数字电子技术课程实践项目
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《数字电子技术与项目实训》课程标准一.课程信息课程名称:数字电子技术与项目实训课程类型:(电子信息工程技术专业必修课)课程代码:()授课对象:(电子信息类专业)学分:(4学分)先修课:(《电路分析》《模拟电路技术基础》)学时:(64学时)后续课:(无)制定人:胡智林制定时间:2011年7月15日星期五二.课程性质、任务和目的《模拟电子技术基础》是电子技术的专业基础课。
通过本课程的学习,学生将具备数字电路的逻辑分析与设计的基本知识,掌握数字系统中常用功能部件的应用分析、逻辑设计与仿真测试等基本技能,为后续课程,如数字系统设计、计算机组成原理、微型计算机接口技术等打下坚实的基础。
课程的目的是在讲解逻辑电路基本概念和基本知识的基础上,培养学生使用各种逻辑分析与设计的工程方法和工程工具,学习典型逻辑功能部件的内部结构,掌握其工作原理,可以承担小型数字电路分析或设计的简单应用课题。
课程的任务是引入必要的数制和码制知识,通过逻辑代数的基本定律、规则、常用公式的介绍,建立数字逻辑的基本概念,进而深入学习组合电路、时序电路分析与设计中的逻辑工具、基本方法以及仿真软件的测试技术。
使学生不仅掌握典型电路的传统分析与设计技术,而且掌握现代数字系统中重要的仿真分析及测试方法。
三.课程设计(一).课程目标设计1.知识目标(1)熟悉数字电子技术的有关基本概念、术语;了解逻辑代数基本定律和逻辑函数的公式法化简及卡诺图化简。
(2)掌握TTL和CMOS门电路及各种集成触发器的逻辑功能和外特性。
(3)掌握常用组合逻辑电路的功能及分析方法,学会一般的组合逻辑电路的设计方法(用SSI和MSI 器件);掌握常用的时序电路的功能及分析方法,学会同步计数器的设计方法。
(4)熟悉常用脉冲波形产生与变换电路的工作原理及其应用。
(5)了解A/D,D/A电路及半导体存储器、可编程逻辑器件的原理及其应用。
(6)具有正确使用脉冲信号发生器、示波器等实验仪器的能力。
数字电子技术 课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解数字电子技术的基本概念,掌握数字电路的组成原理;2. 学会分析并设计简单的数字电路,如逻辑门、组合逻辑电路及时序逻辑电路;3. 掌握数字电子技术中的常见编码和译码方法,了解数字显示技术。
技能目标:1. 能够运用所学知识,使用数字电路设计软件进行简单电路的设计与仿真;2. 培养学生动手实践能力,完成数字电路的搭建和测试;3. 提高学生团队协作和问题解决能力,通过项目实践,解决实际问题。
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. 培养学生严谨的科学精神,注重实验数据的真实性,遵循实验操作规范;3. 增强学生的环保意识,了解数字电子产品对环境的影响,倡导绿色消费。
课程性质:本课程为数字电子技术领域的实践性课程,旨在通过理论教学与实验操作相结合,帮助学生掌握数字电子技术的基本知识,提高实际应用能力。
学生特点:高二年级学生,已具备一定的物理基础和电路知识,对数字电子技术有一定了解,但实践操作经验不足。
教学要求:注重理论与实践相结合,强化实验操作训练,提高学生动手实践能力。
通过项目驱动的教学方法,培养学生团队协作和问题解决能力。
同时,关注学生情感态度价值观的培养,使其形成正确的科学观和价值观。
将课程目标分解为具体的学习成果,便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 数字逻辑基础:逻辑函数、逻辑门电路、逻辑代数及化简方法。
- 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、寄存器等。
- 教材章节:第三章 时序逻辑电路4. 数字电路设计:数字电路设计流程、仿真软件使用、简单数字电路设计实例。
- 教材章节:第四章 数字电路设计5. 数字显示技术:LED显示技术、LCD显示技术、OLED显示技术。
