基于工作过程的数字电子技术教程(王瑞春)章 (2)

浅谈高职高专《数字电子技术》教学改革

浅谈高职高专《数字电子技术》教学改革摘要：高等职业教育中数字电子技术是一门在电子信息、计算机、电气自动化以及通信工程等专业中具有工程实践性很强的，最重要的专业基础课程，是后续相关专业课程的前置课程。

针对该课程的重要性和入门难的特点, 分析目前高职高专数字电子技术课程教学中存在的不足, 从课程教学方法、教学手段及考核方法等方面进行探讨。

关键词: 数字电子技术课程教学方法教学手段考核方法1引言数字电子技术是电子信息、自动化、计算机专业一门重要的专业基础课程，是一门理论与实际紧密联系的课程。

随着信息技术的快速发展，在培养专业人才时，不仅要加强专业基础知识的培养，还要对学生在学习理论上要联系实际和动手实践的能力方面要提出高的要求，在教学中必须加强对学生动手能力的培养，以适应社会对技能型人才的要求。

2传统《数字电子技术》教学的弊端《数字电子技术》这门课程是一门实践性很强的学科，而传统的教学方法总是以课本为依托，这样就使得教学内容上比较抽象，理论知识性很强，在学习上就感觉相当的枯燥。

而很多学生自主学习不是很好，这样就使得学生学习的兴趣不高，很容易就产生厌学的现象。

传统教学一般都是“黑板+粉笔”，老师讲解，学生听这样的教学演示，使得学生的主体地位没有发挥，教师教学的内容没有展现的生动，故而学生不能积极地参与到课堂学习中，这样就严重的影响教学。

职业教育则强调以必须、够用的理论知识为原则，重点在培养操作技能上，而现有的教材上仍然存在一些理论推导上复杂、公式应用的很少且难记、知识系统性上的注重。

同时，缺乏本学科新理念、新技术、新成果及应用实例的引入，不利于学生职业技能的培养。

3 《数字电子技术》教学改革3.1教学内容的改革电子技术是不断发展的，数字电子技术的教学内容也会随着新理论、新技术的高速发展而不断更新。

在教材的选择上要使用实时的适合高职高专教学实际的教材，与时俱进，体现信息时代的特征，以免出现在教材中详细介绍的分析方法、芯片在实际中已经不再使用的尴尬现象。

数字电子技术基础教学课件PPT

小结
日常生活中使用十进制，但在计算机中基本上使用二进制，有时也使用八进制或十六进制。利用权展开式可将任意进制数
常用的几种 BCD 码
十进制数 8421 BCD码 2421 BCD码 5121 BCD码余 3码余3 循环码
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001
0000 0001 0010 0011 0100 1011 1100 1101 1110 1111
注意：如无特别说明，本课程中的BCD码一概指组合的8421BCD码。
格雷码（Gray）
任意两个相邻码组之间只有一位码元不同（0和最大数之间也只有一位不同），因此格雷码也称为循环码；这种编码在形成和传输时不易出错。
比如：十进制3转换为4时，对应二进制的每一位变化，都会产
生很大的尖峰电流脉冲

上述编码方式是针对 “一位” 十进制数字而言的，一个多位的十进制数与相应的8421BCD码之间的转换关系如下例所示： 3 0 9 1 十进制数：
对应的8421BCD码：
0011
0000
1001
0001
这样得到的BCD码在存放或处理时有两种格式： • 组合BCD码格式：每位十进制数字对应的BCD编码以四个二进制位来存放；（3091）10＝（0011 0000 1001 0001）BCD • 非组合BCD码格式：每位十进制数字对应的BCD编码以八个二进制位来存放，其中低四位存放真正的BCD码，高四位根据具体应用的不同定义为不同的值 —— 如无特殊要求，高四位通常为全0；（3091）10＝（00000011 00000000 00001001 00000001）BCD

