数字电路基础知识

1电工电子技术及应用教案（9-1）【课题编号】××-09-01【课题名称】数字电路基础知识【教学目标】应知：1．了解数字电路的特点；了解晶体管的开关特性；2．掌握数字电路常用数制及其相互转换；3．了解8421BCD码的表示形式。应会：会进行二进制、十进制、十六进制数的相互转换。【教学重点】数字电路的特点；常用的数制与码制。【难点分析】晶体管的开关特性；数制间的相互转换。【学情分析】由本节进入数字电路的学习，选用多媒体动画展示数字电路在通信技术、自动控制和测量仪表等技术领域中的应用，引入课题，通过阐述数字电路的特点让学生明确本章内容所研究的对象特点，由多媒体课件演示晶体管的开关特性，增强学生的感性认识。通过举例分析，帮助学生了解数制和码制的概念，掌握二进制、十六进制、十进制数间的转换。【教学方法】讲练法、对比法、演示法【教具资源】多媒体课件【课时安排】2学时（90分钟）【教学过程】一、导入新课【多媒体演示】数字电路的应用联系生活实际，引导同学们关注数字电路在通信技术、自动控制、测量仪表和日常生活领域中的应用。二、讲授新课教学环节1：数字信号及数字电路的特点1．数字信号教师活动：投影模拟信号和数字信号的波形，引导学生观察分析；学生活动：观察模拟信号和数字信号的波形，比较它们的不同，分析数字信号的特点；教师活动：总结，指出数字电路的特点。2．晶体管的开关特性2【多媒体演示】二极管、三极管的开关特性教师活动：展示二极管、三极管做开关使用的动画；学生活动：观察二极管导通、截止；三极管饱和、截止时相当于的“开关”作用，体会数字信号形成的过程。教学环节2：数制和码制1．数制教师活动：举例说明十进制、二进制的十六进制，介绍二进制数和十进制数相互转换的规律；学生活动：巩固练习二进制数、十六进制和十进制数的相互转换。2．码制教师活动：举例说明码制，介绍十进制数和8421BCD码相互转换的规律；学生活动：巩固练习十进制数和8421BCD码的相互转换。三、课堂小结二进制、十六进制数和十进制数的相互转换规律：二、十六进制数转换为十进制数：数码乘权再相加；十进制数转换为二、十六进制数：除基数（2、16）取余倒记法。四、课堂练习《学习指导与练习》；五、课后作业【板书设计】【教学后记】3电工电子技术及应用教案（9-2）【课题编号】××-09-02【课题名称】逻辑门电路【教学目标】应知：1．掌握与门、或门、非门等基本逻辑门符号、逻辑功能与表达式。2．了解与非门、或非门、与或非门等复合逻辑门的逻辑功能及表示符号。3．了解TTL门电路、CMOS门电路的型号及使用常识。应会：能识别各种逻辑门符号，会识别集成逻辑门引脚，会利用集成逻辑门连接所需逻辑电路。【教学重点】基本逻辑门电路的逻辑符号和逻辑功能；集成逻辑门的引脚识别及应用。【难点分析】TTL门电路、CMOS门电路的识别及使用。【学情分析】避开单纯的理论讲解，利用“做中教”让学生感知、归纳与门、或门和非门电路的逻辑功能，从而在此基础上通过“叠加”引出复合逻辑门电路，学生会轻松理解、掌握。通过实物展示让学生认识集成逻辑门电路并掌握芯片的使用。【教学方法】实验法、讲授法【教具资源】与、或、非逻辑门实验电路；集成逻辑门芯片。【课时安排】2学时（90分钟）【教学过程】一、导入新课联系生活实际，教师引导学生列举符合与、或、非逻辑关系的实例，让学生感知所要学习的逻辑关系的重要应用。二、讲授新课教学环节1：与逻辑和与门电路教师活动：“做中教”学生活动：实验一，将一组电池、两个开关和一个小灯炮按电路图连接实物电路，分：两开关都断开、闭合A开关、闭合B开关、两开关都闭合四种情况，观察小灯炮亮与否。假设开关断开为0，闭合为1；灯灭为0，灯亮为1，将实验结果记录填表，归纳“与”的逻辑功能。实验二，改换或门电路，同样分四种情况，记录实验结果填表，归纳“或”的逻辑功能。实验三，改换非门电路，分别将开关打开、断开，记录实验结果填表，归纳“非”的逻辑功能。