《数字电子技术基础》 阎石编著 - 数字电路教案 (3)

狂妄少女 分享 2020-06-22 下载文档

3、选择实现的器件:可用SSI、MSI或PLD来实现。 4、将逻辑函数化简或变换成适当的形式。

若用SSI实现,需要化简逻辑函数;若用MSI实现,需要变换逻辑函数。 5、据化简或变换后的逻辑函数式,画出逻辑电路图。 6、工艺设计。

四、编码器(约1.5学时) 1、编码器的概念

所谓编码就是用文字、符号或数码表示特定对象的过程。编码器就是实现编码操作的电路。编码器可分为普通编码器和优先编码器两种。每一种编码器中又可分为二进制编码器和BCD编码器等。 2、普通编码器

特点:在任何时刻只有一个编码信号有效,编码器对之进行编码。 二进制普通编码器:以8线-3线编码器为例说明。 3、优先编码器

特点:允许多个编码信号同时有效,而且电路只对优先级最高的信号编码,不理会低优先级信号。

二进制优先编码器:以8线-3线优先编码器74LS148为例。在原理分析中,应注意强调电路框图的讲解,说明输入输出信号的含义。在74LS148中注意选通信号和状态输出信号的作用。

二—十进制(BCD码)优先编码器:典型电路是74LS147,原理分析类似于74LS148。

【教学方法与教学手段】

本讲采用课堂讲授的方法,注意结合实例说明组合逻辑电路的分析步骤和设计步骤。可组织学生讨论普通编码器和优先编码器的区别,讨论编码器的应用。

【作业】

P179 3.1 3.3

【本周学时分配】

本周5学时。周二1~2节,周四3~5节。

【教学目的与基本要求】

1、通过对中规模集成电路的设计实例,如译码器、编码器、加法器、数据选择器及数据分配器的应用,来加深对一些常用的中规模集成电路的理解。

2、正确理解常用中规模组合逻辑电路的逻辑功能,工作原理及使用中的有关问题,学会使用手册,借助组手册解决使用电路组件的问题。

【教学重点与教学难点】

本周教学重点:

1、译码器的概念和电路框图,讲解典型电路74LS138,讲述译码器实现组合逻辑函数的方法。

2、加法器的功能框图及其应用,注意串行和并行加法器的特点。

3、数值比较器:重点讲述功能框图与使用方法,注意讲述功能扩展方法。

本周教学难点:

1、译码器的各种具体电路,注意讲述电路框图及其应用方法,避开内部结构。 2、超前进位加法器的进位构成原理和四位数值比较器扩展输入端的用法。

【教学内容与时间安排】

一、译码器(约1学时)

1、译码器的概念:译码就是将代码“翻译” 为输出信号的过程,译码器就是实现译码操作的电路。

2、译码器的分类:译码器可分为二进制译码器、BCD码译码器和显示译码器。 二进制译码器:二进制译码器的输入代码是二进制码,它可用二极管矩阵和集成门实现。典型电路是74LS138,原理分析中注意说明电路框图、输入信号的含义,特别注意选通信号的作用及其选通条件,注意译码器的每个输出是输入变量的一个最小项(或其反)。

二—十进制(BCD码)译码器:其输入是BCD码,原理与二进制译码器类似。 显示译码器:显示译码器是专门为数码显示器件而设计的电路,其输入是BCD码,输出是七段显示驱动信号。典型电路是7448,逻辑图见P118的图3.23。原理分析注意说明电路框图和相关控制信号的作用,并用8位数码显示系统的实例加以说明。

3、用译码器设计组合逻辑电路

设计原理:利用译码器产生输入变量的所有最小项,再利用输出端附加门实现最小项之和。

器件选择方法:实现n变量逻辑函数采用n位二进制译码器。输出附加门可选用或门(译码器输出原函数时)或者与非门(译码器输出反函数时)。

二、加法器(约1学时)

