数字电子技术___教案

数字电子技术___教案 . 课 时 教 案 济南电子机械工程学校 、济南第二职业中专 授课教师:荆荣霞 第 1 周第 1 课时 科目 数字电路 年 月 日 几种常用的数制和码制 课题 授课班级 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; 知识目掌握二、八、十、十六进制的表示方法及相互转换; 标 知道8421BCD码、余三码、格雷码的意义及表示方法。 教学 重点:数制与码制的表示方法; 能力目能进行二、八、十、十六进制数的相互转换 目标 难点:二、八、十六进制的转换。 标 教具: 德育目培养学生勤学好问的学习精神 标 重点 基本逻辑运算 难点 余三码、格雷码的意义及表示方法 授课 讲、练结合 课型 方法 教具 实验 教学内容及过程 【复习提问】 1 什么是模拟信号模拟电路? 2 什么是二进制代码? 【引入新课】 第一章 数字电路基础 1.1 概述 1.1.1模拟量和数字量 模拟量:时间上、数量变化上都是连续的物理量;表示模拟量的信号 叫做模拟信号;工作在模拟信号下的电子电路称为模拟电路。 数字量:时间上、数量变化上都是离散的物理量;表示数字量的信号. . 叫做数字信号;工作在数字信号下的电子电路称为数字电路。 举例 1 . 1 . 2 数字电路的分类 微电子技术的迅猛发展导致了数字电路的飞速发展。 1、 按电路类型分类 (1)组合逻辑电路 输出只与当时的输入有关，如:编码器、加减法器、比较器、数据选择器。 (2)时序逻辑电路 输出不仅与当时的输入有关，还与电路原来的状态有关。 如:触发器、计数器、寄存器 2、 按集成度分类 SSI ?MSI?LIS?VLSI 表1.1.1 数字集成电路分类 . . 3、 按半导体的导电类型分类 (1) 双极型电路 (2) 单极型电路 1 . 1 . 3 数字电路的优点 1、 易集成化。 两个状态“0”和“1”，对元件精度要求低。 2、 抗干扰能力强，可靠性高。 信号易辨别不易受噪声干扰。 3、便于长期存贮。 软盘、硬盘、光盘。 4、通用性强，成本低，系列多。 (国际 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 )TTL系例数字电路、门阵列、可编程逻辑器件。 5、保密性好。 容易进行加密处理。 1.2 数制和码制 1 . 2 . 1数 制 一、十进制 1、表示法 . . 与同学讨论二、八、十六进制的表示方法及特点 二、二进制 三、八进制和十六进制 1(八进制 逢八进一;系数0,7 ;基数8; 权8 n。 2(十六进制 逢十六进一;系数:0,9、A、B、C、D、E、F;基数16;权16n。 表1.2.1 十进制、二进制、八进制、十六进制对照表 1 . 2 . 2 不同数制间的转换 一、各种数制转换成十进制 二进制、八进制、十六进制转换成十进制时，只要将它们按权展开，求出各加权系数的和，便得到相应进制数对应的十进制. . 数。 例: 二、十进制转换为二进制 将十进制数的整数部分转换为二进制数采用“除2取余法”; 将十进制小数部分转换为二进制数采用“乘2取整法”。 例1.1.1将十进制数(107.625)10转换成二进制数。 将十进制数的整数部分转换为二进制数采用“除2取余法”，它是将整数部分逐次被2除，依次记下余数，直到商为0。第一个余数为二进制数的最低位，最后一个余数为最高位。 解:? 整数部分转换 所以， ?小数部分转换 将十进制小数部分转换为二进制数采用“乘2取整法”，它是将小数部分连续乘以2，取乘数的整数部分作为二进制数的小. . 数。 由此可得十进制数(107.625)10对应的二进制数为 (107.625)10,(1101011.101)2 三、二进制与八进制、十六进制间相互转换 1(二进制和八进制间的相互转换 (1) 二进制数转换成八进制数。 二进制数转换为八进制数的方法是:整数部分从低位开始，每三位二进制数为一组，最后不足三位的，则在高位加0补足三位为止;小数点后的二进制数则从高位开始，每三位二进制数为一组，最后不足三位的，则在低位加0补足三位，然后用对应的八进制数来代替，再按顺序排列写出对应的八进制数。 例1.1.2 将二进制数(11100101.11101011)2转换成八进制数。 (11100101.11101011)2,(345.726)8 (2) 八进制数转换成二进制数。 将每位八进制数用三位二进制数来代替，再按原来的顺序排列起来，便得到了相应的二进制数。 例1.1.3 将八进制数(745.361)8转换成二进制数。 (745.361)8, (111100101.011110001)2 2(二进制和十六进制间的相互转换 (1) 二进制数转换成十六进制数。 二进制数转换为十六进制数的方法是:整数部分从低位开始，每四位二进制数为一组，最后不足四位的，则在高位加0补足四位为止;小数部分从高位开始，每四位二进制数为一组，最. . 后不足四位的，在低位加0补足四位，然后用对应的十六进制数来代替，再按顺序写出对应的十六进制数。 例1.1.4 将二进制数(10011111011.111011)2转换成十六进制数。 (10011111011.111011)2,(4FB.EC)16 (2)十六进制数转换成二进制数。 将每位十六进制数用四位二进制数来代替，再按原来的顺序排列起来便得到了相应的二进制数。 例1.1.5 将十六进制数(3BE5.97D)16转换成二进制数。 (3BE5.97D)16,(11101111100101.100101111101)2 1.2.3 二进制代码 讨论:码的作用;BCD码。 一、二-十进制代码 将十进制数的0,9十个数字用二进制数表示的代码，称为二-十进制码，又称BCD码。 表1.2.2 常用二-十进制代码表(重点讲解8421码、5421码和余3码) . . 注意:含权码的意义。 【小 结】数制间的转换 【练 习】课后练习1, 2 , 3 【作 业】二进制与十进制数的转换 课后 反思 小班合家欢主题反思小班合家欢主题审议反思小班合家欢反思恩怨历尽后的反思下载恩怨历尽后的反思下载 : 二进制掌握较好,二-十进制的转换掌握较好,十六进制较难理解. . . 课 时 教 案 济南电子机械工程学校 、济南第二职业中专 授课教师:荆荣霞 第 周第 课时 年 科目 数字电路 月 日 课题 逻辑函数及其表示方法 授课班级 知识目掌握基本逻辑运算和几种常用复合导出逻辑运算; 标 运用真值表、逻辑式、逻辑图来表示逻辑函数。 教学 能力目目标 能熟练掌握基本逻辑运算和几种常用复合导出逻辑运算; 标 德育目培养学生勤学好问的学习精神 标 . . 三种基本逻辑运算和几种导出逻辑运算;真值表、逻辑式、逻重点 辑图之间的相互转换。 难点 将真值表转换为逻辑式。 授课 讲、练结合 课型 方法 教具 实验 教学内容及过程 【复习提问】 1.数字电路的特点? 2.几种常用的数制 【引入新课】 第2章 逻辑代数基础 2.1 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。 