用应注意的问题3.TTL数字集成电路应用举例（补充）图7.1所示为简易逻辑测试笔电路图，可用来检测TTL数字集成电路的逻
14、辑电平值。说明该电路的工作原理。（提示：分析TTL输出电平值为0和1时，发光二极管的发光情况）图7.1三、课堂小结 1.数字集成电路的分类2.数字集成电路的使用注意事项四、课堂思考P163 思考与练习题：2、3。五、课后练习P163 思考与练习题：1、4【课题】实训项目 7.1 数字电路实训箱的初步使用【实训目标】1.认识数字实训箱的结构。2.掌握数字实训箱的使用。【实训重点】数字实训箱的使用。【实训难点】实训箱故障的诊断与排除。【实训方法】实验实训【参考实训课时】1课时【实训过程】一、实训任务任务一 认识数字实训箱的结构1. 认识实训箱的结构2. 使用注意事项任务二 实训箱的初步使用 1.
15、观察实训箱插件板的结构。2. 开机后，可以看到操作面板上十六位红色发光二极管点亮，六位数码管显示出初始状态，这时可用万用表测出数码管驱动芯片接Vcc引脚的电平值= V；接GND引脚的电平值= V。可用万用表检查电源电压= V，看是否符合电路或集成组件的要求，一般TTL电路为5V。3. 测试十六位逻辑开关和十六位发光二极管红、绿灯的显示功能4. 测试单脉冲及连续脉冲的输出功能二、实训总结1. 数字实训箱的操作面板上包含有哪几部分内容，使用时有哪些注意事项？2. 总结数字实训箱的使用方法。 三、课堂思考1数字实训箱的操作面板上包含有哪几部分内容，使用时有哪些注意事项？四、课后作业完成实训报告，写出
16、本次实训的体会和收获。【课题】实训项目7.2 集成逻辑门电路的功能测试【实训目标】1.掌握逻辑门电路的逻辑功能测试方法。2.掌握在实训箱上连接实现数字电路的方法。【实训重点】掌握在实训箱上连接实现数字电路的方法。【实训难点】集成电路多余输入端的处理方法。【实训方法】实验实训【参考实训课时】1课时【实训过程】一、复习提问 1基本逻辑门电路的逻辑功能。 2数字实训箱使用时有哪些注意事项？二、实训任务 任务一 与非门逻辑功能测试1.测试电路原理2.操作步骤任务二 用与非门控制信号输出1.实训电路原理2.实训内容三、实训总结 1.画出电路原理图，并标明集成块名称和接线时使用的引脚号。2.按照实训操作过程记录、整理实训内容和结果，填好测试数据。四、课堂思考 1当与非门的一个输入端接脉冲源时，请问其余输入端在什么状态下允许脉冲通过？什么状态下禁止脉冲通过？2如何检测与非门集成电路质量的好坏？五、课后作业完成实训报告，写出本次实训的体会和收获