1、一位加法器:包括半加器和全加器两种。两者区别在于,半加器不考虑低位进位,全加器要考虑低位进位。一般采用全加器。

2、多位加法器:多位加法器分为串行加法器和并行加法器两种。

串行加法器的原理是将多个一位全加器串联起来,将低位加法器的进位依次接到高位加法器的进位输入。其特点是结构简单但是运算速度慢。

并行加法器的原理是利用低位的加输入和进位输入直接得到高位的和及进位输出,其典型电路是74LS283,注意讲述电路框图及相关信号的含义。并行加法器的特点是运算速度快但结构复杂。 3、用加法器设计组合逻辑电路

如果输出逻辑函数可表示为输入变量和输入变量或常数相加时,则可用加法器实现逻辑函数。但是这种方法只适用于特殊情形,不象译码器和数据选择器那样具有普遍性。

三、数据选择器(约1学时)

1、在选择输入信号的作用下,从多个数据输入通道总选择某一个通道的数据传

入到输出端。

2、数据选择器的应用。

四、数值比较器(约1学时)

1、一位数值比较器:用于比较两个一位二进制数,输入为A和B,输出是Y(A<B)、Y(A=B)和Y(A>B)。

2、多位数值比较器:它是以一位数值比较器为基础,根据多位数的比较方法而构成。典型电路是四位数值比较器CC14585,应注意功能框图和有关信号的作用。同时注意数值比较器的扩展方法。

五、竞争冒险的产生和判断(约1学时)

1、竞争:门电路两个输入信号同时向相反的逻辑电平跳变的现象叫竞争

2、竞争——冒险:由于竞争在电路输出端可能产生尖峰脉冲的现象叫竞争——冒险。

【教学方法与教学手段】

本讲主要采用课堂讲授的方法,可组织学生讨论编码器和译码器的区别,讨论译码器和显示译码器、加法器和数值比较器的应用。启发学生以互相讨论的方式完成中规模集成组合逻辑电路(MSI)的应用习题课,培养学生自学学习的能力。

【作业】

P179 3.8 3.10 3.14 3.16 3.23 3.27

第四章 触发器

【本周学时分配】

本周5学时。周二1~2节,周四3~5节。

【教学目的与基本要求】

1、正确理解各种触发器的组成、工作原理。 2、熟练掌握触发器的逻辑功能。

【教学重点与教学难点】

本周教学重点:

1、基本触发器、同步触发器及主从触发器的电路结构、逻辑关系及动作特点。 2、基本RS触发器与同步RS触发器的区别。

本周教学难点:

1、触发器输入端的有效电平。

2、R、S触发器的不定态与约束条件。

【教学内容与时间安排】

一、触发器的定义与基本特点(约1学时)

能够储存一位二值信号的基本单元电路统称为触发器。触发器的基本特点一是具有两个能自行保持的稳定状态,二是能根据不同的输入信号置成1或0状态。 二、触发器的分类

触发器根据电路结构形式的不同,可分为基本触发器、同步触发器、维持阻塞触发器、主从触发器、CMOS边沿触发器等;根据逻辑功能的不同,可分为RS触发器、JK触发器、T触发器、D触发器等。 三、基本RS触发器(约1学时) 1、电路结构; 2、逻辑功能; 3、动作特点; 4、优缺点。

四、同步RS触发器(约1学时) 1、电路结构; 2、逻辑功能; 3、动作特点; 4、优缺点。

五、主从RS触发器(约1学时) 1、电路结构; 2、逻辑功能; 3、动作特点;

4、优缺点。

六、主从JK触发器(约1学时) 1、电路结构; 2、逻辑功能; 3、动作特点; 4、优缺点。

【教学方法与教学手段】

以讲授为主,首先分析基本RS触发器的电路结构与动作特点,然后根据电路要求引入同步RS触发器。另外组织学生讨论触发器的电压波形,以加深对动作特点的理解。

【作业】

P216 4.1 4.5 4.7 4.8 4.9


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