電子技術(shù)基礎(chǔ)及技能 項目五

1、中等職業(yè)教育課程改革國家規(guī)劃新教材 電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能 電子教案項目任務項目五 水位指示電路的設計、制作與調(diào)試概述；任務一：門電路的功能測試與轉(zhuǎn)換課時4節(jié)知識目標1. 理解模擬信號與數(shù)字信號的區(qū)別；掌握數(shù)字信號的表示方法，了解數(shù)字信號在日常生活中的應用；2. 了解脈沖波形主要參數(shù)的含義及常見脈沖波形；3. 掌握基本的邏輯運算、邏輯門的邏輯功能及其邏輯符號；4. 了解復合邏輯門的邏輯功能及其邏輯符號；5. 掌握函數(shù)的表示方法；6. 了解TTL、CMOS門電路的型號、引腳功能等使用常識。技能目標會測試TTL、CMOS門電路的邏輯功能。重點難點重點：邏輯運算、邏輯門及其邏輯符號；函數(shù)的表示方法。難點

2、：門電路的測試和功能轉(zhuǎn)換。教學方法利用多媒體教學設備，遵循理論聯(lián)系實際、因材施教等原則，采用講授、練習、提問等多種教學方法，使學生能掌握基本的概念、原理和方法。教具及參考書1.電子技術(shù)基礎(chǔ) 康華光、鄒壽彬等編寫 高等教育出版社2.脈沖與數(shù)字電路 陳傳虞主編 高等教育出版社 3.電子電路與電子技術(shù) 張洪潤、唐昌建主編 科學出版社 4.電子技術(shù)項目教程 李傳珊主編 電子工業(yè)出版社 5.數(shù)字電子技術(shù) 孫麗霞主編 高等教育出版社 6.新編CMOS4000系列集成電路實用手冊 楊幫文主編 機械工業(yè)出版社 7.電子技術(shù)實踐 于淑萍主編 機械工業(yè)出版社 作業(yè)1. 閱讀復習教材內(nèi)容。2. 做154和159頁的

3、想一想、練一練習題。課后小結(jié) 數(shù)字信號及脈沖參數(shù)。 基本邏輯門和復合邏輯門功能和符號。 邏輯函數(shù)、邏輯變量、二值邏輯、真值表等概念。 邏輯函數(shù)的表示方法及其轉(zhuǎn)換。 集成邏輯門種類、參數(shù)、引腳功能及其測試。教學內(nèi)容 概述教學目的掌握：數(shù)字信號的表示方法。理解：理解模擬信號與數(shù)字信號的區(qū)別。了解：了解脈沖波形主要參數(shù)的含義及常見脈沖波形教學內(nèi)容概述課題導入問題：1、模擬電子電路處理的信號是什么？ 2、數(shù)字電路處理什么信號？新知識講解一、模擬信號和模擬電路 【模擬信號】 時間上和幅度上都連續(xù)的信號。 【波形圖】【模擬電路】傳輸和處理模擬信號的電子電路。二、數(shù)字信號和數(shù)字電路 【數(shù)字信號】 時間上和幅

4、度上都離散的信號。 【波形圖】數(shù)字信號用0、1矩形脈沖串表示?！緮?shù)字電路】傳輸和處理數(shù)字信號的電子電路。三、數(shù)字信號和模擬信號區(qū)別教學內(nèi)容項目定義電路典型波形模擬信號連續(xù)變化模擬電路正弦波數(shù)字信號離散變化數(shù)字電路矩形脈沖串四、脈沖信號的參數(shù)【脈沖幅度Um 】脈沖信號的最大變化量?！旧仙龝r間tr 】 脈沖信號上升沿上從0.1Um上升到0.9Um所需要的時間。【下降時間tf 】 脈沖信號下降沿上從0.9Um上升到0.1Um所需要的時間?！久}沖寬度tw】 脈沖上升沿和下降沿0.5Um之間的寬度，有時也可用脈沖上升沿與下降沿0.1Um之間的寬度表示。【脈沖周期T】 兩個相鄰重復脈沖信號波形上相應點之間

5、的時間間隔。 f =1/T，為信號的頻率，即單位時間內(nèi)脈沖信號重復的次數(shù)?！久}寬比tw/T】脈沖信號寬度與周期的比值，也叫占空比。五、常見脈沖信號波形矩形脈沖三角波脈沖鋸齒波脈沖尖脈沖梯形波鐘形脈沖 教學內(nèi)容任務一：門電路的功能測試與轉(zhuǎn)換教學目的掌握：掌握基本的邏輯運算、邏輯門的邏輯功能及其邏輯符號；學會測試門電路。理解：函數(shù)的表示方法。了解：了解復合邏輯運算、復合邏輯門的邏輯功能及其邏輯符號；了解TTL、CMOS門電路的型號、引腳功能等使用常識。教學內(nèi)容【相關(guān)知識一】 基本邏輯門課題導入問題： 構(gòu)成數(shù)字電路的邏輯門有哪些？新知識講解一、邏輯代數(shù)的幾個概念【邏輯關(guān)系】 必然的因果關(guān)系?！具壿嬜?/p>