2.2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: 逻辑符号: 讨论非逻辑运算的逻辑口诀 2.2.2 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” 2.2.3 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2.2.1 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。 表2.2.6 ,例2.2.1,真值表 . . 例2.2.2 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 。 (2)把逻辑函数值为1所对应的各变量的与组合相加，便得到标准的与-或逻辑式。 3(逻辑图 逻辑图是用基本逻辑门和复合逻辑门的逻辑符号组成的对应于某一逻辑功能的电路图。 【小 结】逻辑函数的几种表示方法 【练 习】课后练习1～2, 3 【作 业】课后练习4～5, 6 课后反思: . . 课 时 教 案 济南电子机械工程学校 、济南第二职业中专 授课教师:荆荣霞 第 周第 课时 年 科目 数字电路 月 日 课题 逻辑代数的基本定律和规则 授课班级 理解并掌握逻辑代数的基本公式、基本定律和三个重要规则。 知识目 标 教学 能力目目标 能熟练应用逻辑代数的基本公式、基本定律和三个重要规则 标 德育目培养学生勤学好问的学习精神 标 基本公式和基本定律;三个重要规则 重点 难点 吸收律和摩根定律;代入规则 授课 讲、练结合 课型 方法 教具 实验 教学内容及过程 【复习提问】 1.基本逻辑关系和复合逻辑关系 2. 逻辑函数的表示方法 【引入新课】 2.3 逻辑代数的基本定律和规则 . . 2.3.1 逻辑代数的基本公式 一、逻辑常量运算公式 表2.3.1 逻辑常量运算公式 变量A的取值只能为0或为1，分别代入验证。 2.3.2 逻辑代数的基本定律 一、与普通代数相似的定律 . . 与学生一同验证以上四式。 第?式的推广: (2.3.1) 由表2.3.4可知，利用吸收律化简逻辑函数时，某些项或因子在化简中被吸收掉，使逻辑函数式变得更简单。 三、摩根定律 . . 2.3.3 逻辑代数的三个重要规则 一、代入规则 对于任一个含有变量A的逻辑等式，可以将等式两边的所有变量A用同一个逻辑函数替代，替代后等式仍然成立。这个规则称为代入规则。代入规则的正确性是由逻辑变量和逻辑函数值的二值性保证的。 若两函数相等，其对偶式也相等。 (可用于变换推导公式)。 讨论三个规则的正确性。 【小 结】逻辑代数的基本定律和规则 【练 习】 【作 业】 . . 课后反思: 课 时 教 案 济南电子机械工程学校 、济南第二职业中专 授课教师:荆荣霞 第周第 课时 年 月 科目 数字电路 日 逻辑函数的公式法化简 课题 授课班级 理解化简的意义和标准; 知识目标 掌握代数化简的几种基本方法并能熟练运用。 教学 目标 能力目标 能灵活应用公式化简逻辑函数 德育目标 培养学生勤学好问的学习精神 用并项法、吸收法、消去法、配项法对逻辑函数进行化重点 简 难点 运用代数化简法对逻辑函数进行化简。 授课 讲、练结合 课型 方法 教具 实验 . . 教学内容及过程 【复习提问】 1. 逻辑代数的基本定律 2. 逻辑代数的基本规则 【引入新课】 2.4 逻辑函数的公式化简法 2 . 4 . 1 化简的意义与标准 一、化简逻辑函数的意义 根据逻辑问题归纳出来的逻辑函数式往往不是最简逻辑函数式，对逻辑函数进行化简和变换，可以得到最简的逻辑函数式和所需要的形式，设计出最简洁的逻辑电路。这对于节省元器件，优化生产工艺，降低成本和提高系统的可靠性，提高产品在市场的竞争力是非常重要的。 二、逻辑函数式的几种常见形式和变换 常见的逻辑式主要有5种形式，如逻辑式可表示为 . . 三、逻辑函数的最简与-或式 2 . 4 . 2 逻辑函数的代数化简法 一、并项法 . . 2 . 4 . 3 代数化简法举例 在实际化简逻辑函数时，需要灵活运用上述几种方法，才能 得到最简与-或式. . . 【小 结】逻辑函数的公式法化简的方法 【练 习】 【作 业】 课后反思: . . 课 时 教 案 济南电子机械工程学校 、济南第二职业中专 授课教师:荆荣霞 科目 数字电路 第周第 课时 年 月 日 组合逻辑电路的分析方法和设计课题 授课班级 方法 知识1掌握组合逻辑电路的定义、特点和研究重点、功能描述。 教目标 2掌握组合电路的分析方法和设计方法。 学 能力目能实际应用组合电路的分析方法和设计方法 目标 标 德育培养学生勤学好问的学习精神 目标 组合电路的分析方法 重点 组合电路的设计方法。 难点 授课 讲、练结合 课型 方法 教具 实验 . . 教学内容及过程 【复习提问】 1.描述组合逻辑电路逻辑功能的方法主要有, (逻辑表达式、真值表和逻辑图等。) 2.各种表示法之间的相互转换, 【引入新课】 3.1 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。 3.1..1组合逻辑电路的分析方法 一、基本分析方法 分析:给定逻辑电路?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3.1.1] 分析图3.1.1所示逻辑电路的功能。 解:分析步骤 (1)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3.2.1所示电路为三位判奇电路，又称为奇校验电路。 归纳 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf :1 各步骤间不一定每步都要，如: 省略化简(本已经成为最简) 由表达式直接概述功能，不一定列真值表。 2 不是每个电路均可用简炼的文字来描述其功能。 如Y=AB+CD 3.1.2 组合逻辑电路的设计方法 一、基本设计方法 设计:设计要求?逻辑图。 步骤(与分析相反): 1(分析设计要求?列真值表 根据题意设输入变量和输出函数并逻辑赋值，确定它们相互间的关系， 然后将输入变量以自然二进制数顺序的各种取值组合排列，列出真值表。 2(根据真值表?写出输出逻辑函数表达式 3(对输出逻辑函数进行化简 代数法或卡诺图法 4(根据最简输出逻辑函数式?画逻辑图。 最简与一或表达式、与非表达式、或非表达式、与或非表达式、其它表达式 二、设计举例 . . 1(单输出组合逻辑电路的设计 ,例3.1.2, 设计一个A、B、C三人表决电路。当表决某个提案时，多数人同意，提案通过，同时A具有否决权。用与非门实现。 解:设计步骤 (1)真值表 设A、B、C三个人，表决同意用1表示，不同意时用0表示; Y为表决结果，提案通过用1表示，通不过用0表示， 同时还应考虑A具有否决权。 (3)画逻辑图 2(多输出组合逻辑电路的设计 ,例3.1.3, 设计一个将余3码变换为8421BCD码的组合逻辑电路。 