《数字电子技术》项目课程开发与实践摘要:《数字电子技术》是高职电子信息、电气自动化等电子类专业的一门重要的专业基础课程。
本文探讨了项目课程的设计开发,并就如何在教学中实践进行了探讨。
关键词:数字电子技术?项目课程?教学改革中图分类号:g421 文献标识码:a 文章编号:1674-098x(2012)09(c)-0175-01《数字电子技术》是高职电子信息、电气自动化等电子类专业的一门重要的专业基础课程,理论与技能的紧密结合是本课程的重要特点。
传统的教学把理论学习和技能训练隔离开来,理论课以教师在课堂上讲授为主,技能训练则由专职的实验教师在实验室里进行,基本上也是以传授知识为目的,实验的内容主要是验证理论知识,强化对理论知识的理解,学生处于被动学习的地位,动手机会少,实验目的不明确,从而造成学生缺乏学习兴趣和主动性,因此必须对《数字电子技术》课程的教学方式进行教学改革,实施项目课程开发。
1 项目课程设计项目课程是以工作任务为中心选择、组织课程内容,并以完成工作任务为主要学习方式的课程模式,其核心是“基于工作过程”,在工作中学习,在学习中工作,教师在整个过程中充当导演的角色,充分发挥学生的主体性,调动学生学习的主动性。
这样不但提高了学生的基本操作能力,又可以提高学生的创新思维能力和创新技能。
根据我们多年来对《数字电子技术》课程教学的实践,结合高职学生知识储备和人才培养方案的要求,我们把该课程分成表决器、抢答器、数字时钟、烟雾报警器、数控电源等五个电子器件的制作,构成五个教学项目,具体的教学设计如表1所示。
2 项目课程设计的特点2.1 项目内容简单,涵盖知识点全面精选的五个工作项目,学生制作起来难度不大,在规定的学时内较容易完成。
同时完成五个项目需要的理论知识各有侧重,涵盖了《数字电子技术》课程逻辑代数基础、集成逻辑门电路、组合逻辑电路、集成触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与整形、数模、模数转换器等所有内容,保证了课程理论知识结构的完整。
《数字电子技术与实践》课程思政教学案例一、教学目标1. 知识目标:让学生掌握数字电子技术的基本概念、原理和方法,了解数字电子技术的应用和发展趋势。
2. 能力目标:培养学生的实践操作能力、问题解决能力和创新思维能力,提高学生的团队协作能力和沟通表达能力。
3. 德育目标:通过课程思政教学,培养学生的爱国情怀、科学精神、创新意识和工匠精神,提高学生的职业素养和社会责任感。
二、教学内容与教学重点、难点1. 教学内容:本课程主要内容包括数字电子技术的基本概念、数字逻辑运算、数字电路设计、数字系统分析等。
实践环节包括数字电路制作、调试和测试等。
2. 教学重点:数字电子技术的原理和方法,数字电路的设计和制作。
3. 教学难点:数字电路的调试和测试,数字系统的分析和设计。
三、教学方法与手段1. 理论教学:采用多媒体教学、板书和实物展示相结合的方式,通过案例分析、小组讨论等形式,引导学生掌握数字电子技术的基本概念和原理。
2. 实验教学:采用实验箱、仿真软件等工具,引导学生进行数字电路的制作、调试和测试,提高学生的实践操作能力。
3. 思政元素融入:通过展示我国在数字电子技术领域的成就和贡献,激发学生的爱国情怀和创新意识;通过团队合作和沟通表达训练,培养学生的团队协作能力和社会责任感。
四、教学过程设计1. 导入新课:通过展示数字电子技术在现代社会中的应用,引导学生思考数字电子技术的意义和作用,引出本课程的主要内容。
2. 理论教学:通过案例分析,引导学生掌握数字电子技术的原理和方法;通过小组讨论,引导学生思考数字电路的设计和制作过程中可能遇到的问题和解决方法。
3. 实验教学:组织学生进行数字电路的制作、调试和测试,引导学生掌握数字电路的调试和测试方法;通过问题解答和经验分享,提高学生的实践操作能力和问题解决能力。
4. 思政元素融入:通过展示我国在数字电子技术领域的成就和贡献,激发学生的爱国情怀和创新意识;通过介绍工匠精神在数字电子技术领域的应用,培养学生的职业素养和社会责任感。
