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电工电子技术教案09模块九数字电路一、教学内容本节课选自教材《电工电子技术》第九章模块九，主要详细内容为数字电路的原理与设计。
具体包括数字逻辑门、组合逻辑电路、时序逻辑电路的介绍，以及基本触发器的工作原理与应用。
二、教学目标1. 理解并掌握数字电路的基本概念、基本原理及其在实际应用中的作用。
2. 学会分析和设计简单的组合逻辑电路及时序逻辑电路。
3. 能够运用触发器设计简单的数字系统。
三、教学难点与重点重点：数字逻辑门的功能及真值表，组合逻辑电路与时序逻辑电路的设计方法，基本触发器的工作原理。
难点：组合逻辑电路及时序逻辑电路的设计过程，触发器的动态特性分析。
四、教具与学具准备1. 教具：PPT，数字电路实验箱，示波器，逻辑分析仪。
2. 学具：笔记本电脑，电路设计软件（如Multisim），实验报告册。
五、教学过程1. 实践情景引入（10分钟）：通过展示一些日常生活中的数字电路应用实例，激发学生的学习兴趣，如电子时钟、数字温度计等。
2. 理论讲解（20分钟）：详细讲解数字逻辑门、组合逻辑电路、时序逻辑电路的原理，以及基本触发器的工作原理与应用。
3. 例题讲解（15分钟）：通过具体例题，讲解组合逻辑电路及时序逻辑电路的设计方法。
4. 随堂练习（15分钟）：让学生根据所学知识，设计一个简单的数字电路，如2位加法器。
5. 实验演示（10分钟）：使用数字电路实验箱，演示基本逻辑门的功能及触发器的工作过程。
六、板书设计1. 数字电路的基本概念、原理及分类。
2. 数字逻辑门的真值表及功能。
3. 组合逻辑电路及时序逻辑电路的设计方法。
4. 基本触发器的工作原理及应用。
七、作业设计1. 作业题目：设计一个4位加法器，要求使用逻辑门和触发器。
2. 答案：详细解答见附件。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：关注学生对本节课内容的掌握程度，对未理解的知识点进行巩固。
2. 拓展延伸：引导学生了解数字电路在实际应用中的新技术、新发展，如FPGA、ASIC等。
实验四组合逻辑电路分析一、实验目的1．掌握组合逻辑电路的分析方法2．熟悉比较器、全加器、译码器、数据选择器的逻辑功能。
二、实验器材1．数字逻辑实验箱2．双踪示波器3．74LS00(1片)、74LS04(1片)、74LS153(1片)、74LS139(1片)三、预习要求1．复习比较器、译码器、数据选择器工作原理及逻辑功能。
四、实验原理组合逻辑电路是数字电路的两大类型之一。
该电路在逻辑功能上的特点是：电路在任何时刻的输出仅取决于该时刻的输入信号，而与电路原来的输入输出状态没有任何关系。
在电路结构上，基本是由逻辑门组成，常见的典型电路有编码器、译码器、数据选择器、比较器、全加器等。
组合逻辑电路的分析，就是找出给定逻辑电路输出和输入之间的关系，从而了解其逻辑功能。
一般分析方法如下：1．根据逻辑图，从输入逐级推导出输出端的逻辑函数式。
2．进行化简。
3．列真值表，概括出给定逻辑电路的逻辑功能。
五、实验内容1．分析下图所示各逻辑电路，①写出逻辑函数式，②布线测试，作出真值表，③说明其逻辑功能。
提示：实际测试时，各电路的输入端接“逻辑电平信号源”(K0～K7)，输出端接“逻辑状态显示器”(L0～L11)。
改变输入状态、观察输出状态的变化，填入相应表格中。
比较器真值表上图的逻辑函数式：Y1＝Y2＝Y3＝Y1实现的逻辑功能：Y2实现的逻辑功能：Y3实现的逻辑功能：2．74LS139是2∶4线译码器，其逻辑电路图下图所示：(1)分析其逻辑电路，写出输出函数式：(2)在实验箱上测试其逻辑功能并记录于下表中。
(3)将74LS139中的两个2∶4线译码器接成一个3∶8线译码器并测试。