解:设计步骤 (1)真值表 (2)化简 (3)画逻辑图 【小 结】组合电路的分析方法和设计方法 【练 习】 【作 业】 课后反思: . . 课 时 教 案 济南电子机械工程学校 、济南第二职业中专 授课教师:荆荣霞 第 周第 课时 年 科目 数字电路 月 日 3.2 编 码 器 课题 授课班级 1掌握编码、编码器、优先编码的概念。 知识目 2了解二进制编码器的逻辑功能、设计方法。 标 3了解优先编码器MSI 器件74LS147的逻辑功能. 教学 能力目目标 能熟练应用编码器 标 德育目培养学生勤学好问的学习精神 标 掌握编码、编码器、优先编码的概念。 重点 . . 难点 优先编码的概念。 授课 讲、练结合 课型 方法 教具 实验 教学内容及过程 【复习提问】 1 编码原则, 2 为什么要用二进制编码器, 【引入新课】 3.2 编 码 器 编码:用代码表示特定对象的过程。例:商品条形码、键盘编码器。 编码器:实现编码的逻辑电路。 二进制编码原则:用n位二进制代码可以表示个信号 则，对N个信号编码时，应由来确定编码位数n。 提问:101键盘编码需要几位二进制代码, 3.2.1 二进制编码器 一、二进制编码器:用n位二进制代码对个信号进行编码的电路。 二、电路图:所下图所示为3位二进制编码器。 输入:I0,I7为8个需要编码的信号 输出:Y2、Y1、Y0为三位二进制代码 由于该编码器有8个输入端，3个输出端，故称8线一3线编码器。 三、输出逻辑函数 提问:为什么I0 未画在图中，且未出现在表达式中, 或者:一般编码器输入的编码信号为什么是相互排斥的,编码器在任何时刻只能对一个输入信号进行编码，不允许有两个或两个以上的输入信号同时请求编码，否则输出编码会发生混乱。这就是说，I0 、I1 „„I7 这8个编码信号是相互排斥的。在 I1,I7 为0时，输出就是 的编码，故 未画。 . . 四、真值表。 五、分析 输入信号为高电平有效(有效:表示有编码请求) 输出代码编为原码(对应自然二进制数) 3.2.2 二一十进制编码器 提问:为什么要用二一十进制编码器, 人们习惯用十进制，而数字电路只识别二进制，则需要相互转换。 例如:键盘编码器 一、二一十进制编码器:将0,9十个十进制数转换为二进制代码 的电路。 二、逻辑电路图 需要编码的10个输入信号:I0,I9 输出4位二进制代码:Y3、Y2、Y1、Y0 三、输出逻辑函数 四、真值表。 . . 五、分析 当编码器某一个输入信号为1而其它输入信号都为0时，则有一组对应的数码输出，如 I7,1时，Y3 Y2 Y1 Y0,0111。输出数码各位的权从高位到低位分别为8、4、2、1。因此，图3.3.2所示电路8421BCD码编码器。由表3.3.2可看出，该编码器输入 I0,I9 这为 10个编码信号也是相互排斥的。 3.2.3 优先编码器 提问:若多个信号同时有效，以上编码器能否正常工作,如何克 服, 一、优先编码器:允许同时输入数个编码信号，而电路只对其中优先级别最高的信号进行编码。 优先级别高的编码器信号排斥级别低的。 优先权的顺序完全是根据实际需要来确定的。 二、MSI器件:二—十进制优先编码器CT74LS147，又称为10线,4线优先编码器 1(真值表 . . 2(逻辑功能分析 根据CT74LS147的真值表(编码表)说明其逻辑功能: ? 数码输出端:，为8421BCD码的反码。 ? 编码信号输入端: ? 输入低电平0有效，这时表示有编码请求 输入高电平1无效，表示无编码请求 ? 优先级别:，其余依次类推，的级别最低。 当=0时，其余输入信号不论是0还是1都不起作用，电路只对进行编码，输出=0110，为反码，其原码为1001。其余类推。。 【小 结】编码原理和编码器的应用 【练 习】编码器的应用 【作 业】课后练习4～5 课后反思: . . 课 时 教 案 济南电子机械工程学校 、济南第二职业中专 授课教师:荆荣霞 第 周第 课时 年 科目 数字电路 月 日 3.3译 码 器 课题 授课班级 1.掌握译码原理、译码器的设计方法。 知识目2.掌握MSI 器件74LS138的功能、使用、功能扩展、逻辑符号。 3.掌握查手册了解MSI器件功能的方法。 标 4.了解用译码器实现组合逻辑函数的方法。 教学 能力目目标 能用译码器实现组合逻辑函数 标 德育目培养学生勤学好问的学习精神 标 重点 MSI 器件74LS138的功能和实现组合逻辑函数的方法。 难点 MSI 器件74LS138的功能和实现组合逻辑函数的方法。 授课 讲、练结合 课型 方法 教具 实验 教学内容及过程 【复习提问】 1 译码原则, 2(8位电话号码能供多少用户使用,(电话号码为十进制) 3(若要对8421BCD码进行译码，输出信号应有多少个, 4(逻辑函数的标准最小项之和式, 5(译码器CT74LS138的输出逻辑函数式, 【引入新课】3.3译 码 器 . . 译码:将表示特定意义信息的二进制代码翻译出来。 译码器:实现译码功能的电路。 二进制译码原则:用n位二进制代码可以表示个信号 则，对n位代码译码时，应由 来确定译码信号位数N。 提问:8位电话号码能供多少用户使用,(电话号码为十进制)3.3.1二进制译码器 一、二进制译码器:将输入二进制代码译成相应输出信号的电路。 二、MSI译码器CT74LS138 由于它有3个输入端、8个输出端，因此，又称3线一8线译码器。 1(逻辑图。 输入端:A2 、A1 、A0 ，为二进制代码; 输出端: ，低电平有效; 使能端:STA(高电平有效)、 (低电平有效)和 (低电平有效)， 且。 2(真值表。 表3.4.1 3线一8译码器CT74LS138的真值表 . . 现代教学方法与手段:用DLCCAI演示MSI 器件74LS138的功能。 (5分钟) 3(逻辑功能: (1)当STA,0，或+=1时，EN,0，译码器禁止译码，输出都为高电平1。 (2)当STA,1且+=1时，EN,1，译码器工作，输出低电平0有效。 这时，译码器输出由输入二进制代码决定 输出逻辑函数式为 . . 4(全译码器:二进制译码器的输出将输入二进制代码的各种状态都译出来了。因此，二进制译码器又称全译码器，它的输出提供了输入变量的全部最小项。 5(功能扩展:用两片CT74LS138组成4线一16线译码器。(利用 使能端) CT74LS138(1)为低位片，CT74LS138(2)为高位片。并将高位片的STA和低位片的相连作A3，同时将低位片的和高位片 、 相连作使能端E，便组成了4线一16线译码器。工作情况如下。 当E,1时，两个译码器都不工作，输出都为高电平1。 当E,1时，译码器工作。 (1)当A3,0时，低位片CT74LS138(1)工作，这时，输出由输入二进制代码A2A1A0决定。由于高位片CT74LS138(2)的STA,A3,0而不能工作，输出 都为高电平1。 (2)当A3,1时，低位片CT74LS138(l)的=A3=1不工作，输. . 出都为高电平1。高位片CT74LS138(2)的STA,A3,1，==0，处于工作状态，输出由输入二进制A2A1A0决定。 3.3.2 二,十进制译码器 提问:若要对8421BCD码进行译码，输出信号应有多少个, 一、二一十进制译码器:将4位BCD码的十组代码翻译成0,9十个对应输出信号的电路。 