6、量、 邏輯函數(shù)】 原因或條件叫邏輯變量；結(jié)果叫邏輯函數(shù)。邏輯變量和邏輯函數(shù)均用大寫的英文字母表示，如A、B、C等?！径颠壿嫛?變量和函數(shù)只有兩種取值，用“0”和“1”來表示，“0”和“1”無數(shù)量上的大小關(guān)系，而僅代表兩種不同符號?！菊壿?、負邏輯】 在邏輯電路中，輸入和輸出只有高電平和低電平兩種取值。把高電平用“1”表示，低電平用 “0”表示，叫正邏輯。反之，若高電平用 “0”表示，低電平用“1”表示，則為負邏輯。二、基本的邏輯運算1、與邏輯、與運算例：分析下列電路圖的燈與開關(guān)的關(guān)系 教學內(nèi)容開關(guān)A 開關(guān)B燈L斷 斷斷 通通 斷通 通滅滅滅亮【關(guān)系表】結(jié)論：決定某一事件發(fā)生的所有條件全部具備

7、時，這一事件才會且一定會發(fā)生，這種邏輯關(guān)系稱為與邏輯。【與運算】 L=AB【邏輯真值表】 能全面反映輸出函數(shù)和輸入變量之間的邏輯關(guān)系的0，1表。A BL0 00 11 01 10001【與邏輯真值表】【與運算關(guān)系式】00=0 01=0 10=0 11=1【與運算的口訣】 有0出0，全1為1。2、或邏輯、或運算例：分析下列電路圖的燈與開關(guān)的關(guān)系 開關(guān)A 開關(guān)B燈L斷 斷斷 通通 斷通 通滅亮亮亮【關(guān)系表】 A BL0 00 11 01 10111結(jié)論：決定事件發(fā)生的條件中至少有一個具備，這一事件就會且一定會發(fā)生，這種邏輯關(guān)系叫或邏輯?！净蜻\算】 L=A+B【或邏輯真值表】教學內(nèi)容【或運算關(guān)系式】

8、 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=1【或運算的口訣】 有1出1，全0為0。3、非邏輯、非運算例：分析下列電路圖的燈與開關(guān)的關(guān)系開關(guān)A燈L斷通亮滅【關(guān)系表】結(jié)論：事件的發(fā)生和條件的具備總是相反的邏輯關(guān)系叫非邏輯。A L0 1 10【非邏輯真值表】【非運算】 【非運算關(guān)系式】 A=0 L=1； A=1 L=0三、復合邏輯運算 A BL0 00 11 01 111101、與非邏輯運算【與非運算】 【與非邏輯真值表】 【與非運算的口訣】有0出1，全1為0。2、或非邏輯運算A BL0 00 11 01 11000【或非運算】 【或非邏輯真值表】 教學內(nèi)容【或非運算的口訣】有1出0，全0為1。

9、3、與或非邏輯運算【與或非運算】 A B C DLA B C DL0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 1111011101 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 111100000【與或非邏輯真值表】4、異或邏輯運算【異或運算】 A BL0 00 11 01 10110【異或邏輯真值表】 【異或運算的口訣】 入同出0，入異出1。5、同或邏輯運算A BL0 00 11 01 11001【同或運算】 【同或邏輯真值表】【同或運算的口訣】 入同出1，入異出0。

10、四、邏輯函數(shù)的表示方法及相互轉(zhuǎn)換【邏輯函數(shù)表示方法】 表達式、真值表、邏輯圖、卡諾圖、波形圖等。 1、函數(shù)表達式【定義】 表示各個變量之間邏輯關(guān)系的式子。教學內(nèi)容【特點】形式簡單，便于書寫，便于運算，但不惟一。2、邏輯真值表【特點】直觀、惟一、不便于運算，變量多時，真值表較繁?！居烧嬷当韺懗龊瘮?shù)表達式的方法】（1） 函數(shù)F=1的行，對應這些行的變量取值為1時用原變量表示，變量取值為0時用反變量表示，將變量相與得到若干個與項。A BF0 00 11 01 10110（2） 所有的與項相或就得出了函數(shù)的表達式。例1：寫出下列真值表的函數(shù)表達式。解： A BF0 00 11 01 11001例2：寫