2024版《数字电子技术》电子教案范文

03
CATALOGUE
组合逻辑电路分析与设计
组合逻辑电路概述
组合逻辑电路定义
在任何时刻，输出状态只决定于同一时刻各输入状态的组合，而与电路以前状态无关，而与其他时间的状态无关。
组合逻辑电路特点
组合逻辑电路应用
广泛应用于计算机、通信、控制等领域。
逻辑功能清晰、易于理解；电路结构简单、易于实现。
根据已知的逻辑功能，利用逻辑代数法、真值表法或卡诺图法进行分析和设计。
模块化设计法
将复杂的逻辑功能分解为若干个简单的模块，分别进行设计和实现，最后再将各个模块组合起来。
自动化设计法
利用计算机辅助设计软件，如EDA工具，进行自动化设计和优化。
可编程逻辑器件设计法
利用可编程逻辑器件（如FPGA、 CPLD等）进行组合逻辑电路的设计和实现。
简要介绍PLD、FPGA等可编程逻辑器件的基本原理和应用。
数字系统设计
从系统层面出发，介绍数字系统的设计方法，包括硬件描述语言、系统设计工具等。
数字信号处理
简要介绍数字信号处理的基本概念、算法和应用，如滤波、变换等。
数字电子技术在通信、计算机等领域的应用
举例说明数字电子技术在通信、计算机等领域的应用，如数字通信、计算机接口电路等。
1 2
半导体存储器概述简要介绍半导体存储器的定义、分类、发展历程等基本概念。
半导体存储器工作原理详细阐述半导体存储器的工作原理，包括存储单元、地址译码、读写控制等关键部分。
3
半导体存储器应用列举半导体存储器在各个领域的应用实例，如计算机内存、移动设备存储、数据中心存储等。
可编程逻辑器件原理及应用
具有记忆功能，输出状态受输入信号和电路原状态共同控制。

数字电子技术 (3)

组合逻辑电路中的竞争和冒险1．竞争－冒险现象及其成因前面系统地讲述了组合逻辑电路的分析方法和设计方法。

这些分析和设计都是在输入、输出处于稳定的逻辑电平下进行的，没有考虑到信号在传输过程中的延迟，即都是针对理想情况进行分析的。

实际上，信号通过任何一个逻辑部件或组件时，都会产生延迟，使输出端可能会出现不是理想分析下的结果，甚至会出现错误的输出。

对于组合逻辑电路来说，当某个或者某些输入信号发生变化时，由于逻辑部件的传输延迟或者信号的竞争，可能会在输出端产生短暂的尖峰错误信号，这种尖峰就是组合逻辑电路中的竞争－冒险。

虽然竞争－冒险是暂时的，信号稳定后会消失，但仍会引起电路工作的可靠性下降。

竞争－冒险的产生过程如图3-1所示。

其中，图3-1（a）是存在冒险的组合逻辑电路，其输出表达式为：F ABB AB B A B==+=+（3.1）由式（3.1）可知，只要A=1，无论B如何变化，输出F=1不变。

由此画出输出与输入之间的理想工作波形如图3-1（b）所示，对于实际电路来说，虽然输入A=1不变，但当输入B发生变化时，门G2的输入信号AB（=B）和B，经过两个不同的传输路径到达，由于门G1存在传输延迟，使输出F出现瞬间尖峰低电平，这就是竞争－冒险，图3-1（c）是存在冒险的波形。

图3-1竞争－冒险产生过程示意图2．竞争－冒险的判断方法竞争－冒险的判断方法分为代数法和卡诺图法。

（1）代数法代数法是通过逻辑函数表达式来判断组合逻辑电路中是否存在竞争－冒险。

如果输出端门电路的两个输入信号B和B，是输入变量B经过两个不同的传输途径到达的，如图3-34（a）所示，那么当输入变量B的状态发生突变时，输出端就有可能产生尖峰脉冲。