(实验前画好电路图)3．测试用与非门组成的四选一数据选择器：如下图所示是四选一数据选择器的逻辑符号和逻辑电路，它有四个数据输入端C0、C1、C2、C3，两个数据控制端B、A，一个使能端G，一个输出端Y；在控制端上加适当的信号，即可从4个输入的数据中将所需的一个数据信号选择出来并送到输出端。
电工电子技术教案09模块九数字电路一、教学内容本节课我们将学习《电工电子技术》教材的第九模块——数字电路。
具体内容包括：1. 数字电路的基本概念与分类；2. 逻辑门电路的工作原理与功能；3. 常用集成逻辑门电路的分析与应用；4. 数字电路的逻辑函数及其化简。
二、教学目标1. 理解数字电路的基本概念，掌握各类数字电路的特点及用途；2. 学会分析逻辑门电路的工作原理，并能正确运用逻辑门电路进行简单逻辑功能的实现；3. 掌握常用集成逻辑门电路的识别与使用，具备一定的数字电路故障排查能力。
三、教学难点与重点教学难点：逻辑函数的化简与应用。
教学重点：逻辑门电路的工作原理与功能，常用集成逻辑门电路的分析与应用。
四、教具与学具准备1. 教具：多媒体课件、示波器、逻辑门电路实验板；2. 学具：电工电子实验箱、万用表、逻辑笔。
五、教学过程1. 导入：通过展示实际生活中的数字电路应用实例，引导学生思考数字电路的奥秘，激发学习兴趣；2. 知识讲解：（1）介绍数字电路的基本概念与分类；（2）讲解逻辑门电路的工作原理与功能；（3）分析常用集成逻辑门电路的原理与应用；（4）阐述数字电路的逻辑函数及其化简方法；3. 实践操作：（1）使用逻辑门电路实验板，进行基本逻辑门电路的搭建与测试；（2）运用电工电子实验箱，分析常用集成逻辑门电路的功能与应用；4. 例题讲解：针对本节课的重点与难点，结合实际应用，进行典型例题的讲解；5. 随堂练习：布置相关练习题，巩固所学知识，检查学习效果；六、板书设计1. 数字电路基本概念与分类；2. 逻辑门电路工作原理与功能；3. 常用集成逻辑门电路分析与应用；4. 数字电路逻辑函数及其化简。
七、作业设计1. 作业题目：（1）简述数字电路的基本概念及其分类；2. 答案：八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课通过理论讲解与实践操作相结合，使学生掌握了数字电路的基本概念、逻辑门电路的工作原理与应用。
但在教学过程中，要注意关注学生的学习反馈，及时调整教学方法，提高教学效果；2. 拓展延伸：鼓励学生在课后查阅相关资料，了解数字电路在现代科技领域的应用，培养学生的科技创新意识。
一、实验内容利用EDA工具Quartus-ll的原理图输入法，验证D触发器的功能，用触发器设计并实现4位二进制计数器电路，设计并实现4位二进制自循环寄存器电路，仿真验证电路功能。
二、实验目的熟悉用QuartusII原理图输入法进行电路设计和仿真，掌握QuartusII图形模块单元的生成与调用。
学会根据时序电路图分析电路的功能，并会自主实现时序逻辑电路的功能设计与仿真。
三、实验设备EDA工具 Quartus-ll四、实验方法与手段（一）D触发器触发器是一种具有两种稳态的用于储存的组件，可记录二进制数字信号“1”和“0”。
D触发器有一个输入、一个输出和一个时脉输入，当时脉由0转为1时，输出的值会和输入的值相等。
此类触发器可用于防止因为噪声所带来的错误，以及通过管线增加处理资料的数量。
其真值表如下：在Quartus-ll原理图输入法导入D触发器，设置输入输出，编译后进行波形仿真，仿真后导出波形。
（二）同步4位二进制加计数器电路4位二进制同步计数器是由四个触发器组成的M＝2的4位二进制同步计数器。
计数脉冲N同时接于各位触发器的时钟脉冲输入CP端，当计数脉冲到来时，各触发器同时被触发，触发器状态由前级的现态决定后级的次态，各触发器的翻转与时钟脉冲同步。
同步计数器的工作速度较快，工作频率也较高。