由于它有4个输入端，十个输出端，所以，又称4线一10线译码器。 二、4线一10线译码器CT74LS42 1(逻辑图。见教材中图6.4.3。 输入端:A3、A2、A1、A0 ，为4位8421BCD码 输出端:，低电平有效。 2(真值表(代码1010,1111没有使用，称作伪码。) 3(逻辑函数式 . . 由式可知，当输入伪码1010,1111时，输出都为高电平1，不会出现低电平0。因此，译码器不会产生错误译码。 4(功能变化:CT74LS42可作3线—8线译码器:输出不用，并将 作使能端使用。 3.3.4 用译码器实现组合逻辑函数 一、实现原理: 由于二进制译码器的输出为输入变量的全部最小项，即每一个输出对应一个最小项 Yi=mi(译码器输出高电平) (译码器输出低电平)而任何一个n位变量的逻辑函数都可变换为最小项之和的标准式 因此，用译码器和门电路可实现任何单输出或多输出的组合逻辑函数。 当译码器输出低电平时，多选用与非门;当输出为高电平时，多选用或门。 二、实例 【小 结】译码器是原理与应用 【练 习】课后练习6～7 【作 业】课后练习8 课后反思: . . 课 时 教 案 济南电子机械工程学校 、济南第二职业中专 授课教师:荆荣霞 第 周第 课时 年 科目 数字电路 月 日 3. 4显示译码器 课题 授课班级 . . 1掌握七段半导体数码显示器的工作原理和使用方法。 知识2了解常用显示器件的特点和应用场合。 3 掌握数码显示译码器的工作原理及其与显示器配合使用的方目标 法。 教学 能力能掌握数码显示译码器的工作原理及其与显示器配合使用的方目标 目标 法。 德育培养学生勤学好问的学习精神 目标 MSI 器件CC14547与显示器配合使用的方法。。 重点 难点 MSI 器件CC14547与显示器配合使用的方法。 授课 讲、练结合 课型 方法 教具 实验 教学内容及过程 【复习提问】 1 为何要使用显示译码器, 2 数字0-9如何用七段来显示, 3 字母能用七段显示吗,如何显示, 【引入新课】3. 4显示译码器 3.4.1 数码显示译码器 录像:常用显示器件(20分钟) 提问:为何要使用显示译码器, (在数字系统中工作的是二进制的数字信号， 而人们习惯十进制的数字或运算结果， 因此需要用数字显示电路，显示出便于人们观测、查看的十进制数字。) 显示译码器主要由译码器和驱动器两部分组成，通常这二者都集成. . 在一块芯片中。 提问:数字0-9如何用七段来显示, 字母能用七段显示吗,如何显示,米字管。 一、七段数字显示器 这种显示器由七段可发光的字段组合而成。 1(七段半导体数码显示器(LED) ? 图示为数码显示器的外形，由七段发光二极管组成。 利用字段的不同组合，可分别显示出0,9十个数字。 ? 发光二极管数码显示器的内部接法有两种，如图6.4.5所示。 图(a)为共阳接法，当某段外接低电平时，该段被点亮 图(b)为共阴接法，当某段外接高电平时，该段被点亮 ? R为限流电阻。如何选取阻值, 其中，工作电压VD =2V，工作电流IF =10mA 若选取不当会怎样?(电流过小亮度不够,电流过大损坏 ). . ? 半导体数码显示器的优\缺点是, 优点:工作电压较低、体积小、寿命长、工作可靠性高、响应速度快、亮度高。 缺点:工作电流大，每个字段的工作电流约为10mA左右。 2(液晶显示器(LCD) ? 液晶是液态晶体的简称。它是既具有液体的流动性，又具有某些光学特性的有机化合物 ? 其透明度和颜色受外加电场的控制。 ? 控制显示原理: A 没有外加电场时，液晶分子排列整齐，入射的光线绝大部分被反射回来，液晶呈现透明状态，不显示数字。 B当在相应字段的电极加上电压时，液晶中的导电正离子作定向运动，在运动过程中不断撞击液晶分子，从而破坏了液晶分子的整齐排列(使入射光产生了散射而变得混浊，使原来透明的液晶变成了暗灰色(从而显示出相应的数字。 C 当外加电压断开时(液晶分子又恢复到整齐排列的状态(显示的数字也随之消失。 ? 液晶显示器的优\缺点是, 优点:功耗极小，工作电压低。 缺点:显示不够清晰(响应速度慢。 常用显示器件的应用场合, . . 二、七段显示译码器 提问:二进制译码器与显示译码器有何区别, ?、原理: 相当于一个代码转换电路，四位的BCD码?七段代码 ?、MSI器件:4线,7段译码器,驱动器CC14547 1(外引脚 输入:四位，为8421BCD码D、C、B、A(原码) 输出:七位，为Ya ,Yg，高电平1有效(输出1时该段点亮) 消隐控制端: ，低电平有效 2(真值表(逻辑功能示意图) 表: 4线一7段译码器,驱动器CC14547的真值表 3(逻辑功能: (1)消隐功能。 当 ,0时，输出Ya,Yg都为低电平0，各字段都熄灭，不显示数字。 称 为低电平有效和消隐端 (2)数码显示。当,1时，译码器工作。 当D、C、B、A端输入8421BCD码时，译码器有关输出端输出高电平1，数码显示器显示与输入代码相对应的数字。 如DCBA,0110时，输出Yc,Yd,Ye,Yf,Yg,1，显示数字6。其余类推。 4(CC14547具有较大的输出电流驱动能力，可直接驱动半导体数码显示器或其它显示器件。 ?、七段显示译码器的分类及与七段数码显示器的配合 1(七段显示译码器的分类 输出高电平1有效 输出低电平0有效 2(配合 七段显示译码器输出低电平有效时，选用共阳接法的七段数码显示器 七段显示译码器输出高电平有效时，选用共阴接法的七段数码显示. . 器 【小 结】显示译码器的原理及七段显示器的应用 【练 习】课后练习9 【作 业】课后练习10,11 课后反思: . . 课 时 教 案 济南电子机械工程学校 、济南第二职业中专 授课教师:荆荣霞 第 周第 课时 年 科目 数字电路 月 日 :3.5数据选择器和分配器 课题 授课班级 1(掌握四选一、八选一的逻辑功能，对应MSI器件的使用 知识目2(掌握用数据选择器实现组合函数的方法 标 3(了解数据分配器的逻辑功能 教学 能力目目标 能正确使用数据选择器和分配器 标 德育目培养学生勤学好问的学习精神 标 重点 数据选择器的逻辑功能及其实现组合函数的方法 难点 数据选择器的逻辑功能及其实现组合函数的方法 授课 讲、练结合 课型 方法 教具 实验 教学内容及过程 【复习提问】3线—8线MSI译码器的逻辑功能, 【引入新课】 3.5 数据选择器和分配器 3.5.1 数据选择器 . . 在多路数据传输过程中，经常需要将其中一路信号挑选出来进行传输，这就需要用到数据选择器。 在数据选择器中，通常用地址输入信号来完成挑选数据的任 务。如一个4选1的数据选择器，应有两个地址输入端，它共有 ,4种不同的组合，每一种组合可选择对应的一路输入数据输出。 同理，对一个8选1的数据选择器，应有3个地址输入端。其余类 推。 而多路数据分配器的功能正好和数据选择器的相反，它是根据地址 码的不同，将一路数据分配到相应的一个输出端上输出。根据地址码的要求，从多路输入信号中选择其中一路输出的电路，称为数据选择器。 其功能相当于一个受控波段开关。 