數(shù)字電子技術與應用項目教程 第2版 教案 教案19~23 時序邏輯電路的分析-技能訓練7:集成計數(shù)器的應用_第1頁
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教案用紙第10周總第19次2學時教學班級:課程:電子技術授課教師:課題:時序邏輯電路的分析教學方法:引導、啟發(fā)式教具:教學目標:掌握時序邏輯電路的組成特點和分析方法。教學重點:驅動方程、狀態(tài)方程和輸出方程。教學難點:電路結構特點。主要教學內容:1、復習提問2、導入新課3、電路結構及特點4、時序邏輯電路的基本分析步驟5、分析舉例6、練習7、小結 課后回顧教案用紙復習提問1、觸發(fā)器特點2、常用JK和D觸發(fā)器芯片(5分鐘)新課導入數(shù)字邏輯電路分為組合邏輯電路和時序邏輯電路兩大類。本節(jié)開始介紹時序邏輯電路的分析方法及常用時序邏輯電路的設計方法。(5分鐘)新課課題時序邏輯電路的分析教學基本內容、方法及手段一、時序邏輯電路的分析1、時序電路結構及特點(1)在電路結構上,時序邏輯電路通常包括組合邏輯電路和具有記憶功能的存儲單元電路,并且后一部分電路必不可少。(2)在輸入/輸出關系上,由于存儲單元電路具有記憶功能,使得時序邏輯電路任一時刻的輸出值不僅取決于當前的輸入信號,而且還與電路原來的狀態(tài)有關,即與以前的輸入信號有關。根據(jù)觸發(fā)器狀態(tài)更新與時鐘脈沖CP是否同步,可以將時序邏輯電路分為同步時序邏輯電路和異步時序邏輯電路兩大類。2、時序邏輯電路的基本分析步驟時序邏輯電路的分析是根據(jù)已知的邏輯電路圖,找出電路狀態(tài)和輸出信號在輸入信號和時鐘脈沖信號作用下的變化規(guī)律,確定電路的邏輯功能??砂匆韵虏襟E完成:(1)列寫電路方程1)輸出方程。2)驅動方程。3)狀態(tài)方程。方法及手段講解:(30分鐘)教案用紙教學基本內容、方法及手段教學基本內容方法及手段(2)列狀態(tài)轉換真值表方法是依次設定現(xiàn)態(tài),代入電路的狀態(tài)方程和輸出方程,求出相應次態(tài)及輸出,從而列出狀態(tài)轉換真值表。(3)說明電路的邏輯功能(4)畫出狀態(tài)轉換圖和時序圖3、分析舉例在同步時序邏輯電路中,所有觸發(fā)器的變化都是在同一個時鐘信號作用下同時發(fā)生的。而在異步電路中,各觸發(fā)器的時鐘信號不是同一個,有先有后,因而觸發(fā)器的變化也不是同時發(fā)生,也有先有后,即各個觸發(fā)器的狀態(tài)方程只有在滿足時鐘條件時才起作用。[例1]分析下圖所示電路的邏輯功能。并畫出狀態(tài)轉換圖和時序圖。解:該電路是一同步時序邏輯電路。(1)寫出電路方程輸出方程:驅動方程:各觸發(fā)器狀態(tài)方程:(2)列狀態(tài)轉換真值表(3)邏輯功能說明講述:(25分鐘)教案用紙教學基本內容、方法及手段教學基本內容方法及手段由真值表可看出,電路在輸入第六個計數(shù)脈沖CP后,返回到原來的狀態(tài),同時輸出端Y輸出一個進位信號,因此,本題所示電路為用格雷碼表示的同步六進制加法計數(shù)器。(4)畫狀態(tài)轉換圖和時序圖現(xiàn)態(tài)次態(tài)輸出0000010111111101000010111111101000000000010101

110101001(5)檢查電路的自啟動能力當電路處于010或101狀態(tài)時,不能進入有效循環(huán),所以該電路沒有自啟動能力。啟發(fā):(15分鐘)列真值表練習:(5分鐘)小結:(5分鐘)小結:介紹了時序邏輯電路的結構特點和分析方法,掌握時序電路中輸出方程、驅動方程、狀態(tài)轉換方程的含義,會列狀態(tài)轉換真值表。作業(yè):P137:4-1教案用紙第10周總第20次2學時教學班級:課程:電子技術授課教師:課題:寄存器教學方法:引導、啟發(fā)式教具:教學目標:掌握寄存器電路的組成特點和分析方法。教學重點:移位寄存器。教學難點:移位寄存器。主要教學內容:1、復習提問2、導入新課3、數(shù)碼寄存器4、移位寄存器5、小結 課后回顧教案用紙復習提問1、常用D觸發(fā)器芯片2、計數(shù)器芯片及應用(5分鐘)新課導入在數(shù)字系統(tǒng)中,常常需要將一些數(shù)碼、運算結果、指令等暫時存放起來,然后在需要的時候再取出來進行處理或進行運算。