数字电路教案-课题二 寄存器(2课时)
寄存器说课稿
寄存器说课稿一、说教材（一）作用与地位“寄存器”作为计算机组成原理课程的核心内容，不仅在整个课程体系中具有承上启下的作用，而且对于学生理解计算机内部工作原理，掌握信息处理的基础知识具有重要意义。
它既是学习后续指令系统、CPU 构造等章节的基础，也是分析计算机性能、设计计算机体系结构的关键。
（二）主要内容本节课我们将详细介绍寄存器的定义、分类、功能以及其在计算机系统中的应用。
具体包括以下几部分内容：1. 寄存器的概念及其在计算机中的作用。
2. 寄存器的分类，如通用寄存器、专用寄存器、控制寄存器等。
3. 寄存器的内部结构和工作原理。
4. 寄存器的性能指标，如位数、速度等。
5. 寄存器在计算机指令执行和程序运行中的应用。
二、说教学目标学习本课后，学生应达到以下教学目标：（一）知识目标1. 掌握寄存器的定义、分类和功能。
2. 了解寄存器在计算机系统中的重要性。
3. 了解寄存器的性能指标及其对计算机性能的影响。
（二）能力目标1. 能够分析寄存器在计算机指令执行和程序运行中的作用。
2. 能够运用寄存器知识解释计算机的一些现象。
（三）情感目标1. 培养学生对计算机硬件的兴趣，激发他们学习计算机组成原理的积极性。
2. 培养学生团队合作精神和解决问题的能力。
三、说教学重难点（一）重点1. 寄存器的定义、分类和功能。
2. 寄存器在计算机系统中的应用。
（二）难点1. 寄存器的内部结构和工作原理。
2. 寄存器性能指标对计算机性能的影响。
在教学过程中，我们将着重讲解重点内容，并通过实例分析和课堂讨论等方式，帮助学生突破难点。
同时，注重理论与实践相结合，提高学生的实际应用能力。
四、说教法（一）教学方法在教学“寄存器”这一章节时，我计划采用以下几种教学方法：1. **启发法**：- 通过引入现实生活中的例子，如快递柜的存储与提取过程，来启发学生对寄存器存储数据功能的理解。
- 设计问题链，引导学生逐步深入思考，例如：“数据为什么要放在寄存器中？”“寄存器的速度快在哪里？”等，以此激发学生的探究欲望。
数字电路寄存器设计
数字电路寄存器设计数字电路寄存器是一种用于存储和传输数字信号的重要电子元件，在数字系统中被广泛使用。
本文将介绍数字电路寄存器的基本原理和设计方法，以帮助读者更好地理解和应用该技术。
一、数字电路寄存器概述数字电路寄存器是一种能够存储数字信号的电子元件，它可以暂时存储数据，并在需要时进行读取和传输。
寄存器通常由触发器构成，触发器是一种能够存储和改变状态的数字电路。
二、触发器的基本原理触发器是数字电路寄存器的基本组成部分，它根据输入信号的变化来改变输出状态。
常见的触发器类型有RS触发器、D触发器、JK触发器和T触发器等。
1. RS触发器RS触发器是一种简单的触发器，它有两个输入端（R和S）和两个输出端（Q和\overline{Q}）。
当R=S=0时，RS触发器保持原来的状态不变；当R=0、S=1时，Q=0；当R=1、S=0时，Q=1；当R=S=1时，RS触发器会进入禁止状态。
2. D触发器D触发器是一种常用的触发器，它有一个输入端（D）和两个输出端（Q和\overline{Q}）。
D触发器在时钟信号的作用下，将输入端的值存储在输出端，并在时钟信号的上升（或下降）沿更新状态。
3. JK触发器JK触发器是一种可控的触发器，它有两个输入端（J和K）和两个输出端（Q和\overline{Q}）。
JK触发器的状态转换由输入信号J、K 和时钟信号决定。
4. T触发器T触发器是一种简单的触发器，它有一个输入端（T）和两个输出端（Q和\overline{Q}）。
T触发器将输入端的值与当前状态异或，并在时钟信号的上升（或下降）沿更新状态。
三、数字电路寄存器的设计方法根据不同的应用需求，可以采用不同类型的触发器来设计数字电路寄存器。
下面介绍两种常见的寄存器设计方法。
1. 并行加载寄存器并行加载寄存器可以一次性将多位输入数据存储到寄存器中。
常见的并行加载寄存器有并行加载D触发器和JK触发器寄存器。
- 并行加载D触发器寄存器：通过将多个D触发器级联，可以实现多位输入数据的并行加载。
寄存器教案
单元21
时间：
授课教师: ： 职称: 教研室： 授课对象：
课 题： 寄存器
教学目的及任务： 了解寄存器的特点和分类，理解寄存器阵列的工作方式，熟悉移位寄存器和环型计数器的工作过程