一、4选1数据选择器 . . 3(写出输出逻辑函数式 二、用数据选择器实现组合逻辑函数 实现原理:数据选择器是一个逻辑函数的最小 项输出器: 而任何一个n位变量的逻辑函数都可变换为最小项之和的标准式 ，Ki的取值为0或1，所以，用数据选择器可很方便地实现逻辑函数。 方法:? 表达式对照法，将 和 相比较。? 卡诺图对照法。 1(当逻辑函数的变量个数和数据选择器的地址输入变量个数相同时，可直接用数据选择器来实现逻辑函数。 ,例3.5.1, 试用数据选择器实现逻辑函数 Y,AB，AC，BC 解:该题可用代数法和卡诺图法求解。 代数法 (1)选用数据选择器。由于逻辑函数Y中有A、B、C三个变量，所以，可选用8选1数据选择器，现选用CT74LS151。 (2)写出逻辑函数的标准与一或表达式。逻辑函数Y的标准与一或表达式为 . . (3)比较Y和Y′两式中最小项的对应关系。设Y,Y′，A,A2 ，B,A1 ，C,A0 ，Y′式中包含Y式中的最小项时，数据取1，没有包含Y式中的最小项时，数据取0 (4)画连线图。根据上式可画出连线图。 3.5.2数据分配器 数据分配是数据选择的逆过程。 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。 3线—8线MSI译码器的逻辑功能, 如将译码器的使能端作为数据输入端，二进制代码输入端作为地址 信号输入端使用时，则译码器便成为一个数据分配器。3线一8线译码器CT74LS138构成的8路数据分配器。 【小 结】数据选择器和数据分配器比较 【练 习】课后练习11 【作 业】补充 课后反思: . . 课 时 教 案 济南电子机械工程学校 、济南第二职业中专 授课教师:荆荣霞 第 周第 课时 年 科目 数字电路 月 日 基本RS触发器和同步触发器 课题 授课班级 1 掌握时序电路的定义、分类、触发器的特点。 知识2 掌握基本RS触发器的电路结构、工作原理、逻辑功能。 3 掌握同步RS触发器的工作原理、逻辑功能。 目标 4 掌握触发器逻辑功能的表示方法。 教学 能力目标 能使用触发器解决实际应用中的问题 目标 德育培养学生勤学好问的学习精神 目标 1基本概念 2 基本RS触发器的逻辑功能、触发方式。 重点 难点 现态、次态、不定状态的正确理解 授课 讲、练结合 课型 方法 教具 实验 . . 教学内容及过程 【复习提问】 1 组合电路的定义,构成其电路的门电路有何特点, 2 组合电路与时序电路的区别, 3 时序电路的一些基本概念, 【引入新课】 第4章 集成触发器 4.1 概述 一、触发器的概念 复习:组合电路的定义,构成其电路的门电路有何特点,组合电路与时序电路的区别, 门电路:在某一时刻的输出信号完全取决于该时刻的输入信号，没有记忆作用。 触发器:具有记忆功能的基本逻辑电路，能存储二进制信息(数字信息)。 触发器有三个基本特性: (1)有两个稳态，可分别表示二进制数码0和1，无外触发时可维持稳态; (2)外触发下，两个稳态可相互转换(称翻转)，已转换的稳定状态可长期保持下来，这就使得触发器能够记忆二进制信息，常用作二进制存储单元。 二、触发器的两个稳定状态 1状态: 0状态: 三、触发器的逻辑功能描述: 特性表、激励表(又称驱动表)、特性方程、状态转换图和波形图. . (又称时序图) 四、触发器的分类: 根据逻辑功能不同:RS触发器、D触发器、JK触发器、T触发器和 触发器等。 触发方式不同:电平触发器、边沿触发器和主从触发器等。 电路结构不同:基本RS触发器，同步触发器、维持阻塞触发器、主从触发器和边沿触发器等。 4.2 触发器的基本形式 4.2.1 基本RS触发器 一、由与非门组成的基本RS触发器 电路组成:两个与非门输入和输出交叉耦合(反馈延时)。如图4.2.1(a)所示。 逻辑符号:图(b)所示。 2(逻辑功能 复习:与非门的逻辑功能, 用DLCCAI或EWB演示基本RS触发器的逻辑功能。(10分钟) 工作原理。(边分析边列特性表。以下文字不写板书。) . . 表4.2.1 与非门组成的基本RS触发器的特性表 . . 二、由或非门组成的基本RS触发器 电路构成:两个或非门的输入和输出交叉耦合而成，图4.2.2(a) 所示。 逻辑符号:图(b)所示。 提问:或非门的逻辑功能, 工作原理 在与非门实现的基本RS触发器的基础上稍作变化。 或非门组成的基本RS触发器的特性表 . . 二、由或非门组成的基本RS触发器 4.2.2 同步触发器 一、同步RS触发器 1(电路结构 2(逻辑功能 工作原理。(边分析边列特性表。以下文字不写板书。) 当CP,0时，G3、G4被封锁，都输出1，触发器的状态保持不变，. . 3(驱动表 4(特性方程 5(状态转换图 【小 结】 基本RS触发器和同步RS触发器的功能比较 【练 习】课后练习1,2 【作 业】课后练习3,4,5 课后反思: . . 课 时 教 案 济南电子机械工程学校 、济南第二职业中专 授课教师:荆荣霞 第 周第 课时 年 科目 数字电路 月 日 同步触发器 课题 授课班级 1 通过学习同步D、JK触发器，掌握这两种触发器的逻辑功能。 知识2 进一步熟练掌握逻辑功能的各种描述方法。 目标 3了解同步触发方式存在的空翻问题。 教学 能力目标 能正确应用同步触发器 目标 德育培养学生勤学好问的学习精神 目标 D、JK触发器的逻辑功能及其功能描述方法。 重点 D、JK触发器的逻辑功能及其功能描述方法。 难点 授课 讲、练结合 课型 方法 教具 实验 教学内容及过程 【复习提问】 时序电路的一些基本概念复习:现态、次态、0/1状态、复位端、置位端、低电平有效、RS触发器的特性表、驱动表、特性方程、状态转换图。 【引入新课】 同步触发器 . . 一、同步D触发器 1(电路结构 为了避免同步RS触发器出现R=S=1的情况，可在R和S之间接入 非门G5 ，如图4.2.6(a)所示。 逻辑符号:图4.2.6(b)所示。 2(逻辑功能 回忆:同步RS触发器的逻辑功能, 表4.2.2 同步RS触发器的特性表 . . 根据特性表可得到在CP,1时的同步D触发器的驱动表。 表4.2.5 同步D触发器的驱动表 3(特性方程 4(状态转换图 二、同步JK触发器 1(电路结构 克服同步RS触发器在R,S,1时出现不定状态的另一种方法:将触发器输出端Q和 状态反馈到输入端，这样，G3和G4的输出不会同时出现0，从而避免了不定状态的出现。 J、K端相当于同步RS触发器的S、R端。 电路如图4.2.9所示。 逻辑符号:图(b)所示。 2(逻辑功能 可将同步JK触发器看成同步RS触发器来分析。有 工作原理。(边分析边列特性表。以下文字不写板书。) 当CP,0时，G3和G4被封锁，保持。 当CP,1时，G3、G4解除封锁，输入J、K端的信号可控制触发器. . 的状态。 表4.2.6 同步JK触发器的特性表(CP=1时) . . 根据特性表可得到在CP,1时的同步JK触发器的驱动表。 表4.2.7 同步JK触发器的驱动表 . . 三、同步触发器的空翻 触发器的空翻: 在CP为高电平1 期间，如同步触 发器的输入信号 发生多次变化 时，其输出状态 也会相应发生多次变化的现象。 