11、出下列真值表的函數(shù)表達式。解：說 明由同或和異或互為相反的邏輯關(guān)系，再對照他們真值表和表達式，能很容易地說明表達式形式不同而真值表相同的結(jié)果?！居珊瘮?shù)表達式寫出真值表的方法】 確定變量和函數(shù)個數(shù)，寫出表頭，并寫出變量的所有取值組合。n個變量的函數(shù)，應該有個取值組合。 將變量取值代入表達式中，計算出函數(shù)值。例：試列出函數(shù)的邏輯真值表。ABCF00000101001110010111011101010011解：教學內(nèi)容3、邏輯圖用邏輯門符號表示邏輯函數(shù)關(guān)系的圖就叫邏輯圖。邏輯圖不惟一,也叫邏輯電路圖。由邏輯圖也可以寫出函數(shù)表達式，進而列出函數(shù)的真值表。五、邏輯門電路1、基本邏輯門邏輯門名稱邏輯功能

12、邏輯符號函數(shù)表達式與門與F=AB或門或F=A+B非門非2、復合邏輯門邏輯門名稱邏輯功能邏輯符號函數(shù)表達式與非門與非AB或非門或非AB與或非門與或非異或門異或同或門同或教學內(nèi)容想一想，練一練1、在了解儀器的使用方法以及各旋鈕和開關(guān)的作用之后，再動手操作。使用這些儀器時，旋動各旋鈕和開關(guān)不要用力過猛。2、低頻信號發(fā)生器用畢后，應將輸出微調(diào)旋鈕調(diào)到最左的位置，使輸出電壓為零。3、使用交流毫伏表測量前，應先將量程調(diào)在最大檔，并使表針機械零點調(diào)零。4、交流毫伏表只能用來測量正弦交流信號的有效值。 5、不可用萬用表的交流電壓檔代替交流毫伏表測量交流電壓（萬用表內(nèi)阻較低，用于測量50Hz左右的工頻電壓）。1

13、、什么是數(shù)字信號？脈沖的參數(shù)有哪些？2、基本的邏輯運算有幾種？復合邏輯運算又有幾種？3、什么是邏輯真值表？描述函數(shù)的方法有哪些？4、畫出三種基本邏輯門的邏輯符號、真值表，并寫出其邏輯功能。5、畫出復合門的邏輯符號，并寫出其邏輯功能。【相關(guān)知識二】 集成邏輯門課題導入問題： 電子產(chǎn)品為什么能越來越微型化？新知識講解常用集成邏輯門電路有兩種：雙極型TTL門和單極型CMOS門。一、TTL門【特點】 是晶體管-晶體管邏輯門電路的簡稱；參數(shù)穩(wěn)定、工作可靠、開關(guān)速度高?！局饕盗小緾T54/74通用系列、 CT54/74H高速系列、 CT54/74S為肖特基系列、 CT54/74LS低功耗肖特基系列、CT

14、54/74AS先進肖特基系列、CT54/74ALS先進低功耗肖特基系列等。 【命名】以CT74LS160CJ為例：其中：C中國；TTTL集成電路；74國際通用74系列（54為國際通用54系列）；LS低功耗肖特基系列（S為肖特基系列；H為高速系列；空白為標準系列）；160同步十進制計數(shù)器；C0-70；J黑瓷低熔玻璃雙列直插封裝?！臼褂米⒁狻浚?）電源電壓54系列電源電壓滿足5V10%， 74系列滿足5V5%。電源的正極和負極不可接錯。為了防止外來干擾通過電源電壓串入電路，通常在印制板的電源電壓輸入端接入10100的電容進行濾波。教學內(nèi)容（2）閑置輸入端的處理說 明把閑置輸入端剪短，減少干擾。閑置

15、端子的并聯(lián)使用，必須滿足前級驅(qū)動能力允許的要求。a) b) c)d) e) f)集成TTL邏輯門閑置輸入端的處理a) 直接接 b) 通過電阻接 c) 與有用輸入段并聯(lián)d) 懸空 e) 接地 f) 接地二、CMOS門【特點】是互補金屬氧化物-半導體場效應管門電路的簡稱；工藝簡單、工序少、成本低、集成度高、功耗低、抗干擾性能強，但速度較慢?！局饕盗小坑?000/4500兩大系列?！久恳訡C4000系列為例。如CC4069：其中：C中國；40國際通用系列；69六反相器【使用注意】（1）電源電壓可在3V-18V范圍變化。電源電壓選擇越高，抗干擾能力越強。CMOS門的電源電壓不可接反，否則可能使門

16、電路永久損壞。在進行實驗或調(diào)試時，應先接直流電源，后接入信號源；使用結(jié)束后，應先切斷信號源，后斷開電源。（2）閑置輸入端的處理閑置輸入端決不允許懸空，與門和與非門閑置輸入端應接電源或高電平；或門和或非門的閑置輸入端應接地或低電平。閑置輸入端不宜與使用輸入端并聯(lián)使用，這樣會造成電容增大，降低工作速度。在存放和運輸過程中，應將輸入端一起短接，并屏蔽。在焊接時，使用小功率烙鐵，且要求烙鐵有良好的接地。測試CMOS門電路時，儀表也要良好接地。教學內(nèi)容【 知識拓展 】基本數(shù)字集成器件的選用和檢測課題導入問題： 如何選用集成門電路？新知識講解一、數(shù)字集成電路的主要技術(shù)指標1、輸入/輸出電壓【定義】指門電路