从而得到其状态转移表为：根据功能表画出卡诺图，从而得到时序逻辑门电路设计图，设置输入输出，编译后进行波形仿真，将清零端先置0后置1，仿真后导出波形。
（三）4位循环移位寄存器电路移位寄存器是一种在若干相同时间脉冲下工作的以触发器级联为基础的器件，每个触发器的输出接在触发器链的下一级触发器的“数据”输入端，使得电路在每个时间脉冲内依次向左或右移动一个比特，在输出端进行输出。
从而得到4位循环移位寄存器的状态转移表为：从而得到逻辑门电路设计图，设置输入输出，设置输入输出，编译后进行波形仿真，将清零端先置0后置1，仿真后导出波形。
试题答案网课刷课f ly in g j g h数字逻辑电路实验评分标准一、总则数字逻辑电路实验考试评分分为两部分，一部分为实验操作分，一部分为卷面分。
各部分的分数一般在试卷上标出了（如5+40，5分为卷面分）。
一．卷面分卷面分不超过25分（根据考试实际情况，一般为20分）。
试卷的卷面分一般包含实验电路设计、实验数据记录、实验数据处理、实验图形记录等方面的内容。
各分数在试卷上已经标出。
1.如果卷面上记录错误或者没有记录，该题不得卷面分；2.如果题目中有操作部分和记录部分，操作部分未得到正确的结果或者没有结果，即使卷面记录的参数正确，依然不得卷面分（防止抄袭）。
二、操作分操作分是根据学生具体靠似乎完成情况来记录的，由“实验考核过程登记表”详细记录实验操作过程。
操作分主要是根据实验结果来判定。
如果是实验结果正确，该题得到操作分，若实验结果错误、或者没有得到实验结果，则该题操作分扣除。
为了照顾部分发挥不正常的学生，有部分同学实验过程中由于部分步骤卡住，无法继续实验，而又明确要求教师予以提示的，教师可以在得到学生的确认后予以提示（但教师必须告诉学生，提示后将扣除该题或该步骤的分数），扣分标准如下：1.仪器使用提示：一次扣10-20分；2.实验电路检查：一次20分以上（上限为扣完该题分为止）。
提示中注意：1.同一位学生提示不得超过两次；2.教师不得代学生接线。
由于实验考试的特殊性，实验操作过程中的违规情况进行如下扣分处理1.未经教师允许，私自偷换实验箱的（考试前后实验箱号数不一致），作为作弊处理；2.由于导线、芯片损坏而影响考试结果的，后果学生自负；3.未经老师确认损坏、自行拔下实验箱芯片，作为蓄意损坏实验仪器设备论处，根据情况扣20-40分；4.不收拾仪器者将根据情况扣5-10分。
试题答案网课刷课f l y i ng j gh 三、具体操作课程：数字逻辑电路实验试卷类型：A 卷题号评分标准得分第一题或门电路图正确5分表达式正确5分第二题测试电路图正确5分测试结果正确、未测试Vcc 则酌情扣2分5分第三题八选一电路图正确，得满分；标错或没标D0~D7,扣5分；Y1和Y2没有用或门相连，不得分；地址端未标或标错，扣5分。
实验四两位十进制计数器显示实验——综合实验一、实验目的1、学生在掌握所学知识（模拟电路、数字电路、VHD语言等）的基础之上，通过进行该实验可将有关知识的连贯起来，提高自己本身的综合能力。
2、该实验的参考程序有错，学生通过该实验可以深入的了解和掌握EDA。
二、实验要求1、编写计数器程序。
2、编写扫描显示程序。
3、组成两位十进制计数器的显示功能。
三、实验设备1、计算机一台2、EDA——Ⅳ实验箱一台四、实验提示（1）该实验应该分为三部分完成：计数器模块、扫描显示模块和综合部分。
（2）输入信号：计数信号、手动清零、手动允许和手动复位信号。
（3）输出信号：七段码输出信号和位选编码信号。
（4）接口引脚的分配，参考附录三。
五、实验报告要求1、分别叙述计数器和扫描显示的工作原理和设计原理。
2、绘制它们的程序流程图并进行程序分析。
3、详细叙述和总结实验过程并进行仿真实验与硬件实验的分析。