教师活动：总结（1）与门符号、与门表达式、与逻辑功能是“有0出0，全1出l”。（2）或门符号、或门表达式、或逻辑功能是“全0出0，有1出1”。4（3）非门符号、非门表达式、非逻辑功能是“有0出1，有1出0”教学环节2：复合逻辑门电路教师活动：在基本逻辑门的基础上“叠加”引出各复合门电路。学生活动：从“叠加”中认识与非、或非、与或非、同或、异或门等复合逻辑门电路的符号、表达式、逻辑功能。教师活动：给出例题，通过例题引导学生将开关元件与数字电路的工作状态联系一起。学生活动：通过例题，了解数字电路产生数字的过程。教学环节3：集成逻辑门电路教师活动：展示TTL、COMOS集成逻辑门芯片学生活动：学习集成逻辑门芯片型号、引脚的识别及使用常识。三、课堂小结1．与、或、非门电路的逻辑符号、逻辑表达式和逻辑功能。基本逻辑门电路可以组成较复杂的复合逻辑门与非门、或非门等。逻辑符号逻辑表达式逻辑功能与门电路Y=AB有0出0，全1出1或门电路Y=A+B有1出1，全0出0非门电路Y=A入0出1，入1出02.集成数字电路比分立元件数字电路有更多的优越性。数字集成电路分为TTL电路与CMOS电路两大类。使用集成数字电路产品时，要会查产品手册，掌握每个产品的逻辑功能、主要参数、引脚功能及引脚编号判别方法。四、课堂练习《学习指导与练习》五、课后作业【板书设计】【教学后记】5电工电子技术及应用教案（9-3）【课题编号】03-09-03【课题名称】制作在三人表决电路【教学目标】应知：识读TTL与非门的引脚；应会：会应用TTL与非门连接所需组合逻辑电路。【教学重点】组合逻辑电路的安装与测试。【难点分析】正确规范安装三人表决电路，完成设计要求。【学情分析】在学习基本逻辑门的基础上，利用“做中学”让学生在动手操作中学会识读集成逻辑门芯片，熟悉组合逻辑电路的安装与测试，将理论应用于实践，提高学生的操作技能。【教学方法】实训【教具资源】直流电源、74LS00芯片（二输入四与非门）、74LS10芯片（三输入三与非门）各1个，1k电阻3只，小指示灯1只。【课时安排】1学时（45分钟）【教学过程】一、操作部分教师活动：指导学生三人表决电路的安装与测试。学生活动：在教师指导下，（1）识读74LS00、74LS10芯片引脚。（2）按图连接电路。图三人表决逻辑电路（3）按ABC分别为000～111逻辑关系操作开关，观察并记录小指示灯亮的情况，绘制并填写真值表。（4）验证表决逻辑电路功能：三人表决，少数服从多数。6二、课堂小结——注意事项（1）实验时，芯片引脚要分清，不可接错；（2）两芯片都需可靠接电源。三、课后作业1．撰写三人表决电路实验报告。2．思考：如果是一场举重比赛，A、B、C三名裁判，A为主裁判。当两名以上裁判（必须包括主裁判A在内）认为运动员举重合格（按动电钮，发出合格信号）才算运动员举重成功。电路该怎样改动实现？【板书设计】【教学后记】7电工电子技术及应用教案（9-4）【课题编号】××-09-04【课题名称】组合逻辑门电路【教学目标】应知：组合逻辑电路特点及典型组合逻辑电路（编码器、译码器、加法器）的基本功能。1．理解组合逻辑电路特点；2．了解典型组合逻辑电路（编码器、译码器、加法器）的功能与应用；掌握译码显示器的使用。应会：会根据功能表正确使用典型集成编码器、典型集成译码器及典型集成译码显示器。【教学重点】典型集成编码器、典型集成译码器及典型集成译码显示器的认识及使用。【难点分析】对于编码、译码过程的理解。【学情分析】本节课的内容理论性强、概念新、学生接受较困难，利用“做中教”中的74LS147功能测试电路，让学生体会优先编器的工作过程，利用“做中教”的74HC42功能测试电路，让学生理解译码过程，利用“做中教”的闪烁数码显示器，让学生明白显示译码器由显示译码集成电路（例74LS48）和显示器（例七段数码管）两部分组成，从而将抽象知识变直观现象，以促进学生的理解掌握。利用实物芯片展示让学生认识各种编码器、译码器、译码显示器、加法器，提高学生相关技能。