数字电子技术基础教案

1第1讲授课时间第1周一第1-2节课次1授课方式理论课▇讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：第一章§1.1-§1.5数制、码制及常用编码教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：1.掌握数字信号与模拟信号的区别；2.几种进制之间的转换；3.熟悉几种常用的编码.教学重点及难点：1.进制之间的转换;2.8421码、余三码、格雷码的特点.教学基本内容教学方法、教学手段及时间设计【引入新课】回忆计算机基础中所讲的二进制，引出本次课内容。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(图示)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：编多媒体教学（5分钟）板书讲授与多媒体教学相结合（15分钟）2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（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。(5)保密性好。容易进行加密处理。1.2几种常用的数制数制：是指多位数码中每一位的构成方法及低位向相邻高位的进位规则。一、十进制1、表示法2、特点与同学讨论二、八、十六进制的表示方法及特点二、二进制1、表示法2、特点三、八进制和十六进制1．八进制逢八进一；系数0～7；基数8；权8n。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。板书讲解与多媒体教学相结合（10分钟）31.3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。例题：二、十进制转换为二进制将十进制数整数部分转换为二进制数采用“除2取法”；将十进制小数部分转换为二进制数采用“乘2取整法”。例题三、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)22．二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）4六进制数。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)21.4二进制数的运算二进制数码可表示数值大小→数值运算例1010（即算术运算）＋011010000不同的逻辑状态→逻辑运算（按某种因果关系）几个概念：原码：二进制数码的最高位增加符号位的数码反码：二进制数码按位取反得到的数码补码：正数的补码与原码相同；负数的补码等于它的反码加1。1.5几种常用的编码：码制：为了便于记忆和查找，在编制代码时所遵循的规则。二-十进制编码：用四位二进制数中的任意十种组合来表示一位十进制数，又称BCD码。常用的BCD码有：8421码、余3码、循环码、余3循环码、2421码、5421码和5211码等等，如表1-1所示讨论：码的作用；BCD码。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）5课后小结：回顾本节课主要内容，重点掌握几种进制之间的转换方法。作业、习题、思考题、辅导等：17页1.2，1.5；18页1.11，1.13板书设计：第一章数制和码制1.1概述模拟量数字量1.2几种常用的数制（1）数制（2）几种常见的数制：十进制、二进制、八进制、十六进制1.3不同数制间的转换十进制转换成二进制十进制转换成八进制十进制转换成十六进制二进制转化成十进制八进制转化成十进制十六进制转化成十进制二进制转换成八进制八进制转化成二进制二进制转化成十六进制十六进制转换成二进制1.4二进制数运算二进制数可以表示数制大小和逻辑状态几个概念：原码、反码及补码1.5几种常用的编码码制二-十进制编码（BCD码）参考教材和文献资料《数字电子技术基础》_阎石编著6第2讲授课时间第1周一第1-2节课次2授课方式理论课▇讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：第二章§2.1-§2.3逻辑代数的基本运算、基本公式和基本定理教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：1.熟练掌握基本逻辑运算和几种常用复合导出逻辑运算；2.熟练运用真值表、逻辑式、逻辑图来表示逻辑函数。教学重点及难点：1.三种基本逻辑运算和几种导出逻辑运算；2.真值表、逻辑式、逻辑图之间的相互转换；3.将真值表转换为逻辑式。教学基本内容教学方法、教学手段及时间设计第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”断开多媒体教学（5分钟）7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：—结果与条件相反板书讲授与多媒体教学相结合（15分钟）8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）9二、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）10二、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AB。（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。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。讨论：与、或、非；与非、或非、同或、异或逻辑的运算11口诀、逻辑符号。课后小结：与、或、非；与非、或非、同或、异或逻辑的运算口诀、逻辑符号。作业、习题、思考题、辅导等：59页2.5；61页2.11；板书设计：第2章逻辑代数基础2.1概述2.2逻辑函数及其表示法2.2.1基本逻辑函数及运算一、与逻辑二、或逻辑三、逻辑非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2.2.3逻辑函数及其表示法一、逻辑函数的建立二、逻辑函数的表示方法1．真值表2．逻辑函数式3．逻辑图参考教材和文献资料《数字电子技术基础》_阎石编著12第3讲授课时间第2周一第1-2节课次3授课方式理论课▇讨论课□实验课□习题课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：第二章§2.4-§2.5逻辑代数基础教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握逻辑函数的表示方法和公式法化简。教学重点及难点：1.三种基本逻辑运算和几种导出逻辑运算；2.真值表、逻辑式、逻辑图之间的相互转换；3.将真值表转换为逻辑式。教学基本内容教学方法、教学手段及时间设计【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逻辑代数的基本定律一、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。板书讲授与多媒体教学相结合（15分钟）13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。2.5逻辑函数及其表达方法逻辑函数：当输入变量取值确定之后，输出变量取值便随之而定。因此，输出变量和输入变量之间是一种函数关系。逻辑函数的表示方法：逻辑真值表、逻辑函数式、逻辑图、波形图、卡诺图和硬件描述语言。2.5.1逻辑函数的表示方法（1）逻辑真值表：由输出变量取值与对应的输入变量取值所构成的表格。列写方法是：a)找出输入、输出变量，并用相应的字母表示；b)逻辑赋值。c)列真值表。（2）逻辑函数式逻辑函数式：是将逻辑函数中输出变量与输入变量之间的逻辑关系用与、或、非等逻辑运算符号连接起来的式子，又板书讲解、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）14称函数式或逻辑式。（3）逻辑图逻辑图：是将逻辑函数中输出变量与输入变量之间的逻辑关系用与、或、非等逻辑符号表示出来的图形。2.5.2逻辑函数表示方法之间的相互转换（1）真值表转换为函数式a)找出真值表中使函数值为1的输入变量取值；b）每个输入变量取值都对应一个乘积项，变量取值为1，用原变量表示，变量取值为0，用反变量表示。c)将这些乘积项相加即可。（2）函数式转换为真值表首先在表格左侧将个不同输入变量取值依次按递增顺序列出来，然后将每组输入变量取值代入函数式，并将得到的函数值对应地填在表格右侧即可。（3）函数式转换为