《数字电子技术与实践》课程标准一、课程基本信息1. 课程名称:《数字电子技术与实践》2. 课程时长:48学时(每周3学时,共16周)3. 授课对象:电子信息工程、计算机科学与技术等相关专业学生4. 课程目标:通过本课程的学习,学生应掌握数字电子技术的基本概念、原理和方法,能够应用数字电子技术解决实际问题,提高实践能力和创新意识。
二、教学内容与要求1. 数字电子技术基础:介绍数字电路的基本概念、逻辑门、触发器、寄存器、计数器等基本元件和电路。
2. 数字电路设计:学习数字电路的设计方法,包括组合逻辑电路、时序逻辑电路、数字系统设计等。
3. 数字电路应用:通过实践项目,使学生掌握数字电路在实际应用中的设计、制作和调试方法。
4. 实验要求:学生应独立完成实验报告,包括实验目的、实验原理、实验设备、实验步骤、实验结果与分析等。
实验报告应准确、清晰、规范。
三、教学方法与手段1. 理论讲授:通过讲解案例和实际应用,使学生了解数字电子技术的实际应用价值和应用方法。
2. 实验教学:通过实践项目,使学生掌握数字电路的设计、制作和调试方法。
3. 小组讨论:鼓励学生开展小组讨论,培养团队合作精神和沟通能力。
4. 多媒体教学:利用多媒体课件、视频等教学资源,提高教学效果。
四、考核方式与标准1. 平时成绩:根据出勤率、课堂表现和作业完成情况,占总成绩的30%。
2. 实验成绩:根据实验报告和实验操作表现,占总成绩的40%。
3. 期末考试:采用闭卷考试形式,主要考察学生对数字电子技术的理论知识和实践技能的掌握情况,占总成绩的30%。
五、课程资源1. 教材:《数字电子技术与实践》教材(可选用相关教材或自编讲义)2. 教学课件:包括PPT、视频等教学资源。
3. 实验设备:提供数字电路实验箱、示波器等实验设备。
4. 实践项目:提供数字电路设计实践项目,供学生选择。
5. 学习资源:提供数字电子技术的相关学习资源,如视频教程、网络课程等。
《数字电子技术》课程教学改革与实践摘要:我院针对高职院校的《数字电子技术》课程教学模式,以项目为载体,以行动为导向,从课程定位与设计、课程改革思路、课程改革与创新等方面进改革。
本文探讨了《数字电子技术》课程教学改革与实践相关问题。
关键词:《数字电子技术》课程改革与实践理实一体化教学方法我院积极响应教育部关于课程改革与创新的号召,从教学实际出发,广泛采用工学结合、项目化教学选择课程教学内容,重在培养学生实践能力。
采用行动导向的教学方法,重视过程考核,强调基于工作过程,通过课程改革与实践培养了一批机电一体化专业电子技术应用能力较强的学生,教学质量明显提高。
一、课程定位与设计1.课程的性质《数字电子技术》课程是机电一体化技术专业的一门专业核心基础课。
该课程以数字电子电路的分析、设计与制作为基础,培养学生认识电子元器件和电子线路图,分析和制作典型数字电子电路的能力,是后续课程“单片机应用”、“电子线路cad protel”、“机电产品维修技术”等专业课程的基础。
2.课程的作用通过本课程学习,培养学生的数字电子技术的分析、设计、应用与制作能力,为后续课程的学习打下坚实的理论基础和实践基础,支撑电子设计竞赛及毕业设计等课程教学任务的完成。
3.课程的特点《数字电子技术》与《模拟电子技术》相比较:(1)同时具有算术运算和逻辑运算功能。
(2)电路实现简单,主要以布尔代数作为基础的数字逻辑电路。
(3)集成度高,功能实现容易。
4.课程的教学特点《数字电子技术》是有一定难度的课程,需要理论知识的支撑和实践能力的积累。
数字电子技术更新快,在教学内容载体的选择上十分重要。
采用理实一体化项目课程模式,使理论与实践有机结合,重在各种数字集成电路芯片的应用。
二、课程改革思路教学重心由以往重视传授知识向注重培养学生的数字电路综合能力方向转变,遵循“理论够用,重在实践”的原则,并在教学过程中不断深入研究和探索。
1.采用“教、学、做”的理实一体化教学方法,即让学生在制作、调试、测试若干个典型电子电路中学习理论知识,从而使理论与实践交替出现,抽象与形象交叉产生,提高高职生的学习兴趣,增强学习效果。