17、在接規(guī)定電源電壓下輸入和輸出的電壓的變化范圍?！綯TL門和CMOS門的邏輯電平標準】電路類型輸出電平/V輸入電平/V電源/VTTL門2.4/0.42.0/0.85CMOS門4.4/0.53.6/1.552、 噪聲容限【定義】噪聲容限是描述邏輯門電路抗干擾能力的參數(shù)。有高電平UNH和低電平噪聲容限UNL。UNH=UOH-UIH(min) UNL=UIL(max)-UOL 3、輸入/輸出電流輸出高電平時的輸入/輸出電流輸出低電平時的輸入/輸出電流 教學內(nèi)容4、扇出系數(shù)輸入/輸出電流反映了電路的驅(qū)動能力。通常將能驅(qū)動同類型門的個數(shù)稱為扇出系數(shù)N?；?5、電壓傳輸特性電壓傳輸特性是指輸出電壓隨輸入電壓

18、的變化而變化的特性。6、平均傳輸延遲時間tpd是反映門電路開關(guān)速度的參數(shù)，tpd越小，工作速度越高7、功耗【類型】靜態(tài)功耗和、動態(tài)功耗?！眷o態(tài)功耗】是指門電路沒有狀態(tài)轉(zhuǎn)換時的功耗，即門電路在空載時電源總電流與電源電壓的乘積。當輸出為低電平時的功耗為導通功耗；當輸出為高電平時的功耗為截止功耗，總大于。【動態(tài)功耗】只發(fā)生在狀態(tài)轉(zhuǎn)換的瞬間，或者電路中有容性負載時，由于電容的充放電過程而增加了電路的損耗。8、功耗-延遲積具有較高的速度，較低的功耗，電路的性能就越好。在工程上常用功耗-延遲積對門電路評價。 二、基本數(shù)字集成器件的檢測1、TTL門電路的檢測（1）TTL門電源引腳的判別 查手冊 按標志判定將

19、半圓缺口朝上，將有文字型號的正面對著你自己，將引腳按逆時針旋轉(zhuǎn)數(shù)起，則數(shù)到最后一個引腳即為電源腳，與其對角線的引腳為地腳。教學內(nèi)容萬用表測電阻法判定選擇萬用表的K檔，將紅表筆和黑表筆分別接到對角線的兩個引腳測量阻值，然后更換表筆再測量一次，一般來講，一次測量值為十幾千歐，另一次為幾千歐，則阻值較大的那一次，黑表筆接的引腳為電源腳，紅表筆接的為地腳。（2）輸入端的判別將5V電源接到TTL門，把萬用表撥到5mA檔，將黑表筆接地，紅表筆依次與各引腳連接，當接到與非門輸入端時，電流表會有1mA-2mA 之間的讀數(shù)。（3）輸出端的判別將5V電源接到TTL門，選萬用表直流電壓10V檔，將黑表筆接地，紅表筆

20、依次與各引腳連接，在電壓表上有0.2V-0.4V電壓指示的引腳為輸出腳。（4）同一個與非門的輸入、輸出端的判別根據(jù)與非門的邏輯功能，將5V電源接到TTL門，選萬用表10V電壓檔，將黑表筆接地，紅表筆接輸出端，同時使TTL與非門的輸入端接地，若讀數(shù)約為2.7V高電平，則這一對輸入和輸出屬于同一個與非門。依次類推，對多個輸入輸出端的情況可進行一一判別。當有些引腳上述方法測量中無反應，則該腳為空腳或內(nèi)部斷開。2、CMOS門電路的檢測（1）CMOS門電路地腳和電源腳的判別CMOS門較多為雙列直插14引腳電路，一般14腳為電源，7腳為地腳。（2）輸入、輸出端的判別選萬用表K檔，黑表筆接7腳，紅表筆依次接

21、1-6和8-13腳，比較各次的阻值大小，阻值較大的為與非門的輸入端，阻值較小的為輸出端。特別說明，有些管腳在測量時可能阻值為或0，若為，則可能管腳內(nèi)部開路或為空腳；若為0，則說明內(nèi)部擊穿短路。想一想，練一練1、在了解儀器的使用方法以及各旋鈕和開關(guān)的作用之后，再動手操作。使用這些儀器時，旋動各旋鈕和開關(guān)不要用力過猛。2、低頻信號發(fā)生器用畢后，應將輸出微調(diào)旋鈕調(diào)到最左的位置，使輸出電壓為零。3、使用交流毫伏表測量前，應先將量程調(diào)在最大檔，并使表針機械零點調(diào)零。4、交流毫伏表只能用來測量正弦交流信號的有效值。 5、不可用萬用表的交流電壓檔代替交流毫伏表測量交流電壓（萬用表內(nèi)阻較低，用于測量50Hz左

