数字电路第七章1
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第一章数制和码制1.表示数量大小基本概念:基数数码位权数制几种进制:特点,表示方法转换:二进制模拟按权展开信号十进制小数:乘基数取整法数字表现形式数码整数:除以基数倒取余数法八十六算术运算:+-*/ 想要只用移位和相加全部解决补码正数:原码=反码=补码负数:原码按位取反反码加1 补码补码的运算2.表示不同事物或事物的不同状态,又称“代码”编制规则:码制(各种码制的特点、相互关系)十进制代码:(书上还有5211码)注:8421BCD码和十进制间的转换是直接按位(按组)转换如:(36)10=(0011 0110)8421BCD=(110110)8421BCD(101 0001 0111 1001)8421BCD=(5179)10格雷码(循环码):①相邻性:任意两个相邻码组间仅有一位的状态不同。
②循环性:首尾两个码组也具有相邻性。
ASCII码(美国信息交换标准代码):采用7位二进制编码,用来表示27(即128)个字符。
注意0~9,a~z,A~Z的ASCII码特点第二章逻辑代数基础一、逻辑代数(开关代数、布尔代数)与(逻辑相乘)Y = A·B = AB1.基本运算或(逻辑相加)Y = A+B非(逻辑求反)Y = (A)‘衍生出:与非:BAY+=或非:BAY+=与或非:CDABY+=异或:BAB ABAY+=⊕=互为反运算同或:ABBABAY+=Θ=2.基本公式(定律):衍生出常用公式:注意记忆它们的图形符号3.基本定理:(注意结合例题进行练习、理解)代入定理:任何一个含有某变量的等式,如果等式中所有出现此变量的位置均代之以一个逻辑函数式,则此等式依然成立。
反演定理:对于任意一个逻辑函数式 F ,做如下处理:①运算符“.”与“+”互换,“”与“⊙”互换②常量“0”换成“1”,“1”换成“0”;③原变量换成反变量,反变量换成原变量。
那么得到的新函数式称为原函数式F 的反函数式对偶定理:若两逻辑式相等,则它们对应的对偶式也相等。
数字电子技术教案第一章:数字电路基础1.1 数字电路简介了解数字电路的基本概念、特点和应用领域掌握数字电路的基本组成元素1.2 逻辑门认识与门、或门、非门、异或门等基本逻辑门掌握逻辑门的真值表和布尔表达式1.3 逻辑函数及其简化理解逻辑函数的概念和特点学会使用卡诺图和Karnaugh图进行逻辑函数的简化第二章:组合逻辑电路2.1 组合逻辑电路概述了解组合逻辑电路的定义和特点掌握组合逻辑电路的分析和设计方法2.2 常用组合逻辑电路认识加法器、编码器、译码器、多路选择器等常用组合逻辑电路学会分析组合逻辑电路的功能和真值表2.3 组合逻辑电路的设计方法学会使用逻辑门搭建组合逻辑电路掌握组合逻辑电路的测试和优化方法第三章:时序逻辑电路3.1 时序逻辑电路概述了解时序逻辑电路的定义和特点掌握时序逻辑电路的分析和设计方法3.2 常用时序逻辑电路认识触发器、计数器、寄存器等常用时序逻辑电路学会分析时序逻辑电路的功能和真值表3.3 时序逻辑电路的设计方法学会使用逻辑门和触发器搭建时序逻辑电路掌握时序逻辑电路的测试和优化方法第四章:数字电路仿真与实验4.1 数字电路仿真软件介绍了解常见的数字电路仿真软件及其功能学会使用至少一款数字电路仿真软件进行电路仿真4.2 组合逻辑电路实验利用仿真软件或实际电路搭建组合逻辑电路完成组合逻辑电路的功能测试和性能分析4.3 时序逻辑电路实验利用仿真软件或实际电路搭建时序逻辑电路完成时序逻辑电路的功能测试和性能分析第五章:数字电路应用案例分析5.1 数字电路在通信领域的应用了解数字电路在通信领域的主要应用实例分析通信系统中数字电路的作用和性能要求5.2 数字电路在计算机领域的应用了解数字电路在计算机领域的主要应用实例分析计算机中数字电路的作用和性能要求5.3 数字电路在其他领域的应用了解数字电路在其他领域的主要应用实例分析不同领域中数字电路的作用和性能要求第六章:数字电路设计方法与实践6.1 数字电路设计流程掌握数字电路设计的整体流程,包括需求分析、方案设计、原理图绘制、仿真测试、硬件实现和调试等步骤。