.《数字电子技术》课程设计报告设计题目: 数字钟班级学号:1407080701221 1407080701216 1407080701218学生:志强企海清指导教师:周玲时间:2016.6.15-2016.6.16《数字电子技术》课程设计一、设计题目:数字钟的设计一、设计任务与要求:1.时钟显示功能,能够以十进制显示“时”、“分”、“秒”。
其中时为24进制,分秒为60进制。
2. 其他功能扩展:(1)设计一个电路实现时分秒校准功能。
(2)闹钟功能,可按设定的时间闹时。
(3)设计一个电路实现整点报时功能等。
在59分51秒、53秒、55秒、57秒输出750Hz 音频信号,在59分59秒时输出1000Hz信号,音频持续1s,在1000Hz荧屏结束时刻为整点。
二、设计方案:数字电子钟由石英晶体振荡器、分频器、计数器、译码器显示器和校时电路组成。
振荡器产生稳定的高频脉冲信号,作为数字钟的时间基准,然后经过分频器输出标准秒脉冲。
秒计数器满60后向分计数器进位,分计数器满60后向小时计数器进位,小时计数器按照“24翻1”规律计数。
计数器的输出分别经译码器送显示器显示。
计时出现误差时,可以用校时电路校时、校分。
三、芯片选定及各单元功能电路说明:实验器材及主要器件(1)CC4511 6片(2)74LS90 5片(3)74LS92 2片(4)74LS191 1片(5)74LS00 5片(6)74LS04 3片(7)74LS74 1片(8)74LS2O 2片(9)555集成芯片1片(10)共阴七段显示器6片(11)电阻、电容、导线等若干①振荡器石英晶体振荡器的特点是振荡频率准确、电路结构简单、频率易调整。
它还具有压电效应,在晶体某一方向加一电场,则在与此垂直的方向产生机械振动,有了机械振动,就会在相应的垂直面上产生电场,从而机械振动和电场互为因果,这种循环过程一直持续到晶体的机械强度限止时,才达到最后稳定。
这用压电谐振的频率即为晶体振荡器的固有频率。
数字电子技术课程设计(数字时钟逻辑电路的设计与实现)学院:信息学院班级:学号:姓名:刘柳指导教师:楚岩课设时间:2009年6月21日—2009年6月26日一摘要数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置,与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性,且无机械装置,具有更更长的使用寿命,因此得到了广泛的使用。
诸如按时自动打铃,时间程序自动控制,定时启闭路灯,定时开关烘箱,通断动力设备,甚至各种定时电气的的自动启用等。
这些都是以数字时钟作为时钟源的。
数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路,其中包括了组合逻辑电路和时序电路。
目前,数字钟的功能越来越强,并且有多种专门的大规模集成电路可供选择。
经过了数字电路设计这门课程的系统学习,特别经过了关于组合逻辑电路与时序逻辑电路部分的学习,我们已经具备了设计小规模集成电路的能力,借由本次设计的机会,充分将所学的知识运用到实际中去。
二主要技术指标1.设计一个有时、分、秒(23小时59分59秒)显示的电子钟2.该电子钟具有手动校时功能三方案论证与选择要想构成数字钟,首先应选择一个脉冲源——能自动地产生稳定的标准时间脉冲信号。
而脉冲源产生的脉冲信号的频率较高,因此,需要进行分频,使高频脉冲信号变成适合于计时的低频脉冲信号,即“秒脉冲信号”(频率为1HZ)。
经过分频器输出的秒脉冲信号到计数器中进行计数。
将标准秒信号送入“秒计数器”,“秒计数器”采用60进制计数器,每累计60秒发一个“分脉冲”信号,该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。
“分计数器”也采用60进制计数器,每累计60分钟,发出一个“时脉冲”信号,该信号将被送到“时计数器”。
“时计数器”采用24进制计时器,可实现对一天24小时的累计。
此时需要分别设计60进制,24进制计数器,各计数器输出信号经译码器到数字显示器,使“时”、“分”、“秒”得以数字显示出来。
值得注意的是:任何计时装置都有误差,因此应考虑校准时间电路。