22、右的工頻電壓）。1、數(shù)字集成電路有哪些技術(shù)指標？2、TTL門和CMOS門使用注意事項分別是什么？3、如何判別TTL門和CMOS門集成電路的地腳、電源腳、輸入和輸出腳？4、TTL門和CMOS門閑置端子應如何處理？教學內(nèi)容【實踐訓練 】集成邏輯門的功能測試與轉(zhuǎn)換一、實訓目標1、能查閱相關(guān)資料識讀集成塊型號和引腳功能。2、學會測試TTL門、CMOS門電路的引腳功能和邏輯功能。3、學會使用TTL門、CMOS門轉(zhuǎn)換成其他門電路的方法。二、實驗設備1、數(shù)字邏輯實驗箱2、集成芯片74LS00和CC4011各一塊3、萬用表三、實訓內(nèi)容與步驟1、查閱資料，識讀門74LS00的型號和引腳。如下圖a、b分別為74L

23、S00雙列直插式和貼片式芯片。 a) b) a) 雙列直插式 b) 貼片式2、用萬用表測試識別TTL門電路的引腳。（1）用萬用表判別電源引腳選用萬用表電阻檔K，黑表筆接電源腳，紅表筆接地時，測得阻值約為十幾千歐，而相反連接測得的阻值為幾千歐。（2）輸入腳判別測試74LS00輸入腳測試判別電路教學內(nèi)容 74LS00引腳測量數(shù)據(jù)表引腳1234568910111213電流/mA電壓/V輸入腳為 腳。（3）輸出腳判別測試 輸出腳判別測試電路接好測試電路，選萬用表直流10V檔，黑表筆接地，紅表筆逐個測輸入端以外的各引腳，測得的數(shù)據(jù)為0.2-0.4V之間，則紅表筆所接引腳為輸出腳。輸出腳為 腳。（4）判別

24、同一個與非門的輸入和輸出端將輸入端和黑表筆接地，紅表筆逐個與輸出端相連測試，測得結(jié)果大于2.7V時，此時紅表筆所接引腳與輸入腳為同一個與非門的輸入、輸出端，如此反復，作好記錄。3、74LS00功能測試 74LS00功能測試電路74LS00功能測試表輸 入輸 出A BLED狀態(tài)UF/V0 00 11 01 1教學內(nèi)容4、用74LS00轉(zhuǎn)換實現(xiàn)其他邏輯功能（1）用74LS00實現(xiàn)或邏輯函數(shù)：用與非門實現(xiàn)或邏輯的原理圖根據(jù)原理圖和前面判別的74LS00引腳功能畫出用74LS00實現(xiàn)的接線圖。要求輸出連接LED指示燈，并用萬用表測輸出電壓。輸 入輸出A BFLED狀態(tài)UF/V0 00 11 01 1用

25、74LS00實現(xiàn)或邏輯的測試表（2） 用74LS00實現(xiàn)與或非邏輯函數(shù)：與非門實現(xiàn)與或非邏輯的原理圖根據(jù)原理圖畫出用74LS00實現(xiàn)與或非函數(shù)的實驗線路圖。然后按照接線圖連接電路，并進行測試。將LED狀態(tài)和輸出電壓填入自制的數(shù)據(jù)表中。5、查閱資料，識讀CMOS門電路的型號和引腳。6、用萬用表判別輸入和輸出腳。用萬用表R1K檔，將黑表筆接CC4011的7腳，紅表筆依次接1-6腳和8-13腳，測電阻值，將結(jié)果填入表中。CC4011引腳測量數(shù)據(jù)表引腳號1234568910111213阻值教學內(nèi)容阻值較大的腳 為輸入腳；阻值較小的腳 為輸出腳。1、注意集成塊型號和引腳，避免接反接錯。2、注意正確選擇萬

26、用表的檔位。3、若有些引腳在測量時無任何反應。則為空腳或壞腳。操作請注意！四、實訓考核項目內(nèi)容分值考核要求加分標準得分實訓態(tài)度1、操作的積極性2、遵守安全操作規(guī)程3、紀律及衛(wèi)生情況30積極參加實訓，遵守安全操作規(guī)程和勞動紀律，有良好的職業(yè)道德和團隊精神。遵守安全操作規(guī)程加25，其余酌情加分。集成電路的識別1、型號識讀2、引腳號辨別3、引腳功能的確定20能識別集成電路型號和引腳，明確引腳功能。 每完成一項加5分。電路檢測1、電源腳判別2、輸入端判別3、輸出端判別4、輸入、輸出腳判別5、邏輯功能驗證30能正確使用萬用表；能正確判斷引腳；能正確驗證邏輯功能。能正確使用萬用表加5分；能正確判斷引腳每次

