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数字电子技术基础教案 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】第 1 讲第 2 讲第2章逻辑代数基础概述布尔：英国数学家，1941年提出变量“0”和“1”代表不同状态。
本章主要介绍逻辑代数的基本运算、基本定律和基本运算规则，然后介绍逻辑函数的表示方法及逻辑函数的代数化简法和卡诺图化简法。
逻辑代数有其自身独立的规律和运算法则，而不同于普通代数。
逻辑函数及其表示法2 . 2 . 1 基本逻辑函数及运算1、与运算———所有条例都具备事件才发生开关：“1” 闭合，“0” 断开灯：“1” 亮，“0” 灭真值表：把输入所有可能的组合与输出取值对应列成表。
逻辑表达式： L=K1*K2 (逻辑乘)逻辑符号：原有符号：讨论与逻辑运算的逻辑口诀逻辑功能口决：有“0”出“0”，全“1”出“1”。
2、或运算———至少有一个条件具备，事件就会发生。
逻辑表达式：L=K1+K2 （逻辑加）逻辑符号：讨论或逻辑运算的逻辑口诀逻辑功能口决：有“1”出“1”全“0”出“0”3、非运算：—结果与条件相反逻辑表达式：多媒体教学（5分钟）板书讲授与多媒体教学相结合（15分钟）板书讲解与多媒体教学相结合（10分钟）板书讲解、推导与多媒体教学相结合, 例题讲解及引导学生做题（35分钟）板书讲解、推导与多媒体教学相结合，例题讲解（10分钟多媒体教学（10分钟）教学互动（5分钟）逻辑符号：讨论非逻辑运算的逻辑口诀几种导出的逻辑运算一、与非运算、或非运算、与或非运算二、异或运算和同或运算逻辑表达式：相同为“1”，不同为“0”逻辑函数及其表示法一、逻辑函数的建立举例子说明建立（抽象）逻辑函数的方法，加深对逻辑函数概念的理解。
例两个单刀双掷开关 A和B分别安装在楼上和楼下。
上楼之前，在楼下开灯，上楼后关灯；反之下楼之前，在楼上开灯，下楼后关灯。
试建立其逻辑式。
例比较A、B两个数的大小二、逻辑函数的表示方法1．真值表2．逻辑函数式写标准与-或逻辑式的方法是：（l）把任意一组变量取值中的1代以原变量，0代以反变量，由此得到一组变量的与组合，如 A、B、C三个变量的取值为 110时，则代换后得到的变量与组合为 A B 。
第 3 章组合逻辑电路数字系统中常用的各种数字器件，就其结构和工作原理而言可分为两大类，即组合逻辑电路和时序逻辑电路。
3.1组合逻辑电路的分析方法和设计方法3.1.1组合逻辑电路的基本概念1.组合逻辑电路的定义组合逻辑电路是指在任一时刻，电路的输出状态仅取决于该时刻各输入状态的组合，而与电路的原状态无关的逻辑电路。
其特点是输出状态与输入状态呈即时性，电路无记忆功能。
2.组合逻辑电路的描述方法组合逻辑电路模型如图 3.1 所示。
图 3.1组合逻辑电路的一般框图3.1.2组合逻辑电路的分析方法组合逻辑电路的分析一般是根据已知逻辑电路图求出其逻辑功能的过程，实际上就是根据逻辑图写出其逻辑表达式、真值表，并归纳出其逻辑功能。
1.组合逻辑电路的分析步骤（ 1）写出逻辑函数表达式（ 2）化简逻辑函数式（ 3）列真值表（ 4）说明功能3.1.3组合逻辑电路的设计方法组合逻辑电路设计主要是将客户的具体设计要求用逻辑函数加以描述，再用具体的电路加以实现的过程。
组合逻辑电路的设计可分为小规模集成电路、中规模集成电路、定制或半定制集成电路的设计，这里主要讲解用小规模集成电路（即用逻辑门电路）来实现组合逻辑电路的功能。
1.组合逻辑电路设计步骤（1）列真值表。
根据电路功能的文字描述，将其输入与输出的逻辑关系用真值表的形式列出。
（2）写表达式，并化简。
通过逻辑化简，根据真值表写出最简的逻辑函数表达式。
（3）选择合适的门器件，把最简的表达式转换为相应的表达式。
（4）根据表达式画出该电路的逻辑电路图。
3.2编码器3.2.1编码器的原理和分类把若干位二进制数码0 和 1，按一定的规律进行编排，组成不同的代码，并且赋予每组代码以特定的含义，叫做编码。
实现编码操作的电路称为编码器。
