《数字电子线路》课程教案6
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一、说教材1. 教材名称:数字电路基础2. 教材版本:XXX版3. 教材章节:第X章4. 教学目标:(1)知识目标:使学生掌握数字电路的基本概念、数制和码制、逻辑门电路、组合逻辑电路和时序逻辑电路等基础知识。
(2)能力目标:培养学生分析问题和解决问题的能力,提高学生的实践操作技能。
(3)情感目标:激发学生对数字电路学习的兴趣,培养学生的团队合作精神和创新意识。
二、说学情1. 学生背景:本节课针对XXX年级的学生,他们对数字电路基础知识有一定了解,具备一定的逻辑思维能力和动手操作能力。
2. 学生特点:学生对数字电路学习充满好奇心,但部分学生对理论知识掌握不够扎实,需要加强实践操作。
三、说教学重难点1. 教学重点:数字电路的基本概念、数制和码制、逻辑门电路、组合逻辑电路和时序逻辑电路等基础知识。
2. 教学难点:逻辑门电路的逻辑关系与逻辑表式、真值表的联系,组合逻辑电路和时序逻辑电路的分析与设计。
四、说教学过程1. 导入新课(1)通过提问的方式,引导学生回顾所学知识,为新课的讲解做好铺垫。
(2)介绍数字电路在现代社会中的广泛应用,激发学生的学习兴趣。
2. 课堂讲解(1)讲解数字电路的基本概念,如数字信号、数字电路等。
(2)讲解数制和码制,包括二进制、十进制、十六进制等,以及它们之间的转换。
(3)讲解逻辑门电路,包括与门、或门、非门等,以及它们的逻辑关系和逻辑表式。
(4)讲解组合逻辑电路和时序逻辑电路,包括基本逻辑电路、基本触发器等,以及它们的应用。
3. 课堂练习(1)布置课后作业,让学生巩固所学知识。
(2)组织学生进行课堂练习,解答学生在学习过程中遇到的问题。
4. 总结与拓展(1)对本节课的内容进行总结,强调重点和难点。
(2)引导学生思考数字电路在实际生活中的应用,激发学生的创新意识。
五、说教学评价1. 评价方式:采用形成性评价和总结性评价相结合的方式。
2. 评价内容:评价学生对数字电路基本概念、数制和码制、逻辑门电路、组合逻辑电路和时序逻辑电路等知识点的掌握程度,以及学生的实践操作能力和创新意识。
一、课程名称:数字电路二、授课班级:XX级XX班三、授课时间:第X周第X节四、授课教师:XX五、教学目标:1. 知识目标:(1)了解数字电路的基本概念、特点和分类;(2)掌握数制和码制的表示方法及相互转换;(3)熟悉逻辑门电路的工作原理和逻辑功能;(4)了解组合逻辑电路和时序逻辑电路的基本组成和功能。
2. 能力目标:(1)具备分析、设计简单数字电路的能力;(2)能够根据实际需求,选择合适的数字电路进行应用;(3)提高动手实践能力,熟练使用电子实验设备。
3. 情感目标:(1)培养学生严谨、求实的科学态度;(2)激发学生对数字电路的兴趣,提高学习积极性;(3)培养学生团结协作、共同进步的精神。
六、教学内容:1. 课堂导入通过生活中的实例,引出数字电路的概念,激发学生的学习兴趣。
2. 数字电路基础知识(1)数制和码制介绍二进制、十进制、十六进制等数制,以及它们的相互转换;讲解原码、反码、补码等码制的表示方法。
(2)逻辑门电路介绍与门、或门、非门等基本逻辑门电路的工作原理和逻辑功能;讲解逻辑门电路的扩展类型,如与非门、或非门、异或门等。
3. 组合逻辑电路(1)组合逻辑电路的基本组成介绍组合逻辑电路的基本组成单元,如逻辑门、触发器等;讲解组合逻辑电路的设计方法。
(2)组合逻辑电路的应用介绍常用组合逻辑电路,如编码器、译码器、多路选择器等;讲解组合逻辑电路在实际应用中的实例。
4. 时序逻辑电路(1)时序逻辑电路的基本组成介绍时序逻辑电路的基本组成单元,如触发器、计数器等;讲解时序逻辑电路的设计方法。
(2)时序逻辑电路的应用介绍常用时序逻辑电路,如计数器、寄存器、定时器等;讲解时序逻辑电路在实际应用中的实例。
七、教学方法:1. 讲授法:系统讲解数字电路的基本概念、原理和设计方法;2. 案例分析法:通过实际应用案例,引导学生分析、设计数字电路;3. 实验法:引导学生动手实践,加深对数字电路的理解和应用。