這種能夠用于存儲少量的二進制代碼或數(shù)據(jù)的時序邏輯電路,稱為寄存器。(5分鐘)新課課題寄存器教學基本內容、方法及手段一、數(shù)碼寄存器在數(shù)字系統(tǒng)中,常常需要將一些數(shù)碼、運算結果、指令等暫時存放起來,然后在需要的時候再取出來進行處理或進行運算。這種能夠用于存儲少量的二進制代碼或數(shù)據(jù)的時序邏輯電路,稱為寄存器。CT74LS175是用維持阻塞D觸發(fā)器組成的4位寄存器,它的邏輯圖如圖所示。二、移位寄存器移位寄存器除了具有存儲代碼的功能以外,還具有移位功能。所謂移位功能,是指寄存器里存放的代碼能在移位脈沖的作用下依次左移或右移。方法及手段講解:(30分鐘)教案用紙教學基本內容、方法及手段教學基本內容方法及手段右移位寄存器和左移位寄存器的電路結構是基本相同的,若適當加入一些控制電路和控制信號,就可以將右移位寄存器和左移位寄存器合在一起,構成雙向移位寄存器。下圖所示為4位雙向移位寄存器CT74LS194的邏輯功能示意圖。CT74LS194的功能表如下:由該表可知它的主要功能如下:(1)清零功能。(2)保持功能。(3)并行置數(shù)功能。(4)右移串行輸入功能。(5)左移串行輸入功能。四、寄存器的應用1.實現(xiàn)數(shù)據(jù)的串/并行轉換CR=1,M1M0=01時,完成串行輸入-并行輸出的轉換。CR=1,M1M0=11時,完成并行輸入-串行輸出的轉換。講述:(35分鐘)教案用紙教學基本內容、方法及手段教學基本內容方法及手段2.構成扭環(huán)形計數(shù)器下圖為74LS194構成的7進制扭環(huán)形計數(shù)器。3.順序脈沖發(fā)生器啟發(fā):(15分鐘)列真值表練習:(5分鐘)小結:(5分鐘)小結:介紹了時序邏輯電路的結構特點和分析方法,要掌握;同時介紹了數(shù)碼寄存器和移位寄存器的結構、工作原理和典型的集成芯片,要掌握其典型應用。作業(yè):P137:4-2、3、4教案用紙第11周總第21次2學時教學班級:課程:電子技術授課教師:課題:技能訓練6:寄存器的應用教學方法:引導、啟發(fā)式教具:教學目標:掌握集成寄存器的應用。教學重點:寄存器的應用教學難點:移位寄存器的應用主要教學內容:1、復習提問2、導入新課3、用74LS74D觸發(fā)器構成4位移位寄存器4、測試74LS194的邏輯功能5、用74LS194構成一個7進制計數(shù)器6、小結 課后回顧教案用紙復習提問1、計數(shù)器分類2、常用集成計數(shù)器(5分鐘)新課導入本節(jié)學會利用觸發(fā)器構成各種寄存器,掌握集成計數(shù)器應用。(5分鐘)新課課題技能訓練6:寄存器的應用教學基本內容、方法及手段一、訓練目的1、學習用集成觸發(fā)器構成寄存器的方法2、掌握中規(guī)模集成寄存器的使用及功能測試方法3、運用集成寄存器構成N進制計數(shù)器二、設備與器件1、+5V直流電源2、雙蹤示波器3、連續(xù)脈沖源4、單次脈沖源5、邏輯電平開關6、邏輯電平顯示器7、譯碼顯示器8、74LS7474LS194CC4011CC4012三、訓練內容1、用74LS74D觸發(fā)器構成4位移位寄存器,畫出實驗電路,連線并記錄。2、測試74LS194的邏輯功能3、用74LS194構成一個7進制計數(shù)器,記錄之。4、用74LS175構成一個4路搶答器。(選做)方法及手段講解:(10分鐘)訓練:(60分鐘)小結:(10分鐘)小結:練習了觸發(fā)器構成移位寄存器的方法、集成寄存器的使用方法,要學會舉一反三。作業(yè):訓練報告教案用紙第11周總第22次2學時教學班級:課程:電子技術授課教師:課題:計數(shù)器教學方法:引導、啟發(fā)式教具:教學目標:掌握不同進制計數(shù)器的結構、原理,會用各種集成計數(shù)器構成N進制計數(shù)器。