数字电子技术课程设计项目:拔河游戏机姓名:李磊专业:网络工程班级: 092学号: 18870902112011.06目录一、设计任务及要求 (2)1.1设计目的 (2)1.2实验器材 (2)1.3实验原理 (2)二、设计总框图 (3)三、实验部分器材示意图 (3)四、功能模块设计 (4)4.1编码路 (4)4.2整形电路 (4)4.3译码电路 (6)4.4计数电路 (6)4.5胜负显示电路 (7)4.6复位电路 (7)五、总原理图 (9)六、课程设计总结 (13)七、实验心得 (13)数字电子技术课程设计一、设计任务及要求1.1设计目的掌握四数计数器CC4518,CC40193的原理及使用,显示电路原理。
熟悉与与门、与非门、异或门的使用。
掌握实验电路的工作原理。
培养独立分析故障及排除故障的能力。
1.2 实验器材直流电源译码显示器逻辑电平开关CC4514 4线—16线译码器CC4518 双同步十进制计数器74LS193 同步二进制可逆计数器74LS00 四2输入与非门74LS08 四2输入与门74LS86 四2输入异或门电阻1千欧×41.3实验原理给定实验设备和主要原件器材,按照电路的各部分组成合成一个完整的拔河游戏机。
拔河游戏机需要使用15个(或9个)发光的二极管排列成一行,开机后只有中间一个点亮,以此作为拔河的中心线,游戏双方各持一个按键,迅速地、不断按动产生脉冲,谁按得快亮点向谁的方向移动,每按一次亮点移动一次。
移动到任意一方的终端二极管点亮,这一方就取得了胜利。
此时双方的按键均不起作用,输出保持,只有经复位后才使亮点恢复到中心线。
显示器显示胜者的盘数。
二、设计总体框图三、实验部分器件示意图1、74LS00的引脚图。
2、74LS02的引脚图。
74LS001234567141312111098V CC 4B 4A 4Y 3B 3A 3Y74LS021234567141312111098V CC 4B 4A 4Y 3B 3A 3Y1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND3、74LS08的引脚图。
《数字电子技术》课程思政实践与探索
数字电子技术课程思政实践与探索数字电子技术是当今社会发展的重要方向,它可以帮助我们实现技术的发展,改善生活水平,提升经济竞争力。
在研究数字电子技术的过程中,我们不仅研究知识,而且要从思想上来实践。
数字电子技术课程思政实践主要是指从思想上来实践,增强自身的思想认识能力,提高自身的责任感和觉悟性,以及深入了解和掌握当前社会发展的规律,树立正确的价值观。
数字电子技术课程思政实践是一个综合性的过程,涉及到知识、思想、意识、行动等多个方面。
首先,研究者在研究数字电子技术的过程中,要积极掌握、深入研究科学和技术知识,以深入了解数字电子技术,建立起自己的知识体系,以便在实践中更好地应用。
其次,要提升自己的思想觉悟,系统性地阅读和研究马克思主义,了解社会发展的规律,加强自身的责任感,树立正确的价值观。
最后,要积极参与实际工作,在实际操作中加深对数字电子技术的理解,建立起自己的实践能力,使自己的思想观念和实践能力得到提高和完善,达到自身在数字电子技术的实践能力的最大化。
只有通过数字电子技术课程的思政实践,才能使研究者更加深入地理解数字电子技术,加强自身的责任感,树立正确的
价值观,提高自身的实践能力,从而更好地发挥数字电子技术在社会发展中的作用。
用下降沿触发的JK-FF组成四位同步、异步加计数器数字电子技术课程实践项目《电子技术基础数字部分》用下降沿触发的JK-成四位同步加计数器、异步加计数器计数器是时序电路也是数字系统中使用最多的电路形式,分类的方法也较多。
按计数脉冲触发方式可分为同步和异步两大类;按计数制分类分为二进制、非二进制(包括十进制及其他任意进制)两类;按计数过程中的数值的增减分类可分为加法、减法、可逆计数器。
这些分类又交叉重叠,因而计数器的种类名称较多。
计数器不仅用于对时钟脉冲计数,还可以用于分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列以及进行数字运算等等。