产生空翻的原因:电平触发方式，在CP高电平期间有效触发 同步触发器由于存在空翻，不能保证触发器状态的改变与时钟脉冲同步，它只能用于数据锁存，而不能用于计数器、移位寄存器和存储器等。 后面将介绍几种没有空翻现象的触发器。 【小 结】几种同步触发器的功能比较 【练 习】课后练习6～7 【作 业】课后检测题1,2,3,4 课后反思: . . 课 时 教 案 济南电子机械工程学校 、济南第二职业中专 授课教师:荆荣霞 第 周第 课时 年 科目 数字电路 月 日 5.1 时序逻辑电路概述 课题 授课班级 知识1 掌握时序电路的概念、电路构成与组合电路的区别、分类 2 掌握同步时序电路的分析方法(通过举例说明) 目标 教学 能力目标 能从状态方程填状态转换真值表的方法。 目标 德育培养学生勤学好问的学习精神 目标 基本概念正确掌握:时序电路、同步、异步、现态、次态 重点 驱动方程、状态方程、状态转换真值表、状态图、时序图、自启难点 动。 授课 讲、练结合 课型 方法 教具 实验 教学内容及过程 【复习提问】 1 触发器的逻辑功能的表示方法有哪些,相互转 换,特别:与或式?真值表, 2 JK和D触发器的特性方程 【引入新课】 第5章 时序逻辑电路 5.1时序逻辑电路概述 一、定义:时序逻辑电路(又称时序电路):在任何一个时刻的输出状态不仅取决于当时的输入信号，而且还取决于电路原来的状态。 . . 二、电路构成: 存储电路(主要是触发器，且必不可少)+组合逻辑电路(可选)。 时序逻辑电路的状态是由存储电路来记忆和表示的。 三、分类 根据电路状态转换情况的不同分为: 1(同步时序逻辑电路: 所有触发器的时钟 5.1.1 同步时序逻辑电路的分析方法 同步时序逻辑电路中，所有触发器都由同一个时钟脉冲信号CP来触发，都对应相同的电平或边沿状态更新。所以，可以不考虑时钟条件。 课堂讨论:现态和次态的时间分割点, 一、基本分析步骤 1(写方程式 (1)输出方程。时序逻辑电路的输出逻辑表达式，它通常为现态 的函数。 (2)驱动方程。各触发器输入端的逻辑表达式。即J=,，K=,， D=, (3)状态方程。将驱动方程代入相应触发器的特性方程中，便得到该触发器的次态方程。时序逻辑电路的状态方程由各触发器次态的逻辑表达式组成。 JK和的特性方程, 2(列状态转换真值表 将外输入信号和现态作为输入，次态和输出作为输出，列出状态转. . 换真值表。 触发器的逻辑功能的表示方法有哪些,相互转换,特别:与或式? 真值表, 3(逻辑功能的说明 根据状态转换真值表来说明电路的逻辑功能。 4(画状态转换图和时序图 状态转换图:电路由现态转换到次态的示意图。 时序图:在时钟脉冲CP作用下，各触发器状态变化的波形图。 二、分析举例 ,例5.1.1, 试分析图7.2.1所示电路的逻辑功能，并画出状态转换图和时序图。 解:分析步骤 由电路可看出，时钟脉冲CP加在每个触发器的时钟脉冲输入端上。因此它是一个同步时序逻辑电路，时钟方程可以不写。 三个JK触发器的状态更新时刻都对应CP的下降沿。. . 1(写方程式 2(状态转换真值表 由状态方程，可列状态转换真值表。 . . 3(逻辑功能说明 由状态转换真值表，在输入第6个计数脉冲CP后，返回原来的状 同步六进制计数器。 态，同时输出端Y输出一个进位脉冲。因此为 4(画状态转换图和时序图 ? 根据状态转换真值表?状态转换图。 圆圈内表示电路的一个状态， 箭头表示电路状态的转换方向(现态?次态) 箭头线上方标注的X,Y为转换条件，X为转换前输入变量的取值，Y为输出值 由于本例没有输入变量，故X未标上数值。 ? 根据状态转换真值表?时序图(或称工作波形图)。 5(检查电路能否自启动 电路应有,8个工作状态， 有效状态。 只有6个状态被利用了，称为 还有110和111没有被利用，称为无效状态。 能够自启动:如果由于某种原因而进入无效状态工作时，只要继续输入计数脉冲CP，电路会自动返回到有效状态工作。 . . 该电路能够自启动。 [例5.1.1] 试分析图7.2.3所示电路的逻辑功能。并画出状态转换图和时序图。 解:分析步骤 1(写方程式 2(列状态转换真值表 由于输入控制信号X可取0，也可取1，因此，应分别列出X,0和. . X,1的两张状态转换真值表。 3(逻辑功能说明 在X,0时，电路为加法计数器; 在X,1时，电路为减法计数器。 因此，电路为同步四进制加/减计数器。 4(画状态转换图和时序图 可画出X,0和X,1时的两个状态转换图。 如用一个状态转换图时，则应在斜线上方标明输入变量X的取值。 画时序图。 【小 结】时序逻辑电路的分析步骤 【练 习】5.10 a . . 【作 业】5.10 b 课后反思: 课 时 教 案 济南电子机械工程学校 、济南第二职业中专 授课教师:荆荣霞 第 周第 课时 年 科目 数字电路 月 日 5.2 寄存器和移位寄存器 课题 授课班级 1 掌握寄存器及移位寄存器的基本概念、工作原理、工作波形 知识2 了解双向移位寄存器74LS194的逻辑功能 目标 3 了解寄存器、移位寄存器的应用 教学 能力目标 能正确应用寄存器和移位寄存器 目标 德育培养学生勤学好问的学习精神 目标 寄存器和移位寄存器的基本概念、工作原理、工作波形 重点 寄存器和移位寄存器的基本概念、工作原理、工作波形 难点 授课 讲、练结合 课型 方法 教具 实验 . . 教学内容及过程 【复习提问】 RS 、 JK 、 D触发器的功能 【引入新课】 5.2 寄存器和移位寄存器 寄存器:存放数码、运算结果或指令的电路。 移位寄存器:不但可存放数码，而且在移位脉冲作用下，寄存器中的数码可根据需要向左或向右移位。 一个触发器可存储一位二进制代码。 n位二进制代码寄存器需n个触发器。 寄存器应用举例:1 运算中存贮数码、运算结果。2 计算机的CPU由运算器、控制器、译码器、寄存器组成，其中就有数据寄存器、指令寄存器、一般寄存器。 课堂讨论:寄存器与存储器有何区别? 寄存器内存放的数码经常变更，要求存取速度快，一般无法存放大 量数据。(类似于宾馆的贵重物品寄存、超级市场的存包处。) 存储器存放大量的数据，因此最重要的要求是存储容量。(类似于 仓库) 5.2.1 寄存器 1(定义 寄存器:用以存放二进代码的电路。 2(电路举例 由维持阻塞D触发器组成的4位数码寄存器。 . . 3(逻辑功能分析: 5.2.2 移位寄存器 具有存放数码和使数码逐位右移或左移的电路称作移位寄存器，又称移存器。 课堂讨论:二进制的乘除法如何实现?(利用了移位寄存器 )移位寄存器又分为单向移位寄存器和双向移位寄存器。 一、单向移位寄存器 ? 由4个维持阻塞D触发器组成4位右移位寄存器。 1(逻辑电路: 4个D触发器共用一个时钟脉冲信号，因此为同步时序逻辑电路。 数码由最左边的FF0的DI端串行输入。 . . 2(工作原理 每一个触发器的输出?其右边触发器的输入， 则对应每一个CP上升沿，数据右移一位。 3(右移位寄存器的状态表 并行输出方式:数码由Q3、Q2、Q1、Q0取出 串行输出方式:数码从Q3取出，但需要输入4(触发器的个数)+4(数码位数)个移位脉冲才能从4位寄存器中取出存放的4位数码1011。 . . ? 4位左移位寄存器。 数码由最右边的FF3的 端串行输入。 每一个触发器的输出?其左边触发器的输入， 则对应每一个CP上升沿，数据左移一位。 二、双向移位寄存器 (自学) 5.2.3 移位寄存器的应用 一、环形计数器 为同步时序逻辑电路。 下面分析它的工作原理。(巩固已经学过的同步电路的分析方法。 可简单讲分析过程，重点讲明逻辑功能和工作波形。)逻辑功能 ? 4位环形计数器只有4个有效工作状态，即只能计4个数。 ? 状态利用率很低:由4个触发器组成的二进制计数器有16个. . 不同的状态。因此，有12个无效状态。 ? 能够自启动:如由于某种原因而进入无效状态时，只要继续输入计数脉冲CP，电路就会自动返回有效状态工作。 工作波形(在有效状态时)。 Q0、Q1、Q2、Q3输出的波形为一组顺序脉冲(依次出现正脉冲)，因此，环形计数器也是一个顺序脉冲发生器。(本节稍后将会讲到) 优缺点: 优点:电路简单。 缺点:电路状态利用率低，计n个数，需n个触发器，很不经济。 自启动扭环计数器，为同步时序逻辑电路。 逻辑功能 ? 4 位扭环计数器只有8个有效工作状态，即能计8个数。 ? 状 态利用率较低:由4个触发器组成的二进制计数器有16个 不同 的状态。因此，有8个无效状态。 ? 能够自启动:如由于某种原因而进入无效状态时，只要继续输入计数脉冲CP，电路就会自动返回有效状态工作。 . . 优缺点: 优点:每次状态变化只有一个触发器翻转，不存在竞争冒险现象， 电路比较简单。 缺点:电路状态利用率不高。 【小 结】寄存器和移位寄存器的原理及应用 【练 习】 5.1、5.2、5.3、 【作 业】 5.4、5.5、5.6 课后反思: 课 时 教 案 . . 济南电子机械工程学校 、济南第二职业中专 授课教师:荆荣霞 第 周第 课时 年 科目 数字电路 月 日 5.3 异步计数器 课题 授课班级 1 掌握计数器的概念、分类。 2 掌握异步二进制计数器的设计思想、电路结构、工作原理、逻知识辑 功能。 目标 3 了解异步十进制计数器的分析方法、逻辑功能描述。 教学 能力目标 能分析常用的异步计数器原理 目标 德育培养学生勤学好问的学习精神 目标 计数器的逻辑功能描述，特别是时序图。 重点 基本概念:计数器、模、分频器。 难点 授课 讲、练结合 课型 方法 教具 实验 教学内容及过程 【复习提问】 二进制加法的进位规则, 【引入新课】 5.3 异步计数器 5.3.1(异步二进制加法计数 根据学生的程度，有时也可以从设计的角度，讨论异步二进制加法计数器的设计思想。 各触发器应满足两个条件: 每当CP有效触发沿到来时，触发器翻转一次，即用T′触发器。 控制触发器的CP端，只有当低位触发器Q由1?0(下降沿)时，应向高位CP端输出一个进位信号(有效触发沿)，高位触发器翻转，计数加1。] 由JK触发器组成4位异步二进制加法计数器 . . ? 逻辑电路 JK触发器都接成T′触发器，下降沿触发。 ? 工作原理 异步置0端上加负脉冲，各触发器都为0状态，即Q3Q2Q1Q0,0000状态。在计数过程中，为高电平。 只要低位触发器由1状态翻到0状态，相邻高位触发器接收到有效CP触发沿， T′的状态便翻转。 ? 状态转换顺序表7.3.1所示。 电路为十六进制计数器。 . . ? 工作波形(又称时序图或时序波形) 输入的计数脉冲每经一级触发器，其周期增加一倍，即频率降低一半。 一位二进制计数器就是一个2分频器， 16进制计数器即是一个16分频器。 表7.3.1 四位二进制加法计数器 状态转换顺序表 图7.3.2所示为由D触发器组成的4位异步二进制加法计数器的逻辑图。 由于D触发器用输入脉冲的上升沿触发，因此，每个触发器的进位信号由 端输出。 其工作原理类似，让学生课后自行分析。 . . 5.3.2(异步二进制减法计数器 根据学生的程度，有时也可以从设计的角度，讨论异步二进制减法计数器的设计思想。 [二进制数的减法运算规则:1,1,0，0—1不够，向相邻高位借位， 10,1,1; 各触发器应满足两个条件: 每当CP有效触发沿到来时，触发器翻转一次，即用T′触发器。 控制触发器的CP端，只有当低位触发器Q由0?1(上升沿)时， 应向高位CP端输出一个借位信号(有效触发沿)，高位触发器翻 转，计数减1。] 由JK触发器组成的4位二进制减法计数器 ? 逻辑图。 FF3,FF0都为T′触发器，下降沿触发。 低位触发器由0? 1(上升沿)时，应向高位CP端输出一个借位信号(有效触发沿)，而触发器为下降沿触发，低位触发器应从 端输出借位信号。 . . ? 工作原理 表7.3.2 四位二进制减法计数器计数状态顺序表 . . 【小 结】异步计数器的分析方法 【练 习】补充练习 【作 业】 课后反思: . . 课 时 教 案 济南电子机械工程学校 、济南第二职业中专 授课教师:荆荣霞 第 周第 课时 年 科目 数字电路 月 日 5.4 集成异步计数器 课题 授课班级 1 掌握集成异步计数器74LS290的逻辑功能、应用(级联法、反 知识馈归零法) 2 掌握MSI器件实现的时序电路的分析与设计方法 目标 3 掌握N进制计数器的组合(实现异步计数器) 教学 能力目标 能查手册使用MSI计数器 目标 德育培养学生勤学好问的学习精神 目标 MSI74LS290的逻辑功能、应用(级联法、反馈归零) 重点 异步置0和置9功能的正确理解 难点 授课 讲、练结合 课型 方法 教具 实验 教学内容及过程 【复习提问】 如何查看集成逻辑器件的功能表(如译码器) 【引入新课】 5.4 集成异步计数器 5.4.1 集成异步计数器CT74LS290 掌握查手册使用MSI器件的方法。 一 器件的逻辑功能 . . 1( 电路结构框图(未画出置0和置9输入端): 2( 二进制计数器 + 五进制计数器。 所以又称为:集成异步二—五一十进制计数器 逻辑功能示意图 说明:MSI器件画逻辑功能示意图的方法。 ? 先画一个矩形框 ? 在矩形框中填入MSI器件的型号 ? 在矩形框的四周画输入、输出引线，位置根据需要而定，原 则是使构成的电路原理清析，简单明了。一般CP信号加上“,” 符号，低电平有效时加小圆圈。 ROA和ROB:置0输入端，都为高电平时有效置0(即0000) S9A和S9B:置9输入端，都为高电平时有效置9(即1001) 思考:若置0、置9同时有效，结果如何,置9。一般不允许出现。 4(逻辑功能说明 . . (1)异步置0功能。 计数脉冲由CP0输入，从Q0输出时，则构成一位二进制计数器 计数脉冲由CP1端输入，输出为Q3Q2Q1Q0时，则构成异步五进制计数器。 二 应用 1(实现十进制 附:用级联(相当于串行进位)法实现N进制计数器的方法(异步)。 课堂讨论:级联法实现更大容量计数器时，计数器的顺序如何, 这样构成的N进制计数器的计数状态将保留M1进制计数器的特点。 8421BCD码十进制计数器状态表 5421BCD码十进制计数器状态表 . . 如将Q0和CP1相连，计数脉冲由CP0输入，输出为Q3Q2Q1Q0时， 8421BCD码异步十进制计数器。