教學重點:集成計數(shù)器的應用教學難點:集成計數(shù)器的應用主要教學內容:1、復習提問2、導入新課3、二進制計數(shù)器4、十進制計數(shù)器5、集成計數(shù)器6、小結 課后回顧教案用紙復習提問1、什么是輸出方程、驅動方程和狀態(tài)轉換方程2、時序邏輯電路飛分析方法(5分鐘)新課導入在數(shù)字系統(tǒng)中,常常需要將一些數(shù)碼、運算結果、指令等暫時存放起來,然后在需要的時候再取出來進行處理或進行運算。這種能夠用于存儲少量的二進制代碼或數(shù)據(jù)的時序邏輯電路,稱為寄存器。本節(jié)介紹其結構和工作原理。(5分鐘)新課課題計數(shù)器教學基本內容、方法及手段一、二進制計數(shù)器1.異步二進制計數(shù)器(1)異步二進制加法計數(shù)器由該圖可看出,Q0、Q1、Q2端輸出脈沖的頻率分別為輸入計數(shù)脈沖CP頻率的1/2、1/4、1/8,故該計數(shù)器可作2、4、8分頻器使用。(2)異步二進制減法計數(shù)器方法及手段講解:(5分鐘)啟發(fā):(5分鐘)講解:(5分鐘)教案用紙教學基本內容、方法及手段教學基本內容方法及手段2.同步二進制計數(shù)器(1)同步二進制加法計數(shù)器(2)同步二進制減法計數(shù)器(3)同步二進制加/減法計數(shù)器啟發(fā):(5分鐘)啟發(fā):(5分鐘)寫方程;列真值表;分析功能。練習:(10分鐘)教案用紙教學基本內容、方法及手段教學基本內容方法及手段二、十進制計數(shù)器1.異步十進制加法計數(shù)器2.同步十進制加法計數(shù)器三、集成計數(shù)器(1)集成4位同步二進制計數(shù)器CT74LS161和CT74LS163CT74LS161有如下主要功能:1)異步清零功能。2)同步并行置數(shù)功能。3)計數(shù)功能。4)保持功能。(2)集成4位同步二進制加/減計數(shù)器CT74LS191講述:(5分鐘)啟發(fā):(10分鐘)寫方程;列真值表;分析功能。注:CT74LS163為同步清零。講述:(10分鐘)教案用紙教學基本內容、方法及手段教學基本內容方法及手段(3)利用反饋歸零法獲得N進制計數(shù)器集成計數(shù)器的清零有異步清零和同步清零兩種。異步清零與計數(shù)脈沖CP沒有任何關系,只要異步清零輸入端出現(xiàn)清零信號,計數(shù)器便立刻被清零。和異步清零不同,同步清零輸入端獲得清零信號后,計數(shù)器并不能立刻被清零,還需要再輸入一個計數(shù)脈沖CP后,計數(shù)器才被清零。[例5.4.1]分別用集成同步四位二進制計數(shù)器CT74LS161和CT74LS163構成十二進制計數(shù)器。(4)利用反饋置數(shù)法獲得N進制計數(shù)器[例2]試用CT74LS161、191的同步置數(shù)功能構成十進制計數(shù)器。講述:(15分鐘)注:191為異步置數(shù);161為同步置數(shù)。小結:(5分鐘)小結:介紹了計數(shù)器的分類、結構和工作原理,同時介紹了幾種常用的集成加法計數(shù)器,要熟練掌握,并會用反饋歸零法和反饋置數(shù)法獲得N進制計數(shù)器。作業(yè):P138:4-7、8、9、10、14、16教案用紙第11周總第23次2學時教學班級:課程:電子技術授課教師:課題:技能訓練7:集成計數(shù)器的應用電路設計教學方法:引導、啟發(fā)式教具:教學目標:掌握集成計數(shù)器的應用及N進制計數(shù)器的設計。教學重點:成計數(shù)器的應用教學難點:N進制計數(shù)器的設計主要教學內容:1、復習提問2、導入新課3、用74LS74D觸發(fā)器構成4位二進制異步加法計數(shù)器4、測試74LS192同步十進制可逆計數(shù)器的邏輯功能5、用兩片CC40192組成兩位十進制加法計數(shù)器6、用74LS161構成十二進制計數(shù)器7、小結 課后回顧教案用紙復習提問1、計數(shù)器分類2、常用集成計數(shù)器(5分鐘)新課導入本節(jié)學會利用觸發(fā)器構成各種計數(shù)器以及利用集成計數(shù)器構成任意進制計數(shù)器的方法。(5分鐘)新課課題技能訓練7:集成計數(shù)器的應用教學基本內容、方法及手段一、訓練目的1、學習用集成觸發(fā)器構成計數(shù)器的方

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