八、教学过程:1. 课堂导入:5分钟2. 数字电路基础知识:20分钟3. 组合逻辑电路:25分钟4. 时序逻辑电路:25分钟5. 课堂小结:5分钟6. 课后作业布置:5分钟九、教学评价:1. 课堂参与度:观察学生在课堂上的学习态度和积极性;2. 作业完成情况:检查学生完成课后作业的情况,了解学生的学习效果;3. 实验报告:评估学生在实验中的动手能力和设计能力。
《电子线路教案》word版一、教学目标1. 知识与技能:(1)了解电子线路的基本概念、组成部分和基本原理;(2)掌握电子元件的识别和使用方法;(3)学会简单电子电路的分析和设计方法。
2. 过程与方法:(1)通过观察、实验和分析,培养学生的动手能力和实际操作技能;(2)学会使用电子仪器仪表,如万用表、示波器等;(3)培养学生的团队协作能力和问题解决能力。
3. 情感态度与价值观:(1)激发学生对电子科技的兴趣,培养学生的创新意识;(3)培养学生环保意识和可持续发展观念。
二、教学内容1. 电子线路的基本概念及组成部分(1)电子线路的定义;(2)电子线路的组成部分:电源、信号源、传输线路、负载等;(3)电子线路的分类:模拟电子线路、数字电子线路、混合电子线路。
2. 基本电子元件(1)电阻:种类、符号、特性、测量;(2)电容:种类、符号、特性、测量;(3)电感:种类、符号、特性、测量;(4)二极管:种类、符号、特性、测量;(5)晶体管:种类、符号、特性、测量。
三、教学重点与难点1. 教学重点:(1)电子线路的基本概念及组成部分;(2)基本电子元件的识别和使用;(3)电子电路的基本分析方法。
2. 教学难点:(1)电子元件的特性分析;(2)电子电路的解析方法;(3)实际电路的设计与调试。
四、教学方法与手段1. 教学方法:(1)讲授法:讲解基本概念、原理和知识点;(2)实验法:培养学生的动手能力和实际操作技能;(3)案例分析法:分析实际电路案例,提高学生的应用能力;(4)小组讨论法:培养学生的团队协作能力和问题解决能力。
2. 教学手段:(1)多媒体课件:生动展示电子线路的原理和现象;(2)实验室设备:实际操作,加深对知识的理解;(3)网络资源:拓展学习视野,了解最新电子科技动态。
五、教学评价1. 过程性评价:(1)课堂提问:检查学生对知识的掌握程度;(2)实验操作:评价学生的动手能力和实际操作技能;(3)小组讨论:评估学生的团队协作能力和问题解决能力。
数字电路基础教案(共5篇)第一篇:数字电路基础教案第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: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1~2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。
课题:第1章数字电路基础知识1。
1 预备知识1.2 数制和码制目的与要求:了解本门课程的基本内容;了解数字电路的特点及应用、分类及学习方法;掌握二、八、十、十六进制的表示方法及相互转换;知道8421BCD码、余三码、格雷码的意义及表示方法。
重点与难点:重点:数制与码制的表示方法;难点:二、八、十六进制的转换。
复习(提问):什么是模拟信号模拟电路;什么是二进制代码.提纲第1章数字电路基础知识1.1 预备知识1 . 1 . 1 数字信号和数字电路1、数字信号与模似信号2、模拟电路与数字电路1 . 1 。
2 数字电路的分类1、按电路类型分类2、按集成度分类3、按半导体的导电类型分类1 . 1 . 3 数字电路的优点1、易集成化2、抗干扰能力强,可靠性高3、便于长期存贮4、通用性强,成本低,系列多5、保密性好1 .1 。
4 脉冲波形的主要参数1.脉冲幅度Um2.脉冲上升时间3.脉冲下降时间4.脉冲宽度5.脉冲周期6.脉冲频率7.占空比q1。
2 数制和码制1 。
2 。
1 数制一、十进制二、二进制三、八进制和十六进制1 。
2 。
2 不同数制间的转换一、各种数制转换成十进制二、十进制转换为二进制三、二进制与八进制、十六进制间相互转换1 .2 。
3 二进制代码一、二—十进制代码8421码、5421码和余3码二、可靠性代码1.格雷码2.奇偶校验码作业:P42 1.2。
3.4第1章数字电路基础知识1。