因此，只要输出端的逻辑函数的表达式在某些条件下，能简化成B B+）或者B B⋅（或者A A⋅、C C⋅）的形式，则可判断存在竞争－+、C C+（或者A A冒险。

例3.1判断函数F AB AC=+（3.2）是否存在竞争－冒险。

电子电力技术数字部分第一章

电子电力技术数字部分第一章
二、一般表达式:
系数
位权
在数字电路中，计数的基本思想是要把电路的状态与数码一一对应起来。显然，采用十进制是十分不方便的。它需要十种电路状态，要想严格区分这十种状态是很困难的。
电子电力技术数字部分第一章
1.3.2 二进制数
一、特点
1、任何一位数可以而且只可以用0和1表示。 2、进位规律是：“逢二进一” 。 3、各位的权都是2的幂。例如：1+1= 10 = 1×21 + 0×20
二、二进制数的一般表达式为:
系数
位权
电子电力技术数字部分第一章
例1.3.2 试将二进制数(01010110)B转换为十进制数。解：将每一位二进制数乘以位权然后相加便得相应的十进制数(。01010110)B= 26 + 24 + 22 + 21 = （86)D
•阎石主编《数字电子技术基础．第四版》高等教育出版社 •王毓银主编《数字电路逻辑设计．第三版》高等教育出版社 •陈大钦主编，《数字电子技术基础学习与解题指南》华工出版社 •电子工程手册编委会等编．中外集成电路简明速查手册-TTL、CMOS．(电子工业出版社)
电子电力技术数字部分第一章
成绩评定
二、数字电路的分析方法与测试技术
1 分析方法
•数字电路的研究对象是电路的输入与输出之间的逻辑关系；
•三极管工作在开关状态，所以，分析方法不能再是模拟电路中的图解法、小信号模型分析法，而是采用布尔代数、真值表、卡诺图、逻辑表达式、逻辑图、时序图等。
电子电力技术数字部分第一章
1.2 数字电路
二、数字电路的分析方法与测试技术
电子电力技术数字部分第一章
课程目标： • 获得适应信息时代电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能。

数字电子技术经典教程时序电路

钟控D 钟控D锁存器
锁存器——74HC573 4.集成三态输出8D锁存器集成三态输出锁存器
OE
跟随输入D变化当当LE=1时，输出跟随输入变化， LE=0时，输出保持不变时输出Q跟随输入变化，时输出Q保持不变当OE=0时，输出高阻态。时输出高阻态。
触发器
本节主要内容介绍3 介绍3种不同结构的触发器主从触发器维持阻塞触发器利用传输延迟触发器介绍5 介绍5种不同功能的触发器 JK触发器 SR触发器 SR触发器 D触发器 JK触发器 T触发器 T’触发器触发器
基本SR锁存器基本SR锁存器 SR
♦ 输入和输出的关系
0 1
G1
R
≥1
Q
0 1
S R 0 0 1 1 0 1 0 1
Q
不 0 1 0
Q
变 1 0 0
≥1
0 1
S
G2
Q
输出不变
1 0
基本SR锁存器基本SR锁存器 SR
♦ 输入和输出的关系表已知输入R、波形图波形图， ♦ 已知输入、S波形图，试画 Q 波形图，出 Q、波形图，设SR锁存器的锁存器的初态为0。初态为。
触发器
1.钟控锁存器存在的空翻现象
G3
D
& 1
G1
&
Q
CP
D
G5
CP
&
&
Q
Q
G4
G2
在一个CP脉冲周期内，在一个脉冲周期内，锁存器状态变化多于一次的现脉冲周期内象称为空翻空翻。象称为空翻。空翻带来两个问题：一是锁存器的抗干扰能力下降；空翻带来两个问题：一是锁存器的抗干扰能力下降；二是限制了锁存器的使用范围。二是限制了锁存器的使用范围。

数字电子技术基础教案范文

一、教案名称：数字电子技术基础教案二、课时安排：2课时（90分钟）三、教学目标：1. 让学生了解数字电子技术的基本概念和基本元件。

2. 让学生掌握逻辑门电路的组成和功能。

3. 让学生学会使用逻辑门电路进行简单的逻辑运算。

四、教学内容：1. 数字电子技术的基本概念2. 基本逻辑门电路（与门、或门、非门、异或门等）3. 逻辑门电路的应用五、教学过程：第一课时：一、导入（10分钟）1. 向学生介绍数字电子技术的基本概念。