主要教学内容:
5.2 寄存器和读/写存储器
5.3.1 寄存器的主要特点和分类
5.3.2基本寄存器
四边沿D触发器
双4位锁存器
教学方法
多媒体
教具准备
POWERPOINT课件，EWB，74160构成6、7进制计数电路
课外作业
作业题 5-37 5-38
参考资料
4X4寄存器阵列
5.3.3移位寄存器
单向移位寄存器（右移、左移）
集成移位寄存器
5.3.4 移位寄存器环型计数器
环型计数器
扭环型计数器
教学步骤时间分配及补遗
15 分钟
10 分钟
15 分钟
15 分钟
10 分钟
20 分钟
10 分钟
单元重点
寄存器的功能，寄存器阵列的动问题
数字电路实验讲义
数字电路实验讲义课题：实验一门电路逻辑功能及测试课型：验证性实验教学目标：熟悉门电路逻辑功能，熟悉数字电路实验箱及示波器使用方法重点：熟悉门电路逻辑功能。
难点：用与非门组成其它门电路教学手段、方法：演示及讲授实验仪器：1、示波器；2、实验用元器件74LS00 二输入端四与非门 2 片74LS20 四输入端双与非门 1 片74LS86 二输入端四异或门 1 片74LS04 六反相器 1 片实验内容：1、测试门电路逻辑功能（1）选用双四输入与非门74LS20 一只，插入面包板（注意集成电路应摆正放平），按图1.1接线，输入端接S1～S4(实验箱左下角的逻辑电平开关的输出插口)，输出端接实验箱上方的LED 电平指示二极管输入插口D1～D8 中的任意一个。
（2）将逻辑电平开关按表1.1 状态转换，测出输出逻辑状态值及电压值填表。
2、逻辑电路的逻辑关系（1）用74LS00 双输入四与非门电路，按图1.2、图1.3 接线，将输入输出逻辑关系分别填入表1.2，表1.3 中。
（2）写出两个电路的逻辑表达式。
3、利用与非门控制输出用一片74LS00 按图1.4 接线。
S 分别接高、低电平开关，用示波器观察S 对输出脉冲的控制作用。
4、用与非门组成其它门电路并测试验证。
（1）组成或非门：用一片二输入端四与非门组成或非门B==，画出电路图，测试并填+Y∙ABA表1.4。
（2）组成异或门：①将异或门表达式转化为与非门表达式；②画出逻辑电路图；③测试并填表1.5。
5、异或门逻辑功能测试（1）选二输入四异或门电路74LS86，按图1.5 接线，输入端1、2、4、5 接电平开关输出插口，输出端A、B、Y 接电平显示发光二极管。
（2）将电平开关按表1.6 的状态转换，将结果填入表中。
6、逻辑门传输延迟时间的测量用六反相器74LS04 逻辑电路按图1.6 接线，输入200Hz 连续脉冲（实验箱脉冲源），将输入脉冲和输出脉冲分别接入双踪示波器Y1、Y2 轴，观察输入、输出相位差。
寄存器说课稿
以学生为主体设计理念体现在
学生是以四人小组为单位，应用实验法、对比 学生是以四人小组为单位，应用实验法、 实验法 学习。 法学习。 学生先搭建右移寄存器电路，观察电路结果； 学生先搭建右移寄存器电路，观察电路结果； 分析电路特征、总结电路原理。 分析电路特征、总结电路原理。 通过对比左移与右移电路的区别， 通过对比左移与右移电路的区别，自主学习左 移电路的特征和原理。 移电路的特征和原理。 学生在共同参与、 学生在共同参与、相互合作中不但学会了知识 及解决问题的能力， 及解决问题的能力，同时也学会了团体配合和 自我肯定，增加学生的自信心。 自我肯定，增加学生的自信心。
具体实施过程： 具体实施过程： 布置任务 实施实验 原理分析 举一反三 知识扩展
教师布置任务
由彩灯引起学生的兴趣导入新课 学习简单彩灯制作电路 用触发器制作四个红灯移位电路
实施实验
用D触发器制作右移四位红灯的电路 每组学生均参与制作，教师指导。 每组学生均参与制作，教师指导。
分析电路原理
学生在组装完电路之后， 学生在组装完电路之后，教师问学生想做左移 四位红灯的电路吗？ 四位红灯的电路吗？激发起学生对知识的探求 兴趣，在此条件下告诉学生只有明白电路原理， 兴趣，在此条件下告诉学生只有明白电路原理， 才能将右移变为左移。 才能将右移变为左移。 分析右移四位寄存器电路特征、原理， 分析右移四位寄存器电路特征、原理，是重点 又是难点，为学生更好的理解原理， 又是难点，为学生更好的理解原理，由教师制 作的磁板演示 电路画在磁板上，磁扣作为灯， 磁板演示， 作的磁板演示，电路画在磁板上，磁扣作为灯， 将抽象的移位过程展现在学生眼前。通过这种 将抽象的移位过程展现在学生眼前。 方式学生能较好的理解电路的原理。 方式学生能较好的理解电路的原理。