一、同步加计数器:1.输出方程:Co,Q4Q3Q2Q12.状态表二进制数十进二进制数十进CP 制数 CP 制数 QQQQQQQQ 334214210 0 0 0 0 0 9 1 0 0 1 9 1 0 0 0 1 1 10 1 0 1 0 10 2 0 0 1 0 2 11 1 0 1 1 11 3 0 0 1 1 3 12 1 1 0 0 12 4 0 1 0 0 4 13 1 1 0 1 13 5 0 1 0 1 5 14 1 1 1 0 14 6 0 1 1 0 6 15 1 1 1 1 15 7 0 1 1 1 7 16 0 0 0 0 0 8 1 0 0 0 83.驱动方程:JK1,1,1nJKQ22,,1nnJKQQ33,,21nnnJ4K4QQQ,,3214.状态方程:n,1nnQ,JQ,KQ JK触发器特征方程:;将驱动方程代入状态方程可得:1n,nnnQ,JQ,KQ,Q1111111n,nnnnnnQ,JQ,KQ,QQ,QQ222221212 1n,nnnnnnnnQ,JQ,KQ,QQQ,QQQ33333123123n,1nnnnnnnnnnQ,JQ,KQ,QQQQ,QQQQ4444412341234《电子技术基础数字部分》5.将状态方程来推导出真值表。
计数初态次态输出脉冲nn,1nnnn,1n,1n,1序号 QQQQQQQQCo 334214210 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 2 0 0 1 0 0 0 1 1 0 3 0 0 11 0 1 0 0 0 4 0 1 0 0 0 1 0 1 0 5 0 1 0 1 0 1 1 0 0 6 0 1 1 0 0 1 1 1 0 7 0 1 1 1 1 0 0 0 0 8 1 0 0 0 1 0 0 1 0 9 1 0 0 1 1 0 1 0 0 10 1 0 1 0 1 0 1 1 0 11 1 0 1 1 1 1 0 0 0 12 1 1 0 0 1 1 0 1 0 13 1 1 0 1 1 1 1 0 0 14 1 1 1 0 1 1 1 1 0 15 1 1 1 1 0 0 0 0 16.理论状态图《电子技术基础数字部分》7.理论状态转移图8.EWB上的电路图9.仿真结果《电子技术基础数字部分》二、异步加计数器递增计数器就是每输入一个脉冲就进行一次加1运算,而二进制计数是输入脉冲个数与自然二进制数有对应关系。
《数字电子技术》课程标准一、课程基本信息【开课时间】第1学期【学时/学分数】48学时/3学分【课程类型】群平台课【授课对象】物联网和互联网专业群二、课程性质“数字电子技术”是高职物联网技术应用专业群的一门专业基础课。
本课程的主要内容是介绍逻辑函数的表达方式、组合逻辑电路的一般分析方法与简单的逻辑事件的设计方法、时序电路的一般分析方法与设计方法、常用数字集成块芯片的选用、数模转换电路的分析等。
课程开设的目的是让学生通过课程学习获得必要的数字电子技术方面的基本理论知识和操作技能,为以后深入学习数字电子技术在专业领域中的设计和应用打下基础。
通过本课程的学习,使学生掌握数字电子技术的基本概念和技术新知识,培养学生分析中小规模数字集成电路的能力以及根据需要设计和调试功能电路的能力,了解目前常用的各种中大规模集成电路的应用,为后继课程学习等打下基础,为学生从事专业技术工作奠定坚实的基础。
后继课程为《模拟电子技术》、《单片机与接口技术》、《人工智能》等。
三、课程培养目标使学生掌握数字电子技术的基本原理、基本理论、基本知识,具有较强的实验技能,对学生进行电子设计能力训练,为学习后续专业,课程准备必要的知识,并为今后从事有关实际工作奠定必要的基础。
在学习中认识电子技术对现代科学技术重大影响和各种应用,了解并适当涉及正在发展的学科前沿。
1、素质目标(1)培养学生具备正确的政治观念和道德素质等德育品质,具备强烈的工作责任心、科学严谨的工作作风、认真负责的工作态度、团队合作的精神;(2)培养学生安全、环保、质量与效率意识;(3)培养学生具备劳动意识、劳动技能等劳动品质,具有生产观点、经济观点,培养较好的心理素质,具有良好的职业道德素养;(4)培养学生的信息技术应用能力、创新创业能力、实践动手能力;(5)培养学生具备欣赏美,创造美等美育品质,养成爱护工具设备、保护实训环境的良好习惯;(6)通过思政课堂的实施,培养学生的热爱祖国、爱岗敬业的精神,形成正确的人生观、价值观。