第7章 时序逻辑电路7.1 概述时序电路在任何时刻的稳定输出,不仅与该时刻的输入信号有关,而且还与电路原来的状态有关。
图7.1.1 时序逻辑电路的结构框图2、时序电路的分类 (1) 根据时钟分类同步时序电路中,各个触发器的时钟脉冲相同,即电路中有一个统一的时钟脉冲,每来一个时钟脉冲,电路的状态只改变一次。
异步时序电路中,各个触发器的时钟脉冲不同,即电路中没有统一的时钟脉冲来控制电路状态的变化,电路状态改变时,电路中要更新状态的触发器的翻转有先有后,是异步进行的。
(2)根据输出分类米利型时序电路的输出不仅与现态有关,而且还决定于电路当前的输入。
穆尔型时序电路的其输出仅决定于电路的现态,与电路当前的输入无关;或者根本就不存在独立设置的输出,而以电路的状态直接作为输出。
7.2 时序逻辑电路的分析方法时序电路的分析步骤:电路图 时钟方程、输出方程、驱动方程 状态方程 计算 状态表(状态图、时序图) 判断电路逻辑功能 分析电路能否自启动。
7.2.1 同步时序电路的分析方法 分析举例:[例7.2.1]7.2.2 异步时序电路的分析方法 分析举例:[例7.2.3] 7.3 计数器概念:在数字电路中,能够记忆输入脉冲CP 个数的电路称为计数器。
计数器累计输入脉冲的最大数目称为计数器的“模”,用M 表示。
计数器的“模”实际上为电路的有效状态。
计数器的应用:计数、定时、分频及进行数字运算等。
计数器的分类:(1)按计数器中触发器翻转是否同步分:异步计数器、同步计数器。
(2)按计数进制分:二进制计数器、十进制计数器、N 进制计数器。
(3)按计数增减分:加法计数器、减法计数器、加/减法计数器。
7.3.1 异步计数器X X Y 1Y m输入输出一、异步二进制计数器1、异步二进制加法计数器分析图7.3.1 由JK触发器组成的4位异步二进制加法计数器。
分析方法:由逻辑图到波形图(所有JK触发器均构成为T/触发器的形式,且后一级触发器的时钟脉冲是前一级触发器的输出Q),再由波形图到状态表,进而分析出其逻辑功能。
一、各章的重点、难点和教学要求(这里所的难点内容中的难点,不包括非重点内容中的难点。
)第一章逻辑代数基础逻辑代数是本书中分析和和设计数字逻辑电路时使用的主要数学工具,所以把它安排在第一章。
本章重点内容有:1、逻辑代数的基本公式和常用公式:2、逻辑代数的基本定理;3、逻辑函数的各种表示方法及相互转换;4、逻辑函数的化简方法;5、约束项、任意项、无关项的概念以及无关项在化简逻辑函数中的应用。
“最小项”和“任何一个逻辑函数式都可以化为最小项之和形式”是两个非常重要的概念,在逻辑函数的化简和变换中经常用到。
而“最大项”用得很少,不是本章的重点内容。
第一章里没有太难掌握的内容。
稍微难理解一点的是约束项、任意项、无关项这几个概念。
建议讲授过程中多举几个例子,这样可加深对这几个概念的理解。
第二章门电路虽然这章讨论的只是门电路铁外特性,但无论集成电路内部电路多么复杂,只要它们和这一章所讲的门电路具有相同的输入、输出电路结构,则这里对输入、输出特性的分析对它们也同样适同。
因此,这一章是全书对电路进行分析的基础。
本章的重点内容包括以下三个方面:1、半导体二极管三极管(包括双极型和MOS型)开关装态下的等效电路和外特性;2、TTL电路的外特性及其应用;3、CMOS电路的外特性及应用。
为了正确理解和运用这些外特性,需要了解TTL电路和CMOS电路的输入电路和输出电路结构及它们的工作原理。
内部的电路结构不是重点内容。