1预备知识1 . 1 。
1 数字信号和数字电路电信号—随时间变化的电流或电压。
1、数字信号与模似信号模拟信号—幅度随时间连续变化数字信号—断续变化(离散变化),时间上离散幅值上整量化,多采用0、1二种数值组成又称二进制信号。
举例P1图1.1.1。
2、模拟电路与数字电路模拟电路—传输或处理模拟信号的电路,如:电压、功率放大等;数字电路 - 处理、传输、存储、控制、加工、算运算、逻辑运算、数字信号的电路。
如测电机转速:电机-光电转换-整形-门控—计数器—译码器-显示时基电路1 。
数字电子课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握数字电子技术的基本原理,包括逻辑门、组合逻辑电路和时序逻辑电路的工作原理。
2. 培养学生运用数字电子技术进行电路分析与设计的能力,能正确解读数字电路图。
3. 使学生了解数字电子技术在现实生活中的应用,如计算机、手机等。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识进行数字电路搭建、调试和故障排除的能力。
2. 提高学生的团队协作能力,学会在团队中共同分析和解决实际问题。
3. 培养学生运用计算机辅助设计(CAD)软件进行数字电路设计和仿真的技能。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对数字电子技术的兴趣,激发学习热情,形成积极的学习态度。
2. 培养学生的创新意识和实践能力,敢于面对挑战,勇于解决问题。
3. 培养学生的责任心,认识到数字电子技术对社会发展的作用,树立正确的价值观。
分析课程性质、学生特点和教学要求:1. 课程性质:本课程为实践性较强的学科,注重理论联系实际,培养学生的动手能力和创新能力。
2. 学生特点:学生为高中生,具备一定的物理和数学基础,对新鲜事物充满好奇,但可能缺乏实践经验。
3. 教学要求:结合课本知识,注重实践操作,以学生为主体,教师为主导,充分调动学生的积极性。
二、教学内容1. 数字逻辑基础:逻辑门电路、逻辑函数及其化简、逻辑代数基本定理。
教材章节:第一章 数字逻辑基础2. 组合逻辑电路:编码器、译码器、多路选择器、算术逻辑单元等。
教材章节:第二章 组合逻辑电路3. 时序逻辑电路:触发器、计数器、寄存器、移位寄存器等。
教材章节:第三章 时序逻辑电路4. 数字电路设计方法:同步电路与异步电路设计、状态机设计。
教材章节:第四章 数字电路设计方法5. 数字电路仿真:运用CAD软件进行电路设计与仿真。
教材章节:第五章 数字电路仿真6. 实践操作:数字电路搭建、调试与故障排除。
教材章节:第六章 实践操作教学内容安排与进度:第一周:数字逻辑基础,学习逻辑门电路和逻辑函数。
第四章组合逻辑电路●本次重点内容:1、组合电路的分析与设计方法。
2、逻辑函数的变换。
●教学过程一、概述组合逻辑电路:在任何时刻的输出状态只取决于这一时刻的输入状态,而与电路的原来状态无关的电路。
生活中组合电路的实例(电子密码锁,银行取款机等)电路结构:由逻辑门电路组成。
电路特点:没有记忆单元,没有从输出反馈到输入的回路。
说明:本节讨论的是SSI电路的分析和设计方法。
二、组合逻辑电路的分析方法提问:1.描述组合逻辑电路逻辑功能的方法主要有?(逻辑表达式、真值表、卡诺图和逻辑图等。
)2.各种表示法之间的相互转换?组合逻辑电路的分析与设计相当于是各种表示法之间的相互转换。
基本分析方法分析:给定逻辑电路,求逻辑功能。
步骤:1.给定逻辑电路→输出逻辑函数式一般从输入端向输出端逐级写出各个门输出对其输入的逻辑表达式,从而写出整个逻辑电路的输出对输入变量的逻辑函数式。
必要时,可进行化简,求出最简输出逻辑函数式。
2.列真值表将输入变量的状态以自然二进制数顺序的各种取值组合代入输出逻辑函数式,求出相应的输出状态,并填入表中,即得真值表。
3.分析逻辑功能通常通过分析真值表的特点来说明电路的逻辑功能。
二、分析举例[例3.1] 分析图3.1所示逻辑电路的功能。
解:分析步骤输出逻辑函数表达式(逐级写,并且变成便于写真值表的形式)(2)列真值表。
将A、B、C各种取值组合代入式中,可列出真值表。