1.二进制编码器实现用 n 位二进制数码对 N（ N=2n）个输入信号进行编码的电路叫做二进制编码电路。
其特点是，任一时刻只能对一个输入信号进行编码，即只允许一个输入信号为有效电平，而其余信号均为无效电平。
课时：2课时教学对象：大学本科电气信息类、自动化、信息管理与信息系统、计算机科学与技术等专业学生教学目标：1. 理解数字电子技术的基本概念和特点。
2. 掌握数字逻辑电路的基本原理和组成。
3. 能够分析和设计简单的数字逻辑电路。
4. 培养学生的创新能力和实际应用能力。
教学内容：1. 数字电子技术概述2. 逻辑代数基础3. 逻辑门电路4. 组合逻辑电路5. 时序逻辑电路教学过程：第一课时：一、导入1. 引入数字电子技术的应用背景，激发学生的学习兴趣。
2. 简要介绍数字电子技术的基本概念和特点。
二、教学内容1. 数字电子技术概述- 数字信号与模拟信号的区别- 数字系统的特点2. 逻辑代数基础- 逻辑代数的基本概念- 逻辑代数的基本运算（与、或、非）- 逻辑代数的基本公式和常用公式三、课堂练习1. 练习：根据给定的逻辑表达式，求出其真值表。
2. 练习：利用逻辑代数的基本公式和常用公式，对给定的逻辑表达式进行化简。
四、小结1. 总结本节课的重点内容。
2. 提出课后作业，巩固所学知识。
第二课时：一、导入1. 回顾上节课所学内容，引导学生思考。
2. 提出本节课的学习目标。
二、教学内容1. 逻辑门电路- 逻辑门电路的基本概念- 常用逻辑门电路（与门、或门、非门、异或门等）- 逻辑门电路的应用2. 组合逻辑电路- 组合逻辑电路的基本概念- 常用组合逻辑电路（编码器、译码器、多路选择器等）- 组合逻辑电路的设计方法三、课堂练习1. 练习：根据给定的逻辑表达式，设计相应的逻辑门电路。
2. 练习：分析给定的组合逻辑电路，确定其功能。
四、小结1. 总结本节课的重点内容。
2. 提出课后作业，巩固所学知识。
教学评价：1. 课后作业：检查学生对本节课知识点的掌握程度。
2. 课堂提问：了解学生对本节课内容的理解和掌握情况。
3. 实验考核：检验学生将理论知识应用于实际问题的能力。
《数字电子技术》教案第1章逻辑代数基础。
输入全1，输出为。
；
输入为1，
C的取值确定以后，输出逻
C
，，
)
种表示方法，即真值表、函数表达式、逻辑图和卡
如图1-1所示为IEEE（电气与电子工程师协会）和IEC（国际电工协会）所认定的两套“与”“或”“非”运算的图形符号。
图1-1 “与”“或”“非”逻辑运算的图形符号
（2）其他常用逻辑运算的图形符号
如图1-2所示为其他常用逻辑运算的图形符号。
图1-2 “与”“或”“非”逻辑运算的图形符号
（3）逻辑函数的逻辑图
例1.4.3已知逻辑函数()
=+++，画出对应的逻辑图。
Y A BC ABC C
解：将式中所有的“与”“或”“非”运算符号用图形符号代替，并根据运算优先顺序将这些图形符号连接起来，就得到了图1-3所示的逻辑图。
图1-3 例1.4.3的函数逻辑图
→+，+→；
→，10；
01
原变量→反变量，反变量→原变量。
F的反函数，用F表示，这就是反演规则。
→+，+→；
→，10。
01
F的对偶式，用F'表示。
，，，个相邻项。
要特别注意对边相邻性和四角相邻性。
3)
）圈的个数尽量少，这样化简后的逻辑函数的与项就少。
）卡诺图所有取值为
的最小项。
《数字电子技术》教案第3章组合逻辑电路3.1概述3.1.1组合逻辑电路的特点组合逻辑电路是指采用两个或两个以上基本逻辑门来实现更实用、更复杂逻辑功能的电路结构，其特点主要包括以下两点：（1）在逻辑功能上，组合逻辑电路在任意时刻的输出仅取决于该时刻的输入，与电路原来的状态无关。
（2）在电路结构上，组合逻辑电路中不能包含存储单元。
3.1.2组合逻辑电路的方框图及特点如图3-1所示为组合逻辑电路方框图。
图3-1 组合逻辑电路方框图组合逻辑电路基本构成单元为门电路，组合逻辑电路没有输出端到输入端的信号反馈网络，组合逻辑电路无记忆性，所以组合逻辑电路是无记忆性电路。
3.1.3 3种基本逻辑门及其表示在二值逻辑中，最基本的逻辑关系有3种，即与逻辑、或逻辑和非逻辑。
