资源简介

上课时间 2课时
课题 脉冲与数字信号 课型 理论课
教学方法 讲授法、演示法 学法 观察演示、启发讨论 教具 PPT、黑板
教 学 目 的 要 求 了解脉冲的基本概念和矩形脉冲的特点 掌握数字电路的特点 3.了解数字电路的发展史和应用
教学重点 数字电路的特点
教学难点 数字信号的特点
教学过程
【课前复习】 画出声音信号波形图，并描述其波形图的特点。 【引入新课】 请同学根据图5.1.1，手动打开和闭合开关S，将电阻R两端的电压和时间之间的变化关系画在坐标系中，指出波形图的变化规律。 【新课】 5.1.1 脉冲的基本概念 脉冲：瞬间突然变化、作用时间极短的电压或电流称为脉冲信号，简称脉冲。 特点：是电压及电流波形为突变的或不连续或离散的，它可以是周期性重复的，也可以是非周期性的或单次的。 5.1.2 矩形波脉冲 常用参数： 1.脉冲幅度Vm 脉冲电压变化的最大值； 2.脉冲上升时间 脉冲从幅度的10％处上升到幅度的90％处所需的时间； 3.脉冲下降时间 脉冲从幅度的90％处下降到幅度的10％处所需的时间； 4.脉冲宽度（指时间） 脉冲出现后的持续时间，一般指上升沿和下降沿幅度为50％处的时间宽度； 5.脉冲周期T 周期性脉冲，相邻两脉冲波对应点间相隔的时间。它的倒数就是脉冲重复频率： 6.占空比 有效电平在一个周期之内所占的时间比率。方波的占空比率为50%，占空比为0.5，说明高电平所占时间为0.5个周期。 5.1.3 数字电路概述 模拟信号：在数值和时间上都是连续变化的信号，如收音机、电视机接收到的声音和图像。 模拟电路：用以传递、加工和处理模拟信号的电路。 数字信号：从时间或大小上都是不连续具有突变特点的脉冲信号。如电子表的秒信号、生产线上记录零件个数的计数信号等。 数字电路：传递、加工和处理数字信号的电路。 5.1.4数字电路及其特点 工作状态的特点。数字电路中半导体器件只需工作在截止、饱和导通两种极限状态,晶体管只作为电子开关使用，就可以表示这两种电平或状态。 信号的特点。数字信号通常取两个离散量，用二进制数0和1来反映电路中两种状态。 3.研究对象：研究电路的输入端与输出端之间的逻辑关系。 5.1.5 数字电路的发展及应用 1.数字电路的发展：由电子管、半导体分立器件到集成电路。 2.应用：计算机、计算器、电视机、音响系统、视频记录设备、光碟、长途电信及卫星系统等。 【课堂小结】 脉冲的概念 矩形脉冲的参数介绍 数字电路的特点 数字电路的发展和应用 【布置作业】
教学后记
上课时间 1课时
课题 晶体管的开关特性与反相器 课型 理论课
教学方法 讲授法、演示法 学法 观察演示、启发讨论 教具 PPT、黑板
教 学 目 的 要 求 掌握二极管的开关特性 掌握三极管的开关特性 掌握反相器的输入输出特点
教学重点 二极管和三极管的开关特性
教学难点 三极管的开关特性
教学过程
【课前复习】 复习二极管的伏安特性。 复习三极管的输出伏安特性。 【引入新课】 提问：二极管和三极管在数字电路中有什么作用？ 【新课】 5.2.1 二极管的开关特性 理想二极管的开关作用如图5.2.1所示。 （a）正向偏置时相当于开关闭合 (b)反向偏置时相当于开关断开 图5.2.1 二极管的开关特性 1.正向偏置时，二极管正向电阻很小，二极管正向压降可忽略 ,相当于开关闭合。 2.反向偏置时，二极管反向电阻很大，相当于开关断开。 5.2.2 三极管的开关特性 (a) (b) (c) 图5.2.2开关特性 图5.2.2(a)是一个NPN型硅三极管共射极电路。 当输入电压VI=-VG1时，三极管工作在截止区，对应的等效电路如图5.2.2（b）所示，相当于开关断开。 当输入电压VI=VG2时，调节Rb，集电结和发射结均处于正向偏置，三极管工作在饱和区，c 极与e 极呈短路状态,对应的等效电路如图5.2.2（c）所示，相当于开关闭合。 5.2.3 晶体管反相器 晶体管反相器的工作原理图如图5.2.3所示。 当VI=0v时，晶体管截止，VO=Ucc，这时相当于开关断开。输入为低电平时，输出为高电平； 当VI=＋3V时，晶体管处于饱和状态，VO=0V这时相当于开关接通。输入为高电平时，输出为低电平； 由此可见，晶体管输入端状态和输出端状态刚好相反：所以可称之为反相器。 【课堂小结】 二极管的开关特性 三极管的开关特性 三极管反相器的电路结构和输入输出特点 【布置作业】
教学后记
上课时间 2课时
课题 基本逻辑门电路 课型 理论课