数字电子技术教案
数字电子技术教案第一章：数字电路基础1.1 数字电路简介了解数字电路的基本概念、特点和应用领域掌握数字电路的基本组成元素1.2 逻辑门认识与门、或门、非门、异或门等基本逻辑门掌握逻辑门的真值表和布尔表达式1.3 逻辑函数及其简化理解逻辑函数的概念和特点学会使用卡诺图和Karnaugh图进行逻辑函数的简化第二章：组合逻辑电路2.1 组合逻辑电路概述了解组合逻辑电路的定义和特点掌握组合逻辑电路的分析和设计方法2.2 常用组合逻辑电路认识加法器、编码器、译码器、多路选择器等常用组合逻辑电路学会分析组合逻辑电路的功能和真值表2.3 组合逻辑电路的设计方法学会使用逻辑门搭建组合逻辑电路掌握组合逻辑电路的测试和优化方法第三章：时序逻辑电路3.1 时序逻辑电路概述了解时序逻辑电路的定义和特点掌握时序逻辑电路的分析和设计方法3.2 常用时序逻辑电路认识触发器、计数器、寄存器等常用时序逻辑电路学会分析时序逻辑电路的功能和真值表3.3 时序逻辑电路的设计方法学会使用逻辑门和触发器搭建时序逻辑电路掌握时序逻辑电路的测试和优化方法第四章：数字电路仿真与实验4.1 数字电路仿真软件介绍了解常见的数字电路仿真软件及其功能学会使用至少一款数字电路仿真软件进行电路仿真4.2 组合逻辑电路实验利用仿真软件或实际电路搭建组合逻辑电路完成组合逻辑电路的功能测试和性能分析4.3 时序逻辑电路实验利用仿真软件或实际电路搭建时序逻辑电路完成时序逻辑电路的功能测试和性能分析第五章：数字电路应用案例分析5.1 数字电路在通信领域的应用了解数字电路在通信领域的主要应用实例分析通信系统中数字电路的作用和性能要求5.2 数字电路在计算机领域的应用了解数字电路在计算机领域的主要应用实例分析计算机中数字电路的作用和性能要求5.3 数字电路在其他领域的应用了解数字电路在其他领域的主要应用实例分析不同领域中数字电路的作用和性能要求第六章：数字电路设计方法与实践6.1 数字电路设计流程掌握数字电路设计的整体流程，包括需求分析、方案设计、原理图绘制、仿真测试、硬件实现和调试等步骤。
数字电路寄存器和移位寄存器PPT学习教案
真值表：(同步触发器)
____
CPi
Di
Q n1 i
Q n1 i
__
0 X Qin Qin
10 0 1
11 1 0
2.带公共时钟和复位的六位寄存器 (TTL74174)
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
D1
D2
D3
D4
D5
D6
Rd
Rd
Rd
Rd
Rd
Rd
CP
__
Cr
CP
__
Cr
真值表：(边沿触发器)
状态图： 有效循环（六进制计数器或六分频器）
Q0Q1Q2 000 100 110
001 011 111
无效循环
101 010
第10页/共13页
c . 奇数分频器（数据右移）
f CP 7
1 0
CP QA QB QC QD
0
0
0
0
CP
1000
0 QA QB QC QD
S
1
S
__
Cr DR A B C D DL
并行输出 Q2
D F2
第3页/共13页
CP Q0 Q1 Q2 000
1 0 0 DL0 2 0 DL0 DL1 3 DL0 DL1 DL2
CP Q0 Q1 Q2
第4页/共13页
Q0 Q1
R
右移数据输入 D
J
J
F0
F1
K
K
三位右移寄存器
CP Q0 Q1 Q2 000
1 DR0 0 0 2 DR1 DR0 0 3 DR2 DR1 DR0
第5页/共13页
数字电子技术--时序电路+寄存器
(CP 有效) (Q0 有效) (CP 有效)
Q1n 1 Q1n n n n Q2 1 Q1 Q0
求状态转换表
现态 次态 输出
Q2nQ1nQ0n 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1
Q2n+1Q1n+1Q0n+1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0
4.1概 述