数字电路中实现这3种逻辑的电路分别称为与门电路、或门电路和非门电路。
1．与逻辑与逻辑是指一个逻辑事件的发生取决于几个条件，当这几个条件都满足时，这个事件就发生；否则就不发生。
如图3-3所示为与逻辑的逻辑电路符号，称为与门电路。
图3-3 与门逻辑符号或逻辑是指一个逻辑事件的发生取决于几个条件，只要这几个条件中有任何一个条件满足时，这个事件就发生；只有所有条件都不满足时，这个逻辑事件才不会发生。
如图3-5所示为或逻辑的逻辑电路符号，称为或门电路。
图3-5 或门逻辑符号3．非逻辑非逻辑是指逻辑事件的条件满足时，逻辑事件就不发生；条件不满足时，逻辑事件反而会发生。
如图3-7所示为非逻辑的逻辑电路符号，称为非门电路。
图3-7非门逻辑符号3.1.4由3种基本逻辑门导出的其他逻辑门及其表示1．与非门与非门是实现先“与”后“非”的数字单元电路，其逻辑函数表达式为：L AB。
如图3-8（a）所示为先“与”后“非”组合电路；图3-8（b）所示为与非门逻辑符号。
（a）先“与”后“非”组合电路（b）与非门逻辑符号图3-8 与非门组合电路及逻辑符号或非门是实现先“或”后“非”的数字单元电路，其逻辑函数表达式为：L A B=+。
数字电子技术简明教程教案第一章：数字电子技术概述1.1 教学目标了解数字电子技术的基本概念、特点和应用领域。
掌握数字电路的基本组成和基本原理。
理解数字电路的逻辑运算和逻辑门电路。
1.2 教学内容数字电子技术的定义和特点数字电路的基本组成数字电路的基本原理逻辑运算和逻辑门电路1.3 教学方法采用讲授和案例分析相结合的方式，介绍数字电子技术的基本概念和原理。
通过图示和实物展示，引导学生理解数字电路的组成和功能。
利用逻辑门电路的例子，讲解逻辑运算和逻辑门电路的原理。
1.4 教学评估课堂讨论和提问，了解学生对数字电子技术的基本概念的理解程度。
布置课后习题，巩固学生对数字电路的基本原理和逻辑门电路的知识。
第二章：逻辑门电路2.1 教学目标掌握逻辑门电路的基本原理和功能。
了解常见的逻辑门电路及其应用。
理解逻辑门电路的输入输出关系和真值表。
2.2 教学内容逻辑门电路的基本原理常见的逻辑门电路及其应用逻辑门电路的输入输出关系和真值表2.3 教学方法通过实物展示和图示，介绍逻辑门电路的基本原理和功能。
分析常见的逻辑门电路及其应用，引导学生理解逻辑门电路的实际用途。
通过逻辑门电路的输入输出关系和真值表的示例，讲解逻辑门电路的运算规律。
2.4 教学评估课堂实验和演示，评估学生对逻辑门电路的理解和操作能力。
布置课后习题，巩固学生对逻辑门电路的知识和应用能力。
第三章：逻辑函数与逻辑门电路3.1 教学目标理解逻辑函数的定义和表示方法。
掌握逻辑函数的化简方法。
了解逻辑门电路的实现方法。
3.2 教学内容逻辑函数的定义和表示方法逻辑函数的化简方法逻辑门电路的实现方法3.3 教学方法通过示例和讲解，介绍逻辑函数的定义和表示方法。
利用逻辑函数的化简方法，引导学生理解逻辑函数的化简过程。
通过逻辑门电路的实现方法，讲解逻辑函数的实际应用。
3.4 教学评估课堂讨论和提问，了解学生对逻辑函数的理解程度。
布置课后习题，巩固学生对逻辑函数的化简方法和逻辑门电路的知识。
《数字电子技术(第三版)》3布尔代数与逻辑函数化简数字电子技术第3章布而代数与逻辑函数化简学习要点：学习要点：三种基本运算，基本公式、定理和规则。
逻辑函数及其表示方法。
逻辑函数的公式化简法与卡诺图化简法。
无关项及其在逻辑函数化简中的应用。