鉴于CMOS电路在数字集成电路中所占的比重已远远超过了TTL电路,建议在讲授时适当加大C MOS电路的比重,并相应压缩TTL电路的内容。
其他类型的双极型数字集成电路属于扩展知识面的内容。
第2.8节两种集成电路的接口问题可以作为学生自学时的阅读材料。
TTL电路的外特性是本章的一个难点,同时也是一个重点。
尤其是输入端采用多发射极三极管结构时,对输入特性的全面分析比较复杂。
从实用的角度出发,只要弄清输入为高/低时输入电流的实际方向和数值的近似计算就可以了。
数字电子技术教案第一章:数字电路基础1.1 数字电路概述了解数字电路的定义、特点和应用领域掌握数字电路的基本组成和基本原理1.2 数字逻辑基础学习逻辑代数的基本运算和规则熟悉逻辑函数的表示方法及其相互转换1.3 数字电路的表示方法掌握逻辑函数的图形表示方法(逻辑图、真值表)学习逻辑函数的代数化简方法第二章:数字电路的基本单元2.1 逻辑门电路了解常见的逻辑门电路(与门、或门、非门、异或门等)掌握逻辑门电路的电压传输特性2.2 逻辑函数及其简化学习逻辑函数的代数化简方法(卡诺图、最小项、最大项)熟悉逻辑函数的简化原则和步骤2.3 逻辑门电路的设计与实现学习逻辑门电路的设计方法掌握逻辑门电路的实际制作和调试技巧第三章:组合逻辑电路3.1 组合逻辑电路的基本概念了解组合逻辑电路的定义和特点掌握组合逻辑电路的分析和设计方法3.2 常见的组合逻辑电路学习编码器、译码器、多路选择器、算术逻辑单元等常见组合逻辑电路的原理和应用3.3 组合逻辑电路的设计与实现学习组合逻辑电路的设计方法掌握组合逻辑电路的实际制作和调试技巧第四章:时序逻辑电路4.1 时序逻辑电路的基本概念了解时序逻辑电路的定义、特点和应用领域掌握时序逻辑电路的分析和设计方法4.2 常见的时序逻辑电路学习触发器、计数器、寄存器等常见时序逻辑电路的原理和应用4.3 时序逻辑电路的设计与实现学习时序逻辑电路的设计方法掌握时序逻辑电路的实际制作和调试技巧第五章:数字电路的应用5.1 数字电路在计算机中的应用了解计算机的基本组成和工作原理学习微处理器、存储器、输入输出接口等计算机关键部件的设计和应用5.2 数字电路在通信系统中的应用了解通信系统的基本原理和数字调制技术学习数字通信系统中数字电路的设计和应用5.3 数字电路在其他领域中的应用了解数字电路在数字信号处理、嵌入式系统、工业控制等领域中的应用学习数字电路在不同领域中的设计和应用案例第六章:数字电路仿真与实验6.1 数字电路仿真基础学习数字电路仿真原理和工具熟悉使用仿真软件进行数字电路设计和验证的方法6.2 组合逻辑电路仿真与实验利用仿真软件对组合逻辑电路进行设计和验证分析仿真结果,优化电路性能6.3 时序逻辑电路仿真与实验利用仿真软件对时序逻辑电路进行设计和验证分析仿真结果,优化电路性能第七章:数字电路设计与验证7.1 数字电路设计流程熟悉数字电路设计的基本流程和方法掌握需求分析、模块设计、仿真验证和硬件实现等环节7.2 组合逻辑电路设计实例学习组合逻辑电路设计实例,如编码器、译码器等掌握设计方法和技术要求7.3 时序逻辑电路设计实例学习时序逻辑电路设计实例,如触发器、计数器等掌握设计方法和技术要求第八章:数字电路测试与维护8.1 数字电路测试方法学习数字电路测试的基本方法和策略掌握功能测试、结构测试和边界测试等技术8.2 数字电路调试与优化了解调试过程和方法,提高电路性能学习电路优化技巧,降低功耗和成本8.3 数字电路故障诊断与修复学习故障诊断原理和方法,如逻辑分析仪、示波器等工具的使用掌握故障分析和修复技巧,提高电路可靠性第九章:数字集成电路9.1 数字集成电路概述了解数字集成电路的分类、特点和应用领域掌握数字集成电路的基本结构和原理9.2 常见数字集成电路学习门阵列、触发器、寄存器等常见数字集成电路的原理和应用9.3 