一、时序电路的特点 1. 定义 任何时刻电路的 输出，不仅和该时刻 的输入信号有关，而 且还取决于电路原来 的状态。 2. 电路特点 (1) 与时间因素 (CP) 有关； (2) 含有记忆性的元件(触发器)。
…
x 入i q1
…
组合逻辑 电 路
…
…
输1
x
y1 输
…
出 yj
w1
存储电路
…
ql
2 3 4 5
0 1
0 0 0 1 1 1
0 0 1 1 1 0
0 1 1 1 0 0
1 1 1 1 1 0
画状态转换图 /1 /1 /1 /1 /1 000 001 011 111 110 100 /0 有效状态和有效循环 010 /1 /1 101
n n n Y Q2 Q1 Q0
无效状态和无效循环
000 /0
n1 Q n Q n Q0 1 1 0 1 2
n Q2
00 01 11
10
0
1 0 0 1 1 0
0 0 1
0 1
1 0
n Q0 1 Q 0 n 1 Q1 Q 2 Q1Q0 Q1 Q 0 n 1 Q2 Q1Q0 Q2 Q 0
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理论课授课教案
教学过程和内容
时间分配
与教法1．由D触发器构成的数码寄存器
（1）电路组成
图5-1 单拍工作方式的数码寄存器
CP：接收脉冲（控制信号输入端)
（2）工作原理
当CP↑时，触发器更新状态，Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0，即接收输入
数码并保存。
单拍工作方式：不需清除原有数据，只要CP↑一到达，新的数据就会存
入。
常用4D型触发器74LS175、6D型触发器74LS174、8D型触发器74LS374
或MSI器件等实现。
2．由D型锁存器构成的数码寄存器
（1）锁存器的工作原理
送数脉冲CP为锁存控制信号输入端，即使能信号（电平信号）。
②当CP=1时，D数据输入不影响电路的状态，电路锁定原来的数据。
即当使能信号结束后（锁存），数据被锁住，输出状态保持不变。
二、移位寄存器
移位寄存器除了具有存储数码的功能外，还具有移位功能。
移位功能：寄存器中所存数据，可以在移位脉冲作用下逐位左移或右移。
在数字电路系统中，由于运算（如二进制的乘除法）的需要，常常要求
实现移位功能。
1．单向移位寄存器：是指仅具有左移功能或右移功能的移位寄存器。
教学过程和内容
时间分配
与教法1）右移位寄存器
①电路组成
图5-4 4位右移位寄存器
串行输入
同步时序逻辑电路
②工作过程（仿真运行图5－4电路。
）
将数码1101右移串行输入给寄存器（串行输入是指逐位依次输入）。
在接收数码前，从输入端输入一个负脉冲把各触发器置为0状态（称为清零）。
④时序图
CP顺序输入D SR输出
0 1 0 0 0 0
1 1 1 0 0 0
2 0 1 1 0 0
3 1 0 1 1 0
4 0 1 0 1 1
5 0 0 1 0 1
6 0 0 0 1 0
7 0 0 0 0 1
8 0 0 0 0 0
教学过程和内容
时间分配
与教法
图5-5 4位右移位寄存器时序图
并行输出串行输出
（2）左移位寄存器
串行输入异步清零
图5-6 4位左移位寄存器
②工作过程（仿真运行图5－6电路。
）
将数码1011左移串行输入给寄存器。
在接收数码前清零。
③状态表
表5-3 4位左移位寄存器状态表
教学过程和内容
时间分配
与教法
④时序图
并行输出串行输出
图5-7 4位左移位寄存器时序图
寄存器的应用实例
数据显示锁存器；
序列脉冲信号发生器；
数码的串／并与并／串转换；
构成计数器……
1、数据显示锁存器
在许多设备中常需要显示计数器的计数值，计数值通常以8421BCD码计
数，并以七段数码显示器显示。
问题：如果计数器的计数速度高，人眼则无法辨认显示的字符。
措施：在计数器和译码器之间加入锁存器，就可控制数据显示的时间。
若锁存信号C＝0时，数据被锁存，译码显示电路稳定显示锁存的数据。
2．序列脉冲信号发生器
M1M0=01，为右移方式，
CP顺序输入
D
输出
Q Q Q Q
0 1 0 0 0
1 0 0 0 0
2 1 0 0 1
3 1 0 1 0
4 0 1 0 1
5 0 0 1 1
6 0 1 1 0
7 0 1 0 0
8 0 0 0 0
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