2. 引导学生思考数字电子技术在日常生活中的应用。

二、基本逻辑门电路（25分钟）1. 向学生介绍基本逻辑门电路的组成和符号。

2. 通过实物或图片展示各种逻辑门电路。

3. 讲解逻辑门电路的工作原理和功能。

三、逻辑门电路的应用（25分钟）1. 让学生通过实验或模拟软件，亲自操作逻辑门电路。

2. 引导学生思考逻辑门电路在实际应用中的作用。

一、复习上节课的内容（10分钟）1. 让学生回顾上节课所学的逻辑门电路的组成和功能。

2. 回答学生提出的问题。

二、扩展学习（25分钟）1. 向学生介绍更多的逻辑门电路，如与非门、或非门、异或门等。

2. 讲解这些逻辑门电路的工作原理和功能。

三、总结与展望（25分钟）1. 让学生总结本节课所学的逻辑门电路及其应用。

2. 引导学生思考数字电子技术在未来的发展趋势。

六、教案名称：数字电子技术基础教案七、课时安排：2课时（90分钟）八、教学目标：1. 让学生了解数字电路的组合逻辑设计方法。

2. 让学生掌握常用的组合逻辑电路及其应用。

3. 培养学生运用组合逻辑电路解决实际问题的能力。

九、教学内容：1. 组合逻辑电路的概述2. 常用的组合逻辑电路（编码器、译码器、多路选择器、算术逻辑单元等）3. 组合逻辑电路的设计方法十、教学过程：一、导入（10分钟）1. 向学生介绍组合逻辑电路的概述。

2. 引导学生思考组合逻辑电路在数字系统中的应用。

二、常用的组合逻辑电路（25分钟）1. 向学生介绍编码器、译码器、多路选择器、算术逻辑单元等常用的组合逻辑电路。

数字电子技术(王连英)5-9章 (2)

第6章脉冲波形的产生与变换
4. 缓冲器由非门G4构成。它的作用是改善输出信号的波形，提高驱动负载能力。 5. 放电管V 当RS 触发器输出为低电平时，放电管V导通；当RS 触发器输出为高电平时，放电管V截止。放电管可为外接电容提供放电回路。
第6章脉冲波形的产生与变换
6.2.2 555 （1） RD是复位端。当 RD=0时，输出端uO=0。正常
由于数字电路系统中，离不开各种不同频率及幅值的脉冲信号，如时序逻辑电路中时钟信号、控制过程的定时信号等，因此，矩形脉冲特性的好坏直接关系到整个系统能否正常工作。
第6章脉冲波形的产生与变换矩形脉冲的获取通常有两种途径：一种是利用各种形式的脉冲振荡电路，直接产生所需的矩形脉冲，如多谐振荡器等。这种电路在工作时一般不需要外加信号源，只要加上合适的工作电压，就能自动产生脉冲信号，所以这类电路属于自激的脉冲振荡电路。另一种是通过整形电路（或脉冲变换电路）把一种非矩形脉冲，或者性能不符合要求的矩形脉冲变换成符合要求的矩形脉冲，如施密特触发器、单稳态触发器等。
第6章脉冲波形的产生与变换
2. 电压比较器由C1、 C2两个结构相同的集成运算放大器组成。由集成运算放大器的特点可知： U+ >U－时，运放的输出是高电平； U+<U－时，运放的输出是低电平。 3. 基本RS 基本RS触发器由两个与非门G1、 G2组成，它的输出状态由两个比较器输出uC1和uC2控制，其中， uC1接入基本RS 触发器的置0端， uC2接入基本RS 触发器的置1端。
第6章脉冲波形的产生与变换
3.
回差电压，
ΔUT=UT+－UT－≈ 2