数字电子技术
课程实践项目一
编码器、译码器、数据选择器、数据分配器、数值比较器、算术运算器
课程实践项目一:了解运用标准、规范、设计手册等有关技术资料的方法,选择题目查阅设计手册,了解相关芯片及电路的特点、具体型号、参数及应用。
编码器、译码器、数据选择器、数据分配器、数值比较器、算术运算器等器件;
编码器
(1)编码器是将信号(如比特流)或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。
编码器是把角位移或直线位移转换成电信号的一种装置。
前者成为码盘,后者称码尺.按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种.接触式采用电刷输出,一电刷接触导电区或绝缘区来表示代码的状态是“1”还是“0”;非接触式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件,采用光敏元件时以透光区和不透光区来表示代码的状态是“1”还是“0”。
(2)分类
码盘的刻孔方式:增量型、绝对值型
信号的输出类型:电压输出、集电极开路输出、推拉互补输出和长线驱动输出
编码器机械安装形式:有轴型、轴套型
工作原理:光电式、磁电式和触点电刷式
(3)应用:
它是一种将旋转位移转换成一串数字脉冲信号的旋转式传感器,这些脉冲能用来控制角位移,如果编码器与齿轮条或螺旋丝杠结合在一起,也可用于测量直线位移。
编码器产生电信号后由数控制置CNC、可编程逻辑控制器PLC、控制系统等来处理。
这些传感器主要应用在下列方面:机床、材料加工、电动机反馈系统以及测量和控制设备。
编码器一般都是专用的,如电梯专用型编码器、机床专用编码器、伺服电机专用型编码器等,并且编码器都是智能型的,有各种并行接口可以与其它设备通讯。
译码器
(1)译码器是一类多输入多输出组合逻辑电路器件。
译码器是一种具有“翻译”功能的逻辑电路,这种电路能将输入二进制代码的各种状态,按照其原意翻译成对应的输出信号。
有一些译码器设有一个和多个使能控制输入端,又成为片选端,用来控制允许译码或禁止译码。
译码是编码的逆过程,在编码时,每一种二进制代码,都赋予了特定的含义,即都表示
了一个确定的信号或者对象。
把代码状态的特定含义“翻译”出来的过程叫做译码,实现译码操作的电路称为译码器。
或者说,译码器是可以将输入二进制代码的状态翻译成输出信号,以表示其原来含义的电路。
(2)分类:
二进制码译码器:也称最小项译码器,N中取一译码器,最小项译码器一般是将二进制码译为十进制码;
代码转换译码器:是从一种编码转换为另一种编码;
显示译码器:一般是将一种编码译成十进制码或特定的编码,并通过显示器件将译码器的状态显示出来。
(3)应用:
用译码器实现逻辑功能:由于任何一组合逻辑电路都可以写成最小项表达式的形式,而译码器电路的输出列出了该电路的所有最小项表达式(或最小项的非表达式),故我们可能用译码器电路实现各种组合逻辑电路。
使能输入端:在中规模集成电路中经常会碰到使能端(Enable Pin),使能端可以是输入,也可以是输出,其是用来扩展中规模集成电路功能的输入/输出端。
显示译码:在数字系统中常见的数码显示器通常有:发光二极管数码管(LED数码管)和液晶显示数码管(LCD数码管)两种。
LED译码驱动电路:发光二极管点亮只须使其正向导通即可,根据LED的公共极是阳极还是阴极分为两类译码器,即针对共阳极的低电平有效的译码器;针对共阴极LED的高电平输出有效的译码器。
LCD译码驱动器:LCD译码驱动器电路与LED的译码驱动电路不同,其输出不是高电平或低电平,而是脉冲电压,当输出有效时,其输出为交变的脉冲电压,否则为高电平或低电平。
数据选择器
(1)数据选择器根据给定的输入地址代码,从一组输入信号中选出指定的一个送至输出端的组合逻辑电路。