参考1、LED显示程序library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity tled isport(din: in std_logic_vector(7 downto 0);sn: out std_logic_vector(2 downto 0);clk: in std_logic;LED7: out std_logic_vector(6 downto 0));end tled;architecture behv of tled issignal he: std_logic_vector(3 downto 0);signal ds: std_logic_vector(2 downto 0);beginprocess (din)begin。
when "0000" => LED7 <="0111111"; --"0" / 39hwhen "0001" => LED7 <="0000110"; --"1" / 06hwhen "0010" => LED7 <="1011011"; --"2" / 5Bhwhen "0011" => LED7 <="1001111"; --"3" / 4Fhwhen "0100" => LED7 <="1100110"; --"4" / 66hwhen "0101" => LED7 <="1101101"; --"5" / 6Dhwhen "0110" => LED7 <="1111101"; --"6" / 7Dhwhen "0111" => LED7 <="0000111"; --"7" / 07hwhen "1000" => LED7 <="1111111"; --"8" / 7Fhwhen "1001" => LED7 <="1101111"; --"9" / 6Fhwhen "1010" => LED7 <="1110111"; --"A" / 77hwhen "1011" => LED7 <="1111100"; --"b" / 7Chwhen "1100" => LED7 <="0111001"; --"C" / 39hwhen "1101" => LED7 <="1011110"; --"d" / 5Ehwhen "1110" => LED7 <="1111001"; --"E" / 79hwhen "1111" => LED7 <="1110001"; --"F" / 71hwhen others => LED7 <="0000000"; --"不显示示"end case;sn <= ds; --"位选信号"end process;end behv;参考2、十进制计数器程序library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;ENTITY cntA isport(CLK,RST,EN :in std_logic;Dout : out std_logic_VECTOR ( 3 Downto 0 );Cy : out std_logic);end cntA ;architecture Cm of cntA isbeginProcess (CLK,RST,EN)Variable Cqi : std_logic_VECTOR ( 3 Downto 0 );BeginIf RST ='1' Then Cqi :=(Others =>'0');Elsif CLK'Event and CLK='1' thenIf EN='1' thenIf Cqi < "1010" then Cqi :=Cqi;else Cqi :=(others =>'0');end If;end If;end If;IF Cqi="1110" Then Cy <= '1' ;Dout <= "0000";else Cy <='0';Dout <= Cqi;end If;END Process;End Cm;参考3、顶层原理图。