电子课件-《数字电子技术(第二版)》-B02-8756 《数字电子技术(第二版)》课后习题参考答案

《数字电子技术（第二版）》课后习题参考答案课题一认识数字电路任务一认识数制与数制转换一、填空题1．1 232．1 273．1 2154．1 2315．B O D H二、计算题1．2．54，85，4273．0101，1100，1 1000，11 01114．17O，37O，66 O5．110B，010 111B，001 101 110B6．0FH，36H，0AE63H7．0001 0110B，0010 1010B，1111 1100 0000B任务二学习二进制数算术运算一、计算题（给出的二进制均是无符号数）1．（1）1 0000 （2）1 0000 10012．（1）10 1010 （2）1010 11113．（1）1 0100 （2）110 00004．（1）101 （2）11二、写出下列带符号位二进制数（原码）所表示的十进制数（1）+110 （2）-15 （3）-42 （4）+127 （5）+111（6）-63 （7）+0 （8）+32 767 （9）-32 768三、问答题1．（1）答：左移，移动3位，应作乘以8运算。

（2）答：左移，移动4位，应作乘以16运算。

（3）答：右移，移动7位，应作除以128运算。

（4）答：右移，移动3位，应作除以8运算。

2．答：4位二进制无符号数的最大值是15。

3．答：8位二进制无符号数、有符号数的最大值分别是255和+127。

4．答：16位二进制有符号数的最大值是+32 767。

任务三学习二进制代码一、填空题1．二进制数2．43．8，4，2，1二、判断题1．×2．× 3．√ 4．× 5．× 6．×三、计算题1．36，55，892．［0011 0010］8421，［0101 0010 0111］8421，［0001 0011 0110 1001］8421任务四认识基本逻辑关系并测试逻辑门一、填空题1．与或非2．13．04．1 05．Y=AB6．Y=A+B7．Y=A8．Y=AB9．Y=A+B10．Y=A B=AB+AB二、选择题1．D 2．A 3．B，C 4．A，D三、判断题1．× 2．× 3．× 4．√四、问答题1．答：Y1=ABCD2．答：Y2=A+B+C+D五绘图题1．2．3．4．任务五测试TTL集成门电路1．答：TTL集成门电路电源电压范围为4.75～5.25V之间，额定电压为5V。

数字电子技术章 (10)

第 10 章组合电路的分析与设计
10.1.2 组合逻辑电路的分析方法
1. 第一种适用于比较简单的电路，分析步骤为：（1）根据给定电路图，写出逻辑函数表达式；（2）简化逻辑函数或者列真值表；（3）根据最简逻辑函数或真值表，描述电路逻辑功能。
第 10 章组合电路的分析与设计
第二种适用于比较复杂的电路或无法得到逻辑图的电路，分析步骤如下：
(10.2) F是一个4变量函数，所以要用具有3个地址输入端的选择器，即用8选1的多路选择器实现。假设用74LS151，在3个地址输入端A2、 A1、 A0分别输入A、 B、 C这3个变量。
第 10 章组合电路的分析与设计比较表达式（10.1）和（10.2）可知:
根据以上分析，只要按图10.3（c）连接，便可实现逻辑函数F。
（2）列真值表。用1表示高电平，用0表示低电平。由于规定低电平有效，且优先级别高的排斥优先级别低的，被排斥的量用“×”号表示。输出4位二进制码用DCBA表示，它们共有16种组合。用来对Y0~Y9进行编码的方案很多，我们采用其中一种方案。优先编码器的真值表如表10.5所示。
第 10 章组合电路的分析与设计
第 10 章组合电路的分析与设计图 10.6 优先编码器
第 10 章组合电路的分析与设计
2. （1）分析要求。要设计一个4位二进制数加法器，我们首先要弄清楚一位二进制数如何相加。一位二进制数相加不仅要考虑本位的加数与被加数，还要考虑低位的进位信号，而输出为本位和及向高位的进位信号，这就是通常所说的全加器。
第 10 章组合电路的分析与设计
（3）化简。因变量太多，用卡诺图化简不方便，可用公式法进行化简。为便于用与或非门实现该电路，则要合并使函数值为0的最小项。先求出反函数的最简与或式，然后再取反求出函数的最简与或非式。根据真值表写表达式时，因为被排斥的变量对函数值没有影响，所以可以从相应的最小项中去掉，于是可得