数字集成电路的设计与实现学习数字集成电路的设计方法掌握数字集成电路的实际制作和调试技巧第十章:数字电路技术的发展趋势10.1 数字电路技术的创新应用了解数字电路技术在、物联网、生物医疗等领域的创新应用学习数字电路技术在这些领域的发展前景和挑战10.2 新型数字电路技术学习新型数字电路技术,如量子计算、碳纳米管电路等掌握这些技术的原理和优势,了解其发展趋势和应用前景10.3 数字电路技术的未来发展了解数字电路技术在未来的发展趋势和挑战学习如何适应和推动数字电路技术的发展,为人类社会作出贡献重点和难点解析重点环节1:逻辑函数的表示方法及其相互转换补充和说明:逻辑函数的表示方法是理解数字电路的基础,包括逻辑图、真值表及其代数表达式。
《中职数字电路教案》PPT课件第一章:数字电路概述1.1 数字电路的概念介绍数字电路的定义和特点解释数字电路与模拟电路的区别1.2 数字电路的组成介绍数字电路的基本组成部分,如逻辑门、触发器、计数器等展示数字电路的实际应用场景第二章:逻辑门电路2.1 逻辑门的基本概念介绍逻辑门的作用和分类,如与门、或门、非门等解释逻辑门的特点和应用2.2 逻辑门电路的设计与分析教授逻辑门电路的设计方法分析实际逻辑门电路的案例第三章:逻辑函数与逻辑代数3.1 逻辑函数的概念介绍逻辑函数的定义和表示方法解释逻辑函数的重要性3.2 逻辑代数的运算规则教授逻辑代数的运算规则和定律进行逻辑函数的化简和变换第四章:触发器与计数器4.1 触发器的概念与分类介绍触发器的作用和分类,如RS触发器、JK触发器、T触发器等解释触发器的工作原理和特点4.2 计数器的概念与分类介绍计数器的作用和分类,如二进制计数器、十进制计数器等解释计数器的工作原理和应用第五章:数字电路设计与实践5.1 数字电路设计的基本步骤介绍数字电路设计的基本流程和方法解释数字电路设计的重要性和注意事项5.2 数字电路实践案例分析实际数字电路的设计案例展示数字电路的实际制作和调试过程第六章:数字电路仿真与实验6.1 数字电路仿真软件的使用介绍常见的数字电路仿真软件,如Multisim、Proteus等演示如何使用仿真软件进行数字电路的仿真实验6.2 数字电路实验操作讲解数字电路实验的基本操作,如元器件的识别与使用,电路连接,信号测量等分析实验结果,解释实验中可能出现的问题及解决方法第七章:数字电路与计算机7.1 计算机的基本组成介绍计算机的基本组成部件,如CPU、内存、输入输出设备等解释数字电路在计算机中的重要作用7.2 计算机的数字电路应用实例分析计算机中常见的数字电路应用实例,如微处理器、存储器、运算器等讲解数字电路在计算机中的工作原理及性能优化第八章:数字通信与数字电路8.1 数字通信基本概念介绍数字通信的定义、特点和分类解释数字电路在数字通信系统中的作用8.2 数字电路在通信系统中的应用分析数字电路在调制、解调、编码、解码等通信过程中的应用讲解数字电路在通信系统中的性能指标和优化方法第九章:数字电路在现代生活中的应用9.1 数字电路在的家电产品中的应用介绍数字电路在家电产品中的应用实例,如电视机、洗衣机、空调等解释数字电路在家电产品中的作用和优势9.2 数字电路在现代工业中的应用讲解数字电路在现代工业生产过程中的应用,如自动化控制系统、等分析数字电路在现代工业中的重要作用及发展趋势第十章:数字电路的发展趋势与前景10.1 数字电路技术的最新发展介绍数字电路技术的最新研究动态和成果,如量子计算、碳纳米管等分析数字电路技术的发展趋势10.2 数字电路产业的前景与挑战讲解数字电路产业的发展现状及未来发展趋势分析数字电路产业面临的挑战及应对策略重点解析本文教案主要介绍了中职数字电路的基本概念、组成、逻辑门电路、逻辑函数与逻辑代数、触发器与计数器、数字电路设计与实践、数字电路仿真与实验、数字电路与计算机、数字通信与数字电路、数字电路在现代生活中的应用以及数字电路的发展趋势与前景等内容。