2024年电工电子技术教案09模块九数字电路一、教学内容本节课选自《电工电子技术》教材的第九模块——数字电路。
详细内容包括：第一章数字电路基础，涵盖逻辑门电路、逻辑函数及其化简方法；第二章组合逻辑电路，介绍编码器、译码器、数据选择器等组合逻辑电路的原理与应用；第三章时序逻辑电路，重点讲解触发器、计数器等时序逻辑电路的工作原理及其设计。
二、教学目标1. 理解并掌握数字电路的基本概念、逻辑门电路的种类及功能。
2. 学会逻辑函数的表示方法及其化简，能运用这些方法分析组合逻辑电路。
3. 掌握时序逻辑电路的工作原理，学会触发器、计数器等时序逻辑电路的设计与应用。
三、教学难点与重点难点：组合逻辑电路的设计与化简，时序逻辑电路的工作原理及其应用。
重点：逻辑门电路的功能、逻辑函数的表示方法、组合逻辑电路与时序逻辑电路的分析与设计。
四、教具与学具准备1. 教具：PPT课件、电路图示、实验演示设备。
2. 学具：电工电子实验箱、逻辑门电路模块、组合逻辑电路模块、时序逻辑电路模块。
五、教学过程1. 引入：通过展示实际生活中的数字电路产品，让学生了解数字电路在实际应用中的重要性。
2. 理论讲解：1) 介绍数字电路的基本概念、逻辑门电路的种类及功能。
2) 讲解逻辑函数的表示方法及其化简，通过例题进行解析。
3) 分析组合逻辑电路的原理，以编码器、译码器为例，讲解其工作原理及应用。
4) 介绍时序逻辑电路的工作原理，以触发器、计数器为例，讲解其设计与应用。
3. 实践操作：1) 学生分组进行组合逻辑电路的设计与搭建，验证理论知识。
2) 学生分组进行时序逻辑电路的设计与搭建，观察并分析电路的工作过程。
4. 随堂练习：布置与课程内容相关的练习题，让学生巩固所学知识。
六、板书设计1. 逻辑门电路的种类及功能2. 逻辑函数的表示方法及其化简3. 组合逻辑电路的原理及实例4. 时序逻辑电路的原理及实例5. 随堂练习题七、作业设计1. 作业题目：1) 请简述逻辑门电路的种类及功能。
电工电子技术精品教案09模块九数字电路一、教学内容本节课选自《电工电子技术》教材的第九模块——数字电路。
详细内容涵盖第十七章的17.1节至17.3节，主要包括数字电路的基本概念、逻辑门电路以及组合逻辑电路的原理与应用。
二、教学目标1. 理解数字电路的基本概念，掌握数字电路的特点和分类。
2. 学会分析常见的逻辑门电路，并能运用逻辑门设计简单的组合逻辑电路。
3. 掌握组合逻辑电路的分析方法，能解决实际问题。
三、教学难点与重点难点：组合逻辑电路的分析与设计。
重点：逻辑门电路的原理与应用，组合逻辑电路的分析方法。
四、教具与学具准备1. 教具：PPT课件、电路演示板、逻辑门电路实验箱。
2. 学具：笔记本电脑、电路设计软件、实验报告册。
五、教学过程1. 实践情景引入（5分钟）：通过展示一个数字时钟，引导学生思考数字电路在实际生活中的应用，激发学习兴趣。
教学细节：让学生观察数字时钟的显示原理，提出问题，引导学生探讨数字电路的基本概念。
2. 理论知识讲解（10分钟）：介绍数字电路的基本概念、特点、分类。
教学细节：通过PPT课件，结合实例，让学生了解数字电路在实际应用中的优势。
3. 逻辑门电路讲解（15分钟）：讲解常见的逻辑门电路（与、或、非、异或门等）的原理和应用。
教学细节：以动画形式展示逻辑门电路的工作原理，配合实验演示，让学生深入理解逻辑门电路的功能。
4. 组合逻辑电路分析（10分钟）：介绍组合逻辑电路的分析方法，通过例题讲解，让学生掌握分析方法。
教学细节：以一个简单的组合逻辑电路为例，引导学生分析电路，学会使用逻辑门设计组合逻辑电路。
5. 随堂练习（15分钟）：让学生运用所学知识，分析实际问题，巩固所学内容。