27、加3分；能正確測試功能加10分。功能轉(zhuǎn)換1、根據(jù)原理畫接線圖；2、邏輯功能驗證。20能正確畫出接線圖；能正確測試功能。能畫出正確接線圖加10分；能完成功能測試加10分。合計：100實訓得分：項目任務任務二：水位指示電路的設計、制作與調(diào)試課時6節(jié)知識目標1、 會用邏輯代數(shù)基本公式和卡諾圖化簡邏輯函數(shù)，2、 了解函數(shù)化簡在工程應用中的實際意義*3、 掌握組合邏輯電路的分析方法和步驟；4、 了解組合邏輯電路的種類。技能目標1、 能根據(jù)功能要求設計邏輯電路；2、 會安裝三人表決電路，實現(xiàn)所要求的邏輯功能；3、 會設計、制作與調(diào)試水位指示電路*。重點難點重點：函數(shù)化簡；組合邏輯電路的分析和設計方法 。難

28、點：按功能要求設計組合邏輯電路教學方法利用多媒體教學設備，遵循理論聯(lián)系實際、因材施教等原則，采用講授、練習、提問等多種教學方法，使學生能掌握基本的概念、原理和方法。教具及參考書1.電子技術(shù)基礎(chǔ) 康華光、鄒壽彬等編寫 高等教育出版社2.脈沖與數(shù)字電路 陳傳虞主編 高等教育出版社 3.電子電路與電子技術(shù) 張洪潤、唐昌建主編 科學出版社 4.電子技術(shù)項目教程 李傳珊主編 電子工業(yè)出版社 5.數(shù)字電子技術(shù) 孫麗霞主編 高等教育出版社 6.新編CMOS4000系列集成電路實用手冊 楊幫文主編 機械工業(yè)出版社 7.電子技術(shù)實踐 于淑萍主編 機械工業(yè)出版社 作業(yè)1. 閱讀復習教材內(nèi)容。2. 做164、169

29、、170和173頁的想一想、練一練習題。課后小結(jié) 邏輯代數(shù)的公式、卡諾圖、最小項標準式。 公式化簡和卡諾圖化簡。 組合邏輯電路的分析和設計方法 設計簡單組合邏輯電路教學內(nèi)容 5.3 任務二：水位指示電路的設計、制作與調(diào)試【相關(guān)知識一】邏輯函數(shù)的公式法化簡【 知識拓展 】邏輯函數(shù)的卡諾圖法化簡教學目的掌握：邏輯函數(shù)的化簡。理解：公式化簡函數(shù)和卡諾圖化簡函數(shù)的區(qū)別。了解：化簡函數(shù)的意義。教學內(nèi)容【相關(guān)知識一】邏輯函數(shù)的公式法化簡課題導入問題：如何才能使設計的數(shù)字電路簡單經(jīng)濟呢？ 新知識講解一、邏輯代數(shù)的基本公式和常用公式1、邏輯函數(shù)的相等【條件】 變量相同，對應函數(shù)值相等2、邏輯代數(shù)基本公式 （1

30、）常量和變量的關(guān)系A(chǔ)+0=A A1= AA+1=1 A0=0A+=1 A=0（2）交換律AB= BA A+B= B+A （3）結(jié)合律=() =+() （4）分配律()=+ +=(+)()（5）重疊律= += 教學內(nèi)容 （6）反演律（德摩根定律） =+ = （7）非非律（還原律）=想一想公式左列和右列有什么必然聯(lián)系嗎？對記憶公式有幫助嗎？3、邏輯代數(shù)的常用公式（1） （2） （3） （4） 推論公式：（5）二、邏輯代數(shù)法則1、代入法則【含義】將等式兩邊的同一變量用同一個函數(shù)代替,則等式仍然成立?！疽饬x】可以拓展公式例 = 令=則=0110與或或與原變量反變量反變量原變量原函數(shù)反函數(shù)2、反演法則【

31、含義】 【意義】 求反函數(shù)的方法例 求的反函數(shù)。教學內(nèi)容注 意應用括號保證函數(shù)的運算順序不變。長非號不變，則長非號下的函數(shù)按反演規(guī)則一一變換；長非號下的函數(shù)不變，把長非號去掉。解： +3、對偶法則【含義】 如果原函數(shù)等式成立，則其對偶式也一定成立。0110與或或與原函數(shù)對偶函數(shù)【求對偶式的方法】注 意適當應用括號保證函數(shù)的運算順序不變。例 求函數(shù)+的對偶函數(shù)解：F的對偶式為=【意義】 記憶公式減半三、邏輯函數(shù)化簡的意義表達式簡單邏輯電路簡單所用的器件少電路就越經(jīng)濟化簡函數(shù)有實際意義。方法公式法卡諾圖法四、化簡邏輯函數(shù)方法五、化簡標準標準最簡與-或式與項個數(shù)最少門數(shù)最少與項中的變量個數(shù)最少輸入端