有时也把它叫做多路选择器或多路调制器。
在多路数据传送过程中,能够根据需要将其中任意一路选出来的电路,叫做数据选择器,也称多路选择器或多路开关。
(2)分类
2选1,4选1、8选1和16选1等类型的数据选择器,又叫“多路开关”。
(3)应用
多路转换器的作用主要是用于信号的切换。
目前集成模拟电子开关在小信号领域已成为主导产品,与以往的机械触点式电子开关相比,集成电子开关有许多优点,例如切换速率快、无抖动、耗电省、体积小、工作可靠且容易控制等。
但也有若干缺点,如导通电阻较大,输入电流容量有限,动态范围小等。
因而集成模拟开关主要使用在高速切换、要求系统体积小的场合。
在较低的频段上f<10MHz),集成模拟开关通常采用CMOS工艺制成:而在较高的频段上(f>10MHz),则广泛采用双极型晶体管工艺。
数据分配器
(1)根据地址信号的要求,将一路数据分配到指定输出通道上去的电路,称为数据分配器。
能够将1个输入数据,根据需要传送到m个输出端的任何一个输出端的电路,叫做数据分配器,又称为多路分配器,其逻辑功能正好与数据选择器相反。
电路结构:由与门组成的阵列。
(2)分类
1路-4路数据分配器(如74LS139)、1路-8路数据分配器(74LS138)等。
(3)应用
由于译码器和数据分配器的功能非常接近,所以译码器一个很重要的应用就是构成数据分配器。
也正因为如此,市场上没有集成数据分配器产品,只有集成译码器产品。
当需要数据分配器时,可以用译码器改接。
数值比较器
(1)在数字电路中,经常需要对两个位数相同的二进制数进行比较,以判断它们的相对大小或者是否相等,用来实现这一功能的逻辑电路就成为数值比较器。
数值比较器就是对两数A、B进行比较,以判断其大小的逻辑电路。
比较结果有A>B、A<B以及A=B三种情况。
(2)分类
一位数值比较器:1位数值比较器是多位比较器的基础。
两位数值比较器
集成数值比较器:集成数值比较器74LS85是4位数值比较器
数值比较器的扩展方式有串联和并联两种:两个4位数值比较器串联而成为一个8位数值比较器、当位数较多且要满足一定的速度要求时,可以采取并联方式。
算术运算器
(1)计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件。
运算器的基本操作包括加、减、乘、除四则运算,与、或、非、异或等逻辑操作,以及移位、比较和传送等操作,亦称算术逻辑部件(ALU)。
运算器由算术逻辑单元(ALU)、累加器、状态寄存器、通用寄存器组等组成。
算术逻辑运算单元(ALU)的基本功能为加、减、乘、除四则运算,与、或、非、异或等逻辑操作,以及移位、求补等操作。
(2)性能指标
1.机器字长,机器字长是指参与运算的数据的基本位数。
它决定了寄存器、运算器和数据总线的位数。
字长标志着计算精度。
许多计算机允许变字长计算,例如半字长、全字长和双倍字长等。
由于数和指令代码都放在主存中,因而字长与指令码长度往往有一个对应关系,字长也就影响到指令系统功能的强弱。
机器字长可包含一个或多个字节。
用于科学计算的机器,为了确保精度,需要较长的字长;用于数据处理、工业控制的机器,字长为16 位或32 位就能满足要求。
2. 运算速度,计算机的主要指标之一。
计算机执行不同的运算和操作所需的时间可能不同,因而对运算速度存在不同的计算方法。
一般常用平均速度,即在单位时间内平均能执行的指令条数来表示。
有时也采用加权平均法(即根据每种指令的执行时间以及该指令占全部操作的百分比进行计算)求得的等效速度表示。
(3)应用
浮点运算器:浮点运算可用两个松散连接的定点运算部件来实现:即阶码部件和尾数部件,浮点运算器的一般结构尾数部件实质上就是一个通用的定点运算器,要求该运算器能实现加、减、乘、除四种基本算术运算。
点协处理器:80x87是美国Intel公司为处理浮点数等数据的算术运算和多种函数计算而设计生产的专用算术运算处理器。
由于它们的算术运算是配合80x86CPU进行的,所以又称为协处理器。
CPU内的浮点运算器:奔腾CPU将浮点运算器包含在芯片内。
浮点运算部件采用流水线设计。
指令执行过程分为8段流水线。