教学方法 讲授法、演示法 学法 观察演示、启发讨论 教具 PPT、黑板
教 学 目 的 要 求 掌握基本逻辑门电路的逻辑符号和逻辑功能 掌握由二极管和三极管组成的逻辑门电路的工作原理
教学重点 基本逻辑门电路的逻辑符号和逻辑功能
教学难点 由二极管和三极管组成的逻辑门电路的工作原理
教学过程
【课前复习】 复习二极管的开关特性。 复习三极管的开关特性。 【引入新课】 提问：晶体二极管和三极管在数字电路中对信号的传递有什么作用？ 【新课】 5.3.1 基本逻辑运算 逻辑关系是指某事物的条件（或原因）与结果之间的关系。逻辑关系常用逻辑函数来描述。 逻辑代数中只有三种基本运算：与、或、非。 与运算:只有当决定一件事情的条件全部具备之后，这件事情才会发生，这种因果关系称为与逻辑。 或运算:当决定一件事情的几个条件中，只要有一个或一个以上条件具备，这件事情就会发生，这种因果关系称为或逻辑。 非运算: 某事情发生与否，仅取决于一个条件，而且是对该条件的否定。即条件具备时事情不发生,条件不具备时事情才发生。 5.3.2 关于逻辑电路的几个规定 数字信号在电路中表现为突变的电压或电流。为了方便，数字信号一般用两个电平（高电平和低电平）分别表示两个逻辑值（逻辑1和逻辑0）.若规定高电平（3～5V）为逻辑1，低电平（0～0.4V）为逻辑0，则称这种逻辑为正逻辑，波形如图5.3.1所示；反之，若规定高电平为逻辑0，低电平为逻辑1，则称这种逻辑为负逻辑。如图5.3.2所示为采用正逻辑体制表示的数字逻辑信号。本书无特殊说明，一律采用正逻辑。 图5.3.1波形图 图5.3.2正逻辑 5.3.3 与门电路 能实现与逻辑关系的电路称为与逻辑门电路，简称与门电路。图5.3.3（a）所示是由二极管和电阻组成的有两个输入端的与门电路。与门电路的逻辑符号如图5.3.3（b）所示, 输入输出关系用波形表示如图5.3.3（C）所示。其中A、B为输入端，Y为输出端。二极管与门电路的工作原理为：当VA=VB=0V时,二极管都V1和V2导通。VY=0V,输出低电平。当VA=0V,VB=3V时，V1优先导通，VY被箝位在0V,V2反偏截止。当VA=3V,VB=0V时，V2优先导通，VY被箝位在0V,V1反偏截止。当VA=VB=3V时,二极管V1和V2都导通。VY输出3V,输出高电平。 图（a） 图（b） 图（c） 图5.3.3与门电路 表5.3.1与逻辑真值表 输入输出输入输出 ABY ABY0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1
若规定高电平为1，低电平为0。则将逻辑变量和函数的各种取值的可能性用表5.3.1表示，这种将输入与输出的逻辑关系用表格的形式表示出来,这样的表称为真值表。由真值表分析可知，A、B两个输入变量有四种可能取值情况，应满足以下运算规则 0·0＝0　　0·1＝1　　1·0＝0　　　1·1＝1 根据真值表可得出与逻辑关系的功能为“有0出0，全1出1。与逻辑关系用逻辑函数表达式表示为 Y= A·B = AB 其中“·”为逻辑乘符号，也可省略，读作Y等于A与B. 5.3.4 或门电路 能实现或逻辑关系的电路称为或逻辑门电路，简称或门电路。图5.3.4（a）所示是由二极管和电阻组成的有两个输入端的或门电路。其中，A、B为输入端，Y为输出端。根据二极管的导通和截止条件，只要输入端有一处为高电平时，则与该输入端相连的二极管就导通，输出端Y即为高电平。或门电路的逻辑符号如图5.3.4（b）所示。输入输出关系用波形表示如图5.3.4（C）所示。 （a）电路图 （b）逻辑符号 （C）波形图 图5.3.4 与门电路 若规定高电平为1，低电平为0。或逻辑关系真值表见表5.3.2。由真值表可知，A、B两个输入变量有四种可能的取值情况，应满足以下运算规则： 　　　　0＋0＝0　　0＋1＝1　　　1＋0＝1　　　1＋1＝1 综合得出或逻辑关系的功能“全0出0，有1出1。 5.3.2 或逻辑真值表 输入输出输入输出ABYABY000 1 01 01 1 1 1 1
或逻辑关系用逻辑函数表达式表示为 Y＝A＋B 其中“+”为逻辑加符号，读作Y等于A或B。 5.3.5 非门电路 能实现非逻辑关系的电路称为非逻辑门电路，简称非门电路。图5.3.5（a）所示，该电路当输入端A为低电平时，三极管V截止，输出端Y为高电平；当输入端A为高电平时，三极管V饱和导通，输出端Y为低电平。电路的输入信号和输出信号总是反相。图5.3.5（b）、5.3.5（c）所示为非门电路的逻辑符号和波形图。 （a）电路图 （b）逻辑符号 （C）波形图 图5.3.5非门电路 非逻辑关系应满足以下运算规则： =1 =0 非逻辑关系用逻辑函数表达式表示为 Y＝ 其中“-”为逻辑非符号，读作Y等于A非或A反。 【布置作业】