【教学方法】讲授法、演示法【教具资源】仿真软件、各种编码器、译码器、译码显示器、加法器芯片【课时安排】2学时（90分钟）【教学过程】一、导入新课联系生活实际中的电报、电子钟、计算器等引出本节编码、译码、数码显示、加法器等相关知识，激发学生的学习兴趣。二、讲授新课教学环节1：编码器教师活动：由电报局用每组4个十进制数码代表一个汉字就是编码，引出编码概念，展示二—十进制编码示意图及74LS147芯片。学生活动：领会编码概念，观察74LS147芯片，认识编码芯片的引脚功能。教师活动：“做中教”演示74LS147功能测试电路。学生活动：利用测试电路（1）当输入端全为高电平时观察输出情况；（2）当输入只有一端为高电平时观察输出情况；（3）当输入端有两个或两个以上为高电平时观察输出情况。记录观察结果并填表比较输出结果，讨论74LS147功能，体会优先权的意义。8教师活动：总结（1）输入端、输出端均为低电平有效，即0表示有信号，1表示无信号。（2）当输入数据为十进制0时，只需要将全部数据输入端接高电平即可。（3）74LS147为优先编码器，即当输入端同时输入两个或两个以上有效信号时，只接受优先级别高的输入信号编码。其优先级别为9I最高，其余依次为8I、7I、6I、5I、4I、3I、2I、1I、0I。教学环节2：译码器教师活动：由译码是编码的逆过程引出译码器。学生活动：由编码器逆向思维理解译码的概念。教师活动：“做中教”演示74HC42功能测试电路。学生活动：利用测试电路（1)当输入端依次输入0000～1001时观察输出情况；（2）当输入端依次输入1010～1111时观察输出情况，记录观察结果并填表，总结74HC147功能特点。教师活动：总结（1）输入端高电平有效、输出端为低电平有效。（2）当输入数据0000～1001时，依次输出0Y~9Y十个信号，此时正常译码。（3）当输入数据1010～1111六个超出10的无效状态时，输出皆为高电平，即74HC42集成电路能够自动拒绝伪码。教学环节3：显示译码器3．显示译码器教师活动：“做中教”演示闪烁数码显示器，让学生明白显示译码器由显示译码集成电路（例74LS48）和显示器（例七段数码管）两部分组成。学生活动：利用烁数码显示器电路（1）当输入端DCBA依次输入0000~1001观察显示情况；（2）观察BI控制端电平变化情况与数码管显示情况的关系。教师活动：总结（1）显示译码器由显示译码集成电路（例74LS48）和显示器（例七段数码管）两部分组成。（2）显示译码集成电路的BI为消隐控制端，1BI时译码器工作，0BI时译码器七段全部熄灭不工作，借此形成闪烁效果。教学环节4：加法器教师活动：讲授半加、全加器的概念，介绍全加器芯片。学生活动：了解半加、全加器的概念及全加器芯片。三、课堂小结用基本逻辑门电路组合成的逻辑电路称为组合逻辑电路，简称组合电路。组合逻辑电路的特点是：任何时刻电路的输出状态直接由同一时刻的输入状态所决定，而与信号输入前的状态无关，即组合逻辑电路无记忆能力。常用的组合电路有编码器、译码器、加法器等。四、课堂练习《学习指导与练习》五、课后作业【板书设计】9【教学后记】10电工电子技术及应用教案（9-5）【课题编号】××-09-05【课题名称】时序逻辑电路（一）【教学目标】应知：1．掌握时序逻辑电路特点；2．理解各种类型触发器（基本RS触发器、同步RS触发器、JK触发器、D触发器）的图形符号和逻辑功能。应会：1．会搭接RS触发器电子控制电路；2．会使用JK集成触发器。【教学重点】时序逻辑电路特点；各种类型触发器的图形符号和逻辑功能。【难点分析】准确把握各种类型触发器的特点及应用。【学情分析】本节内容概念多且易混淆，利用“做中教”让学生首先感性理解基本触发器的特性，然后利用比较的方法引出其他类型触发器，学生易分清掌握。【教学方法】仿真实验法、比较法【教具资源】仿真软件【课时安排】2学时（90分钟）【教学过程】一、导入新课由计算机电路中的“