3.1基本公式和规则3.1.1逻辑代数的公式和定理(1)常量之间的关系与运算：00=001=010=011=1或运算：0+0=0非运算：1=00+1=10=11+0=11+1=1(2)基本公式A+0=A0-1律：A1=A互补律：A+A=1A+1=1A0=0AA=0双重否定律：A=A等幂律：A+A=A(3)基本定理AB=BA交换律：A+B=B+A(AB)C=A(BC)结合律：(A+B)+C=A+(B+C)A00A(B+C)=AB+AC1分配律：A+BC=(A+B)(A+C)1BA.BB.A000100000111A.B=A+B反演律(摩根定律):A+B=AB证明分配率：A+BC=(A+B)(A+C)证明：证明：(A+B)(A+C)=AA+AB+AC+BC=A+AB+AC+BC=A(1+B+C)+BC=A+BC分配率A(B+C)=AB+AC等幂率AA=A等幂率AA=A分配率A(B+C)=AB+AC0-1率A+1=1(4)常用公式AB+AB=A还原律：(A+B)(A+B)=AA+AB=A吸收率：A(A+B)=AA(A+B)=ABA+AB=A+B证：A+AB=(A+A)(A+B)明分配率A+BC=(A+B)(A+C)互补率A+A=1互补率A+A=10-1率A·1=11=1 =1(A+B)=A+B冗余律：AB+AC+BC=AB+AC证明：AB+AC+BC=AB+AC+(A+A)BC=AB+AC+ABC+ABC互补率A+A=1互补率A+A=1分配率A(B+C)=AB+AC0-1率A+1=1=AB(1+C)+AC(1+B)3.1.2逻辑代数运算的基本法则(1)代入法则：任何一个含有变量A的等式，如果将所有出现A的位置都用同一个逻辑函数代替，则等式仍然成立。
《数字电子技术》电子教案第一章：数字电路基础1.1 数字电路概述数字电路的概念数字电路的特点数字电路的应用领域1.2 数字逻辑基础逻辑代数逻辑函数逻辑门1.3 数字电路的基本组成逻辑门电路逻辑电路图逻辑表达式第二章：组合逻辑电路2.1 组合逻辑电路概述组合逻辑电路的概念组合逻辑电路的特点组合逻辑电路的应用领域2.2 常见的组合逻辑电路编码器译码器多路选择器算术逻辑单元2.3 组合逻辑电路的设计方法最小项方法卡诺图方法逻辑门实现方法第三章：时序逻辑电路3.1 时序逻辑电路概述时序逻辑电路的概念时序逻辑电路的特点时序逻辑电路的应用领域3.2 常见的时序逻辑电路触发器计数器寄存器移位寄存器3.3 时序逻辑电路的设计方法状态图设计方法状态表设计方法逻辑门实现方法第四章：数字电路仿真4.1 数字电路仿真概述数字电路仿真的概念数字电路仿真的特点数字电路仿真的应用领域4.2 数字电路仿真工具ProteusMultisimLabVIEW4.3 数字电路仿真实例组合逻辑电路仿真时序逻辑电路仿真数字系统综合仿真第五章：数字电路应用实例5.1 数字电路应用概述数字电路应用的概念数字电路应用的特点数字电路应用的领域5.2 数字电路应用实例数字钟自动售货机数字音箱5.3 数字电路应用设计方法需求分析系统调试第六章：数字电路设计流程6.1 需求分析分析系统的功能需求确定输入输出关系确定电路性能指标6.2 逻辑设计选择合适的逻辑门实现电路功能绘制逻辑电路图编写逻辑表达式6.3 电路仿真与优化使用仿真工具验证电路功能优化电路性能调整电路参数第七章：数字电路的测试与维护7.1 数字电路测试概述测试的目的和方法测试电路的组成测试用例的7.2 数字电路测试技术功能测试边界测试7.3 数字电路的维护维护的方法和技巧故障诊断与排除电路升级与优化第八章：数字集成电路8.1 数字集成电路概述集成电路的分类和特点数字集成电路的封装形式数字集成电路的应用领域8.2 常见数字集成电路逻辑门集成电路触发器集成电路计数器集成电路模拟接口集成电路8.3 数字集成电路的选择与使用根据电路需求选择合适的集成电路了解集成电路的性能参数正确使用和保护集成电路第九章：数字系统的可靠性设计9.1 可靠性概述可靠性的概念和指标数字系统可靠性的重要性影响可靠性的因素9.2 提高数字系统可靠性的方法冗余设计容错设计降额设计9.3 可靠性测试与评估可靠性测试的方法和步骤可靠性数据的收集与分析可靠性评估的方法第十章：数字电路技术的发展趋势10.1 数字电路技术的现状集成电路技术的进展数字电路设计方法的发展数字电路应用领域的拓展10.2 数字电路技术的发展趋势纳米集成电路技术量子计算与量子集成电路智能数字电路与系统10.3 我国数字电路技术的发展我国数字电路技术的发展现状我国数字电路技术的挑战与机遇我国数字电路技术的政策与规划重点和难点解析重点环节1：数字电路的基本组成和逻辑门解析：理解逻辑门的概念、功能和组合是学习数字电路的基础。
