《数字电子技术基础》 阎石编著 - 数字电路教案 (6)

狂妄少女 分享 2020-06-22 下载文档

1、同步二进制加/减计数器

通过分析二进制计数的计数规则,可得到计数器中各触发器的翻转特点,由此构成了同步二进制加/减计数器。

根据电路的状态转换表、状态转换图、时序图可看出计数器的分频功能,所以也可把它称之为分频器。 2、中规模集成二进制计数器

a.74161逻辑图和功能表。

b.74LS191逻辑图和功能表。 三、集成十进制计数器(约1学时) 1、同步十进制加/减计数器 2、中规模集成十进制计数器74160

74160各输入端的功能、用法以及功能表都与74161相同。 四、获得任意进制(N进制)计数器的方法有两种:(约0.5学时) 1、用时钟触发器和门电路进行设计。

2、用中规模集成计数器(MSI)构成。由于MSI计数器是厂家生产的定型产品,其函数关系已固化在芯片中,状态分配即编码是不可能更改的,而且多为纯自然态序编码,因此用MSI计数器实现N进制计数器时,只能利用其清零端或置数端,让电路跳过某些状态而获得。

五、实现跳越的方法有置零法和置数法两种。(约1.5学时) 1、置零法适用于有异步置零输入端的计数器。

2、置位法与置零法不同,它是通过给计数器重复置入某个数值的方法跳越N-M个状态,从而获得M进制计数器的,

例:利用同步十进制计数器74160,分别采用置零法和置数法构成六进制计数器。特别应注意74160具有的异步置零和同步预置数功能。在设计电路时,置零信号和置数信号的选取是一个关键问题。

【教学方法与教学手段】

以讲授为主,结合多媒体教学。各电路结构可结合多媒体进行直观讲解。

【作业】

P302 5.9 5.11 5.16 5.17 5.22

【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】

熟练掌握同步时序逻辑电路设计方法。

【教学重点与教学难点】

本周教学重点:

同步时序逻辑电路的设计方法。

本周教学难点:

设计过程中状态的化简。

【教学内容与时间安排】

一、多片级连组合:(约0.5学时) 1、串行进位方式 2、并行进位方式 3、整体置零法 4、整体置数法

二、分析及设计任意进制计数器(习题课)。(约2学时) *此处可提问学生,与学生互动讨论。

三、同步时序逻辑电路的设计方法(约2.5学时) 设计同步时序逻辑电路时,一般按如下步骤进行: 1)逻辑抽象,得出电路的状态转换图或状态转换表 2)状态化简

3)状态分配:2n-1<M<2n

4)选定触发器的类型,求出电路的状态方程、驱动方程和输出方程 5)根据得到的方程式画出逻辑图 6)检查设计的电路能否自启动

分别通过两个具体例子进一步说明上述设计方法。

注意时序逻辑电路卡诺图的表示方法、状态转换表、特别是状态化简的处理。

【教学方法与教学手段】

以讲授为主,以学生讨论为辅的方法。组织学生讨论几例任意进制计数器的设计,在分析讨论的过程中,使学生加深对两种设计方法关键点的理解。

【作业】

P306 5.27 5.28

第六章 脉冲波形的产生和整形

【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、了解由小规模集成门组成的脉冲电路的电路结构、工作原理。

2、正确理解集成施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器内部结构、工作原理。

【教学重点与教学难点】

本周教学重点:

1、脉冲数字电路的基础知识。

2、用门电路构成的施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器的特点与典型电路的工作原理。

本周教学难点:

各典型电路的工作原理:依赖于各电路的工作特点,采用反馈流程图和波形分析法,效果较好。

【教学内容与时间安排】

一、基础知识(约1学时)

脉冲在数字电路中应用极为普遍,它的获取和分析是数字电路的组成部分。 1、矩形脉冲的获取方法

a.利用各种形式的多谐振荡器电路直接产生所需要的矩形脉冲;

b.通过各种整形电路把已有的周性变化波形变换为符合要求的矩形脉冲。 2、矩形脉冲的主要参数

为了定量描述矩形脉冲的特性,通常为了定量描述矩形脉冲的特性,通常给出几个主要参数。这些参数是:

脉冲周期T;脉冲幅度Vm;脉冲宽度tw;

上升时间tr;下降时间tf;占空比q。 二、用门电路组成的施密特触发器(约2学时) 1、施密特触发器的工作特点 2、滞后的电压传输特性

上升时的阈值电压VT+称为正向阈值电压,下降时的阈值电压VT—称为负向阈值电压,它们之间的差值称为回差电压△VT。 3、用门电路组成的施密特触发器的工作原理

将两级反相器串接起来,同时通过分压电阻把输出端的电压反馈到输入端,就构成了施密特触发器电路。

a.分析vI从0逐渐升高并达到v’I=VT+引发的正反馈过程;

b.分析vI从高电平VDD逐渐下降并达到v’I=VT—引发的正反馈过程; c.计算VT+ 、VT—和回差电压;

d.绘制同相施密特和反相施密特的电压传输特性。 4、施密特触发器的应用

a.用于波形变换 b.用于脉冲整形 c.用于脉冲鉴幅

三、用门电路组成的单稳态触发器(约1学时) 1、单稳态触发器的工作特点 2、单稳态触发器的工作原理

单稳态触发器的暂稳态通常都是靠RC电路的充、放电过程来维持的。根据RC电路的不同接法(即接成微分电路形式或积分电路形式),又把单稳态触发器分为微分型和积分型两种。 a.微分型单稳态触发器

VDD?0?RCln2?0.69RC?RClntwVDD?VTH

b.积分型单稳态触发器(此处可组织自学) 四、多谐振荡器(约1学时) 1、对称式多谐振荡器

2、非对称式多谐振荡器(此处可组织自学) 3、由施密特触发器构成 4、石英晶体多谐振荡器

当对频率稳定性有较高要求时,要采用石英晶体多谐振荡器。

【教学方法与教学手段】

由于本讲内容较多及采用波形分析法效果较好,所以本讲宜采用多媒体教学。

【作业】

P357 6.2 6.8 6.12 6.13

【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555定时器的内部结构、工作原理。

2、熟练掌握用555电路构成施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器等典型应用。

【教学重点与教学难点】

本周教学重点:

1、555定时器的电路结构与工作原理。

2、用555构成的施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器的特点与典型电路的工作原理。

本周教学难点:

555定时器的电路结构与工作原理分析。采用部分单元与整体分析相结合和列功能表的方法,效果较好。

【教学内容与时间安排】

一、555定时器的结构及工作原理(约1学时) 1、555定时器的电路结构 2、555定时器的工作原理

二、用555定时器接成的施密特触发器(约1学时) 1、构成原理 2、参数计算

三、用555定时器接成的单稳态触发器(约1学时) 1、构成原理 2、参数计算

四、用555定时器接成的多谐振荡器(约1学时) 1、构成原理 2、参数计算

五、555的应用(习题课)(约1学时)

*此处可提前布置设计任务,选择优秀学生自己上讲台讲授自己的设计方案和电路,培养学生创新的能力。

【教学方法与教学手段】

本讲以讲授为主,以多媒体教学为辅讲解555定时器的结构和工作原理。555定时器的应用采用以学生自主设计为主,课堂谈论,教师点评为辅的教学方法,培养学生自主学习、创新的能力。


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