32、個數(shù)最少六、公式法化簡函數(shù)公式法化簡函數(shù)就是應用邏輯代數(shù)的公式和法則進行化簡函數(shù)，也叫代數(shù)化簡法教學內(nèi)容【并項法】 利用將兩項合并成一項并消去一個變量。例 【吸收法】 利用消去多余項。例【消去法】 利用消去多余變量。例【配項法】 利用，增加必要的乘積項，再用并項和吸收辦法使項數(shù)減少。例例注 意代數(shù)法化簡邏輯函數(shù)不僅要求熟練掌握公式和法則，還要有一定的化簡技巧，特別是化簡后的表達式是否最簡難以判斷。想一想，練一練1器的使用方法以及各旋鈕和開關(guān)的作用之后，再動手操作。使用這些儀器時，旋動各旋鈕和開關(guān)不要用力過猛。2、低頻信號發(fā)生器用畢后，應將輸出微調(diào)旋鈕調(diào)到最左的位置，使輸出電壓為零。3、使用交流

33、毫伏表測量前，應先將量程調(diào)在最大檔，并使表針機械零點調(diào)零。4、交流毫伏表只能用來測量正弦交流信號的有效值。 5、不可用萬用表的交流電壓檔代替交流毫伏表測量交流電壓（萬用表內(nèi)阻較低，用于測量50Hz左右的工頻電壓）。1、用公式證明下列等式成立（1）（2）2、寫出下列函數(shù)的反函數(shù)和對偶式（1）（2）3、用公式化簡下列函數(shù)（1）（2）（3）教學內(nèi)容教學內(nèi)容【 知識拓展 】邏輯函數(shù)的卡諾圖法化簡一、邏輯函數(shù)的最小項表達式1、最小項的概念【定義】n個變量、的函數(shù)的最小項是包含n個變量的乘積項，且每一個變量在乘積項中只能以原變量或反變量形式出現(xiàn)且僅出現(xiàn)一次，這樣的乘積項叫最小項。【最小項個數(shù)】 如：有四個

34、最小項：、。f(，C)有八個最小項、。依次類推，n個變量函數(shù)的最小項有2n個【最小項編號】用mi表示。m是最小項，i是十進制數(shù)三變量函數(shù)的最小項編號變量取值十進制數(shù)最小項最小項編號變量取值十進制數(shù)最小項最小項編號00001004001110150102110601131117注 意每一個最小項中變量要按英文字母順序排列【最小項性質(zhì)】 任意一個最小項，只有一組變量取值使其值為1，而其余各種取值組合，該最小項的值均為0。 任意兩個最小項的乘積為0。 全體最小項之和為1。2、邏輯函數(shù)的最小項表達式任一函數(shù)都可以寫成最小項和的形式，該表達式叫函數(shù)的最小項標準式教學內(nèi)容例 將化成最小項標準式。解： 展開

35、過程可按以下步驟進行。 反復應用摩根定理去掉長非號，直到只在單個變量上有非號為止。 反復應用乘法分配律展開，直到寫成與或式為止。 將與或式中缺少變量（如）的項，乘以，然后展開成最小項和的形式。二、卡諾圖表示函數(shù)1、卡諾圖【定義】 按一定規(guī)則排列的最小項方格圖。【規(guī)則】 n變量函數(shù)有2n個最小項，卡諾圖有2n方格。 2n個方格必須排列成方陣或矩陣。 變量分成兩組，行變量和列變量組，行變量為高位組，列變量為低位組。 變量取值遵守反射碼的形成規(guī)則。【卡諾圖】a) b) c)函數(shù)的卡諾圖a) 二變量函數(shù)卡諾圖 b) 三變量函數(shù)卡諾圖 c) 四變量函數(shù)卡諾圖2、用卡諾圖表示函數(shù)任意邏輯函數(shù)都可表示成最小

36、項之和形式，用卡諾圖表示函數(shù)時，將函數(shù)中出現(xiàn)的最小項，在對應最小項方格中填1，沒有的填0(或不填)，所得圖形即為該函數(shù)的教學內(nèi)容卡諾圖。例 的卡諾圖為：3、卡諾圖合并相鄰項教學內(nèi)容【正確卡諾圈必須符合的要求】 卡諾圈里的1方格數(shù)必須是2m個。m=0，1，2， 2m個1方格必須排列成方陣或矩陣。 2m個1方格必須是方格相鄰或?qū)ΨQ相鄰的。4、用卡諾圖化簡函數(shù)【步驟】 （1）用卡諾圖表示函數(shù)（2）畫卡諾圈合并相鄰項例 化簡函數(shù)解：（1）用卡諾圖表示函數(shù)為 ： （2）畫卡諾圈合并相鄰項得到最簡與或式: 注 意正確的卡諾圈還要滿足卡諾圈里的1方格至少有一個1方格沒有被別的圈覆蓋過，否則為冗余項?？ㄖZ圖化