教学细节：布置一些具有实际意义的组合逻辑电路题目，让学生动手分析，并进行讨论。
六、板书设计1. 数字电路基本概念2. 逻辑门电路与门或门非门异或门3. 组合逻辑电路分析方法设计实例七、作业设计答案：使用两个与门、一个或门实现。
实验报告实验十二4路数码动态显示3.2.1 实验目的与要求目的：（1）学习多位数码动态显示的原理及双2线-4线译码器功能。
（2）熟悉综合运用多种中规模集成器件组成逻辑功能部件的能力及实验技能。
要求：4个数码管在7段译码器和2-4译码器的共同驱动下，将依次显示3987这4个数码，而这4个数码显示的速度由CP脉冲经过计数器控制决定。
当CP 脉冲的频率达到某一值时，4个数码管从视觉上感觉是同时显示的，分辨不出依次显示的动态效果。
3.2.2 实验仪器与器件直流稳压电源一台；数字实验箱一个；计算机一台。
74LS74、74LS139、双2线-4线译码器、74LS153、74LS247。
3.2.3 实验原理4路数码动态显示的原理是利用CP控制计数器，然后再给数码管选择4个地址码，顺序选择4路输入码中的一路进行译码显示。
随着CP脉冲的输入，4位7段显示器按顺序显示数码，当CP频率升高时，由于视觉暂停，4位数码同时显示。
3.2.4 实验步骤与要求（1）熟悉各器件的功能、片脚及使用时应注意的问题。
分析图3-2-1所示的动态显示原理。
（2）参考电路如图3-2-2和图3-2-3所示，分析并简述各自的工作原理，说明它们的异同及原因。
（3）根据动态显示原理及器件的功能，画出4位数码动态显示的实验逻辑的接线电路图，并在实验箱上接线调试电路。
（4）测量数码显示所要求脉冲的最佳频率范围。
（5）实现8位数码动态显示时，试设计其电路，画出完整的电路原理图并仿真。
（6）比较4位静态和动态数码管显示的电路结构及特点。
仿真图如下：利用CP控制计数器然后按要求给数码选择器4个初始值，我这给的是3、9、8、7。
数字电路与逻辑设计实验报告实验三利用MSI设计组合逻辑电路(二)姓名：黄文轩学号：17310031班级：光电一班一、实验目的1.熟悉编码器.译码器数据选择器等组合逻辑功能模块的功能与使用方法。
2掌握用MSI设计组合逻辑电路的方法.二、实验器件1.数字电路实验箱数字万用表、示波器。
2.虚拟器件: 74LS151, 74LS00.三、实验预习1、使用数据分配器设计半加半减器半加半减器的真值表如下表所示：考虑到数据选择器的特性是根据传入的地址选择对应的数据，所以我们可以将S、A、B作为地址输入到74LS151的S2、S1、S0选择输入端，根据真值表的要求为D0~D7的数据输入端赋值(与高/低电平相连)，即可实现预期功能。
由于有两种不同的输出，我们需要两块74LS151来实现。
电路连接图如下所示：使用Multisum仿真检验正确性，以74LS197作为动态输入观察输出波形，仿真结果如下图所示：波形可以与真值表对应，我们判断这种电路接法是有效正确的。
二、使用74LS151设计逻辑单元逻辑单元的真值表如下图所示：74LS151输入端有三个，而目标逻辑单元有四个输入端，我们可以借助芯片的八个数据输入端置入第四个输入。
考虑对S1、S0、A的任一状态，输出Y可以表示为Y = f(B)的函数形式，因此只需要对每个状态，把B按照对应的逻辑接在D0~D7的数据输入端即可。
每个地址对应的逻辑如下表所示：这样我们可以得到使用一个与非门和74LS151芯片实现的逻辑单元，其电路图如下：使用Multisum仿真检验正确性，以74LS197作为动态输入观察输出波形，仿真结果如下图所示：同样实现了目标的逻辑功能，我们判断这种接法有效正确。
四、实验内容1、具体内容①AU(Arithmetic Unit,算术单元)设计，在实验箱上实现。
设计一个半加半减器，输入为S、A、B,其中S为功能选择口。
当S-0时输出A+B 及进位:当S=1时，输出A-B及借位。