2×5=10 则构成 复习(提问):5421BCD码, 如将Q3和CP0相连，计数脉冲由CP0端输入，从高位到低位的输 5421BCD码异步十进制加法计数器。出为Q0Q3Q2Q1时，则构成 5×2=10 2(利用反馈归零法获得N(任意正整数)进制计数器 ? 计数器的置0功能 集成计数器的置0方式有异步和同步两种。 ?异步置0:与时钟脉冲CP没有任何关系，只要异步置0输入端出 现置0信号，计数器便立刻被置0。 ? 同步置0:输入端获得置0信号后，只是为置0创造了条件，还 需要再输入一个计数脉冲CP，计数器才被置0。 ? 利用反馈归零法获得N进制计数器 用S0，S1，S2„，SN表示输入0，1，2，„，N个计数脉冲CP时计数器的状态。 N进制计数器的计数工作状态应为N个:S0，S1，S2„，SN-1 对于异步置0:在输入第N个计数脉冲CP后，通过控制电路，利用状态SN产生一个有效置0信号，送给异步置0端，使计数器立刻 置0，即实现了N进制计数。 对于同步置0:在输入第N,1个计数脉冲CP时，利用状态SN-1. . 产生一个有效置0信号，送给同步置0端，等到输入第N个计数脉冲CP时，计数器才被置0，回到初始的零状态，从而实现N进制计数。 课堂讨论:异步置0时状态SN出现的时间有多久,步骤: ? 写出计数器状态的二进制代码。 下面以构成十二进制计数器为例进行说明。 当利用异步置0端获得十二进制计数器时，SN,S12,1100; 当利用同步置0端获得十二进制计数器时，SN-1,S12-1,S11, 1011。 ? 写出反馈归零函数。 根据SN或SN-1写置0端的逻辑表达式。 若用CT74LS290(异步置0)构成十二进制计数器，用SN ， 可令R0A= Q3，R0B,Q2 ? 画连线图。 主要根据反馈归零函数画连线图。 ,例5.4.1, 试用CT74LS290构成六进制计数器。 解:(1)写出S6的二进制代码为 S6,0110 (2)写出反馈归零函数。由于CT74LS290的异步置0信号为高电平1，因此， (3)画连线图。 首先实现8421BCD码的十进制计数器。 再将异步置0输入端R0A和R0B分别接Q2、Q1，同时将R9A和R9B接0。 5.4.2 利用计数器的级联获得大容量N进制计数器 一、级联法 计数器的级联是将多个集成计数器(如M1进制、M2进制)串接起来，以获得计数容量更大的N(=M1×M2)进制计数器。 一般集成计数器都设有级联用的输入端和输出端。 . . 异步计数器实现的方法:低位的进位信号?高位的CP端 两片接成十进制的CT74LS290级联组成10×10=100进制异步加法计数器。 二、反馈归零法 例:实现异步二十三进制计数器 首先由两片CT74LS290构成的100进制计数器。 再利用反馈归零法，S23的二进制代码:0010 0011 当高位片CT74LS290(2)计到2、低位片计到3时，两级与非门输出高电平1，加到异步置0端，使计数器回到初始的0状态，从而 实现了二十三进制计数。 【小 结】集成异步计数器的功能及应用 【练 习】5.24 . . 【作 业】用74LS90构成24进制计数器 课后反思: 课 时 教 案 济南电子机械工程学校 、济南第二职业中专 授课教师:荆荣霞 第 周第 课时 年 科目 数字电路 月 日 5.5 集成同步计数器 课题 授课班级 1 掌握集成同步计数器74LS161的逻辑功能及应用(级联法、反知识馈置数法) 目标 2 掌握N进制计数器的组合(实现同步计数器) 教学 能力目标 能查手册使用MSI计数器 目标 德育培养学生勤学好问的学习精神 目标 MSI 74LS161的逻辑功能、应用(级联法、反馈归零) 重点 同步置数功能的正确理解 难点 授课 讲、练结合 课型 方法 教具 实验 . . 教学内容及过程 【复习提问】 集成异步计数器74LS90的功能 【引入新课】 5.5 集成同步计数器 5.5.1 集成同步计数器 一、集成同步二进制计数器CT74LS161 主要功能分析:(看功能表分析，不必写板书。). . 二 (利用反馈置数法获得N进制计数器 ? 计数器的置数功能 应先将计数起始数据预先置入计数器。 集成计数器的置数方式也有异步和同步两种。 ?异步置数:与时钟脉冲CP没有任何关系，只要异步置数控制端 出现置数信号，并行数据便立刻被置入。 ? 同步置数:输入端获得置数信号后，只是为置数创造了条件，还需要再输入一个计数脉冲CP，计数器才能将预置数置入。 ? 利用反馈置数法获得N进制计数器 用 S0，S1，S2„，SN 表示输入0，1，2，„，N个计数脉冲CP时计数器的状态。 N进制计数器的计数工作状态应为N个:S0，S1，S2„，SN-1 对于异步置数:在输入第N个计数脉冲CP后，通过控制电路，利用状态 产生一个有效置数信号，送给异步置数端，使计数器返回 到初始的预置数状态，即实现了N进制计数。 对于同步置数:在输入第N,1个计数脉冲CP时，利用状态 产生一个有效置数信号，送给同步置数控制端，等到输入第N个计数脉 冲CP时，计数器返回到初始的预置数状态，从而实现N进制计数。. . 课堂讨论:实现N进计数，异步置数时状态 出现吗, 步骤: ? 写出计数器状态的二进制代码。 利用异步置数输入端获得N进制计数器时，写出 对应的二进制代码; 利用同步置数端获得 N进制计数器时，写出 对应的二进制代码。? 写出反馈归零函数。 根据SN或SN-1写出置数端的逻辑表达式。 ? 画连线图。主要根据反馈置数函数画连线图。 ,例5.5.1, 试用 CT74LS161构成十进制计数器 解:CT74LS161实现16进制，可利用其同步置数控制端来实现十进制计数。 第一种 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 :设从Q3Q2Q1Q0,0000状态开始计数，取D3D2D1D0=0000。 采用置数控制端获得N进制计数器一般都从0开始计数。 (1)写出SN-1的二进制代码为 SN-1,S10-1,S9,1001 (2)写出反馈归零(置数)函数。由于计数器从0开始计数，因 此，应写反馈归零函数 (7.3.4) (3)画连线图。根据上式和置数的要求画十进制计数器的连线图， 如图7.3.9(a)所示。 . . 第二种方案:利用后10个状态0110,1111，取D3D2D1D0,0110， 反馈置数信号从进位输出端CO取得。 讨论:为什么, . . 取状态S15=1111，此时正好CO=1，经非门，可取代 与非门。 ,例5.5.2,试用CT74LS161构成十二进制计数器。 解:设从Q3Q2Q1Q0,0000状态开始计数。 (1)利用异步置0控制端 实现 ? 写出S12的二进制代码S12,1100 ? 写出反馈归零函数 (7.3.5) ? 画连线图。如图7.3.10(a)所示 (2)利用同步置数控制端 实现 取D3D2D1D0,0000。 ? 写出SN-1的二进制代码 S12-1,S11,1011 ? 写出反馈归零置数函数 (7.3.6) ? 画连线图。根据 的表达式画连线图 【小 结】 【练 习】 【作 业】 课后反思: . . .