37、簡函數(shù)適應于少變量情況。教學內(nèi)容想一想，練一練1、在了解儀器的使用方法以及各旋鈕和開關(guān)的作用之后，再動手操作。使用這些儀器時，旋動各旋鈕和開關(guān)不要用力過猛。2、低頻信號發(fā)生器用畢后，應將輸出微調(diào)旋鈕調(diào)到最左的位置，使輸出電壓為零。3、使用交流毫伏表測量前，應先將量程調(diào)在最大檔，并使表針機械零點調(diào)零。4、交流毫伏表只能用來測量正弦交流信號的有效值。 5、不可用萬用表的交流電壓檔代替交流毫伏表測量交流電壓（萬用表內(nèi)阻較低，用于測量50Hz左右的工頻電壓）。 1、將下列函數(shù)展開成最小項表達式（1）（2）（3）2、用卡諾圖化簡下列各函數(shù)（1）（2）（3）【相關(guān)知識二】組合邏輯電路的分析和設計教學目的掌

38、握：組合邏輯電路的分析和設計方法。了解：組合邏輯電路的特點和分類教學內(nèi)容【相關(guān)知識一】組合邏輯電路的分析和設計課題導入如何設計組合邏輯電路？新知識講解一、組合邏輯電路的概念【定義】 任意時刻的輸出僅由該時刻的輸入決定，而與輸入信號作用前電路的狀態(tài)無關(guān)的電路。【特點】無反饋、 無記憶組合邏輯電路的框圖【結(jié)構(gòu)框圖】教學內(nèi)容【類型】 有編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)字比較器、加法器、分配器、數(shù)碼變換等。二、組合邏輯電路分析1、由邏輯圖寫出邏輯表達式。2、化簡和變換各邏輯表達式。3、列真值表。4、確定電路的邏輯功能?！静襟E】 【舉例】分析下面組合邏輯電路的邏輯功能。分析：（1）寫表達式：（2）列真值表

39、：A B CF0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 101101001（3）分析真值表可知為奇校驗電路。三、組合邏輯電路的設計*1、根據(jù)對電路邏輯功能的要求，列出真值表。2、由真值表寫邏輯表達式。3、化簡和變換邏輯表達式。4、畫出邏輯圖?！静襟E】教學內(nèi)容設計關(guān)鍵 確定輸入變量、輸出變量；第一步是關(guān)鍵： 確定邏輯關(guān)系；規(guī)定取值0和1【舉例】設計一個4輸入（I3、I2、I1、I0）、4輸出（L3、L2、L1、L0）的信號排序電路。要求當I3為1時，無論I2I0為何值。只有L3為1，而其余全為0；當I3為0，而I2為1時，無論I1、I0為何值，只有L2輸出為1

40、，其余均為0；當I3、I2均為0，而I1為1時，無論I0為何值，只有L1為1，而其余均為0；當I3I1均為0，而I0為1時，只有L0為1而，其余均為0。輸 入輸 出I3 I2 I1 I0L3 L2 L1 L01 0 1 0 0 1 0 0 0 10 0 0 01 0 0 00 1 0 00 0 1 00 0 0 10 0 0 0設計：（1）根據(jù)題意列真值表如下：（2）由真值表寫出表達式。 （3）畫出邏輯圖如下圖所示。教學內(nèi)容想一想，練一練1、在了解儀器的使用方法以及各旋鈕和開關(guān)的作用之后，再動手操作。使用這些儀器時，旋動各旋鈕和開關(guān)不要用力過猛。2、低頻信號發(fā)生器用畢后，應將輸出微調(diào)旋鈕調(diào)到最

41、左的位置，使輸出電壓為零。3、使用交流毫伏表測量前，應先將量程調(diào)在最大檔，并使表針機械零點調(diào)零。4、交流毫伏表只能用來測量正弦交流信號的有效值。 5、不可用萬用表的交流電壓檔代替交流毫伏表測量交流電壓（萬用表內(nèi)阻較低，用于測量50Hz左右的工頻電壓）。1、什么叫組合邏輯電路？它有何特點？2、簡述組合邏輯電路的分析方法和設計方法。3、試分析下圖a、b所示電路的邏輯功能。a) b)【實踐訓練一】三人表決電路的設計與制作一、實訓目標1、閱讀資料，能認識集成邏輯門的引腳和功能；2、能按照組合邏輯的設計步驟設計出三人表決電路；3、能按照邏輯電路制作實驗電路并進行測試。二、實訓設備三人表決電路的真值表A B CF1、數(shù)字電路實驗箱。2、集成芯片CT74LS00。三、實驗內(nèi)容和步驟1、三人表決電路的設計（1）完成真值表(右表)（2）由真值表寫出函數(shù)表達式并化簡成與非式。 F = （3