(3)逻辑功能分析。
由真值表可看出:在输入A、B、C三个变量中,有奇数个1时,输出Y 为1,否则Y为0,因此,图6.2.1所示电路为三位判奇电路,又称为奇校验电路。
[例3.2]分析图3.2所示电路的逻辑功能,并指出该电路设计是否合理。
解:分析步骤(l)输出逻辑函数表达式(2)真值表。
(3)逻辑功能分析。
由表3.2可看出,图3.2所示电路的A、B、C三个输入中有偶数个1时,输出Y为1,否则Y为0。
因此,图6.2.2所示电路为三位判偶电路,又称偶校验电路。
c 1 3.3TTL 反相器的输入输出特性 本次重点内容:
TTL 反相器的电压传输特性
教学过程
一.工作原理
TTL 反相器的电路如图1所示,当输入端为高电平时,
的BE 结都不导通,而BE 结相当于一个正向导通的二极管,给提供基极电流,使导通,进而导通,
和截止,输出低电平。
~各极电位如下表所示。
当输入端为低电平(0.3V )时,中的BE 结导通,的基极电位为V+0.7V=1V ,它不能使的BC 结和的BE 结正向导通,因此和截止,和导通,输出高电平。
~各极电位如下表所示。
根据表1和表2可列出该电路输入、输出电平关系,因此它是一个非门。
二、TTL 反相器的外特性及主要电器参数
了解门电路的外特性,进而理解电路的主要电气参数是正确使用数字集成电路的基础。
现仍以TTL 反相器为例来讨论门电路的各种外特性以及有关的电气参数。
1.电压传输特性 电压传输特性描述了输出电压与输入电压的函数关系,即。
对于图2-1所示的典型反相器,其电压传输性如图2-2所示,其中是加在多射极晶体管某个发射极的输入电压,是输入电压。
电压传输特性分为以下几部分:
① 段(截止区)当<0.6V 时,,、截止,输出高电平。
② 段(线性区)当0.6V ≤<1.3V 时,,此时导通,随升高而下降,经过、两级射随器使下降。
仍截止。
图2-1TTL 反相器的电路图 图2-2TTL 反相器的电压传输特性
③段(转折区)当≥1.3V时,随着输入电压略微升高,输出电压急剧下降。
这是由于此时
开始导通,尚未饱和,、、和均处于放大状态,故稍有提高,均可使很快下降。
所以
的斜率比段要大的多。
通常把电压传输特性曲线上转折区中点所对应的输入电压称为门槛电压(或阈值电压),以表示。
对于典型的TTL反相器,=1.3~1.4V ,可以粗略地认为,当<时,反相器将截止,输出高电平。
④ de 段(转折区)当≥1.4V时, 2.1V ,此时和饱和,截止,输出低电平,=3V ,且输出电平基本不随的增大而变化。
由电压传输特性可得反相器的几个重要参数:输出的高电平,输出低电平、关门电平、开门电平、下限抗干扰电压容限、上限抗干电压扰容限等。
①和电压传输特性曲线截止区所对应的输出电压为,饱和区所对应的输出电压为。
②和和是两个很重要的参数。
首先引入额定高电平和额定低电平的概念。
由于各器件的和总存在差异(离散性),通常要规定一个额定值。
TTL反相器的额定高电平为3V,额定低电平为0.35V。
任何一个实际的反相器只要≥3V,
≤0.35V,它的这两个参数就是合格的。
开门电平是指输出电平达到额定低电平(0.35V)时,所允许的输入高电平的最小值。
通常认为,只有当≥时,输出才是低电平;<时,输出将不是低电平。
在特性曲线上,是输出电压为0.35V时所对应的输入电压。
的典型值为1.4V,一般要求小于1.8V。
关门电平是在保证输出电压为额定高电平的90%(即2.7V)时,所允许的输入低电平的最大值。
通常认为,只有,输出才是高电平,否则将不是高电平。
的典型值为1.0V,一般要求大于0.8V 。
③抗干扰能力和一般用噪声容限的数值来表明电路的抗干扰能力。
在输入为低电平时,输出应为高电平,如果这时输入端引入了一个正向干扰,当它叠加到输入低电平上,使总和超过时,就不能保证输出为高电平。
输入为低电平时,在保证输出仍为高电平的条件下,所允许的最大正向干扰幅度即为该电路的底电平噪声容限(下限抗干扰电压容限)以表示。
显然有其中为输入低电平的上限。
同理,当输入为高电平的下限值时,在保证输出为低电平的前提下,输入端所允许的最大负向干扰幅度即为该电路的高电平噪声容限(上限抗干扰电压容限),以表示,从而。