教学后记
上课时间 2课时
课题 组合逻辑门电路 课型 理论课
教学方法 讲授法、演示法 学法 观察演示、启发讨论 教具 PPT、黑板
教 学 目 的 要 求 掌握与非门、或非门和与或非门电路的逻辑符号逻辑表达式及逻辑功能 了解同或门和异或门的逻辑符号和表达式。
教学重点 与非门、或非门和与或非门电路的逻辑符号逻辑表达式及逻辑功能
教学难点 同或门和异或门的逻辑功能分析
教学过程
【课前复习】 复习基本与、或、非门电路的逻辑符号、逻辑表达式和逻辑功能 【引入新课】 提问：基本与、或、非门电路能否按一定方式组成其它的逻辑门电路？ 【新课】 由基本逻辑门电路组合而成的逻辑门电路，称为组合逻辑门电路。 5.4.1 与非门电路 与门后面接一个非门就是与非门，如图5.4.1（a）所示，逻辑符号如图5.4.1（b）所示。与非门的输入输出的逻辑关系见表5.4.1的真值表。 图（a） 图（b） 图5.4.1非门电路 输入输出输入输出ABYABY001101 011110
5.4.1 与非门逻辑真值表 其表达式为： 逻辑功能是：“全1出1，有0出0” 5.4.2 或非门电路 或门后面接一个非门就是或非门，如图5.4.2（a）所示，逻辑符号如图5.4.2（b）所示。或非门的输入输出的逻辑关系见表5.4.2的真值表。 图（a） 图（b） 图5.4.2非门电路 5.4.2 与非门逻辑真值表 输入输出输入输出ABYABY001100010110
从真值表可以看出，或非门的，输入端全为高电平时，输出为低电平；只要输入端有一个低电平时，输出端为高电平。其表达式为： 逻辑功能是：“全0出1，有1出0” 5.4.3 与或非门电路 把两个（或两个以上）与门的输入端接到一个或门的各个输入端，便构成一个与或门；其后再接一个非门，就构成与或非门。如图5.4.3（a）所示，逻辑符号如图5.4.3（b）所示。或非门的输入输出的逻辑表达式为： 图（a） 图（b） 图5.4.3与或非门电路 5.4.4 异或门电路 图5.4.4（a）为异或门逻辑图， （b）为它的逻辑符号。其逻辑表达式为 图（a） 图（b） 图5.4.4异或门电路 5.4.3异或门逻辑真值表 输入输出输入输出ABYABY000101011110
逻辑表达式写成 由于该电路输出为1时，必须是输入端异号相加结果，故取名异或门。 5.4.5 同或门电路 在异或门的基础上，最后加上一个非门构成同或门。逻辑符号如图5.4.5所示。逻辑表达式为 由于该电路必须是输入端同号相加才能输出为1，所以取名为同或门。 图5.4.5同或门电路 【布置作业】
教学后记
上课时间 2课时
课题 逻辑代数及其应用 课型 理论课
教学方法 讲授法、演示法 学法 观察演示、启发讨论 教具 PPT、黑板
教 学 目 的 要 求 了解逻辑代数的基本定律和公式 了解常用的逻辑代数式化简方法
教学重点 逻辑代数式化简
教学难点 用逻逻辑代数的基本定律和公式化简辑代数式
教学过程
【课前复习】 复习与非门、或非门的逻辑代数式及逻辑功能 【引入新课】 1、在数字电路中如何化简复杂的逻辑代数式？ 2、试化简 【新课】 5.5.1 逻辑代数基本公式 名称公式1公式20-1律 A·0＝0 A·1＝A A＋0＝A 　 A＋1＝１互补律交换律A·B＝B·AA＋B＝A＋B 结合律A·B·C= (A·B)·C= A·（B·C）A＋B＋C＝(A＋B)＋C＝A＋(B+C) 分配律A·(B＋C)＝A·B＋A·CA＋B·C＝(A＋B)·(A＋C) 重叠律A·A＝AA＋A＝A吸收律A·(A＋B)＝AA+AB＝A 反演律（摩根定律） 还原律
5.5.2 逻辑函数化简 公式法化简： 并项法：利用 公式可以将两项合并为一项。 吸收法：利用公式吸收多余项。 消去法：利用公式 ，消去多余因子。 配项法：根据基本公式中的可以在逻辑函数式中重复写入某一项，同其它项的因子进行化简。 例5.5.1 化简 解： 例5.5.2化简 解: 例5.5.3 求证 证明 所以 左边=右边 【布置作业】
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