2.输入特性
TTL反相器的输入特性是指输入电流与输入电压间的函数关系。
假定电流由信号源流入的发射极时方向为正,反之为负。
典型TTL 反相器的输入特性如下图所示。
由输入特性可得参数:
①输入短路电流当时,,对应特性曲线上的M点,该电流称为输入短路电流,记作。
若该门的输入端由前级TTL驱动,这个电流将是前级门的灌电流负载之一,它将流入前级门的管。
②反向漏电流当时,流入管,且,该电流称为反向漏电流,记作。
图2-3TTL反相器的输入特性
它是输入端为高电平时从该输入端流入的电流,由前级门的输出级供给。
必须注意的是,当V时,管的CE结将会被击穿,使猛增。
另外,当≤-1V 时,的BE 结也可能被烧坏。
这两种情况下,都会使反相器损坏。
因此在使用时,尤其在混合使用电源电压不同的集成电路时,应采取相应措施,将输入电平钳制在安全工作区域内。
3.输入负载特性
称为输入负载特性,其中是外接于反相器输入端(即发射极)的电阻,是由基极电流流过时产生的压降,它不是外加电压。
TTL 反相器输入负载特性及测试方法如图2-18所示。
c 2
c 3
由2-18左图可以看出,当增加时也增高。
当时,,此时反相器输入电平为关门电平,将此时的记作(关门电阻)。
由此,可以粗略地认为,当时,输入电平为低电平,反相器截止,输出高电平;当时,将因输入电平高于而使输出电平降低。
愈大,输出电平将愈低,直至。
因此,当TTL 电路的输入端开路时,认为该输入端接逻辑高电平。
通常,TTL 电路的多余输入端一般不宜开路,以免引入干扰信号。
对多余输入端有三种处理方法:与信号端并接使用;对于要求保持高电平的多余端经一个的电阻接电源正极;对于要求保持低电平的多余端接地。
4.输出特性
TTL 反相器的输出特性反映了输出电压与输出电流的关系,如图2-6、2-7。
图中的电流方向是拉电流为负,灌电流为正。
由典型的TTL 反相器可知,在输出为低电平时,随着灌入的负载电流的增大,的饱和程度将减轻,从而将略有增大,如图2-19中的CA 段所示。
此时的输出等效电路如图2-20(a )所示,输出阻抗。
当灌入电流达到(约为40mA )后,可能脱离饱和进入放大状态,将增大很多。
此时,理应为逻辑0的低电平可能会被抬高到同代表逻辑1的高电平差不多大小,从而引起逻辑上的失效。
所以不允许反相器工作在AB 段。
当反相器截止时,输出为高电平,此时负载电流为拉式电流,输出阻抗。
等效电路如图2-20(b )所示。
显然拉电流增大时,将压下降,当=时输出电平为。
通常不允许>。
5.扇出系数
输入特性和输出特性反映了驱动门与负载门之间的相互影响,当门电路级联使用时,必须注意这个问题。
通常用扇出系数来描述门电路驱动同类电路的个数。
由于<<,故通常有>,即把反相器输出低电平时的管电流负载能力当作反相器的扇出系数。
6.空载功耗
当输出端空载,反相器输出低电平时,电路的功耗称为空载导通功耗,其测试电路如图2-21(a )所示。
,为空载导通时的电源电流。
当输出端空载,反相器输出高电平时,电路的功耗称为空载截止功耗,其测试电路如图2-21(b )所示。
,为空载截止时的电源电流。
图2-6TTL 反相器的低电平输出特性 图2-7TTL 反相器的高电平输出特性 图2-9TTL 反相器的TTL 反相器空载功耗
图2-8TTL 反相器的的等效输出电路
由于比大,因此一般用表示门电路的功耗。
7.平均传输延迟时间
在实际逻辑电路中,一级门的输出往往就是下级门的输入。
由于晶体管的接通时间和关闭时间均不为0,也就是说它们的导通、截止过程都需要一定的时间,所以当TTL反相器的输入信号发生变化时,它的输出不能立即变化,而存在一定的延迟时间,如图2-22所示。
图中,输出波形下降沿的50%处(点)与输入波形上沿的50%处(A 电)的时间间隔称为导通延迟时间输出波形上升沿的50%处(点)与输入波形下沿的50%处(B点)的时间间隔称为截止延迟时间。
与的平均值称为平均
传输延迟时间(简称传输延迟),即它是衡量门电路开关速度的一个重要指标。
典型TTL反相器的约为10ns。
图2-10TTL反相器的TTL反相器平均传输延迟时间
世上没有一件工作不辛苦,没有一处人事不复杂。
不要随意发脾气,谁都不欠你的
c4。