数字电路教学讨论课件.ppt

1、数字电路教学讨论数字电路教学讨论 数电在本学科课程教学中的位置数电在本学科课程教学中的位置 数电教学教什么数电教学教什么?数电前四章教学实施的个人体会数电前四章教学实施的个人体会电子信息科技知识体系的电子信息科技知识体系的MAP 学生是带着已有的知识来到教室的。如果他们已经建立起来的概念学生是带着已有的知识来到教室的。如果他们已经建立起来的概念没有被纳入教学之中，那么他们将很可能接受不了新的概念和信息，没有被纳入教学之中，那么他们将很可能接受不了新的概念和信息，或者即使能够为了考试的目的学习新的知识，可是一离开教室他们或者即使能够为了考试的目的学习新的知识，可是一离开教室他们还将回到他们的那些

2、原有的知识体系中去还将回到他们的那些原有的知识体系中去 要发展某个研究领域的能力，学生必须：要发展某个研究领域的能力，学生必须：具有深入的实际知识的基础具有深入的实际知识的基础 在一个概念架构的背景下理解事实和观念在一个概念架构的背景下理解事实和观念 以能够有助于回忆和运用的方式组织好知识以能够有助于回忆和运用的方式组织好知识 基于元认知的教学方法能够帮助学生学会通过确定学习目标和掌控基于元认知的教学方法能够帮助学生学会通过确定学习目标和掌控达到这些目标的过程来控制他们自身的学习。达到这些目标的过程来控制他们自身的学习。在解决问题之前教给在解决问题之前教给学生有用知识的同时，教给学生一些一般性

3、的在该领域具体有用的学生有用知识的同时，教给学生一些一般性的在该领域具体有用的特定的策略。特定的策略。学习理论的基本原理启示：启示：学习是一个在老师引导下由学生自我重建知识学习是一个在老师引导下由学生自我重建知识的过程！而不是把老师脑子里的知识复制给学的过程！而不是把老师脑子里的知识复制给学生的过程。有一桶水的老师未必就能给学生一生的过程。有一桶水的老师未必就能给学生一杯水！那杯水是学生自己产生的！杯水！那杯水是学生自己产生的！关于教学方法的部分观点主要矛盾：知识量的膨胀与学时压缩主要矛盾：知识量的膨胀与学时压缩组合组合 化合化合 在更少的时间内教给学生更多的知识在更少的时间内教给学生更多的知

4、识 而且对知识的理解更深入，掌握得更牢固！而且对知识的理解更深入，掌握得更牢固！0.1 0.1 关于数字设计关于数字设计0.2 0.2 模拟与数字模拟与数字 0.3 0.3 数字器件数字器件 0.4 0.4 数字设计的软件技术数字设计的软件技术引言引言0.1 关于数字设计关于数字设计 数字电路具有模拟特性数字电路具有模拟特性 何时考虑数字电路的模拟特性和不考虑何时考虑数字电路的模拟特性和不考虑 做好设计文档做好设计文档 懂的使用标准功能部件懂的使用标准功能部件 在系统级进行最小成本设计在系统级进行最小成本设计 设计可测试性和可制造性设计可测试性和可制造性 使用可编程逻辑来简化设计，减少成本与后

5、期修使用可编程逻辑来简化设计，减少成本与后期修改改0.2 模拟与数字模拟与数字模拟信号：模拟信号：在时间和数值上连续变化的信号在时间和数值上连续变化的信号时间上连续，幅值上连续时间上连续，幅值上连续数字信号：数字信号：在时间和数值上变化在时间和数值上变化 离散信号离散信号时间上离散，幅值上整数化时间上离散，幅值上整数化 ttt01模拟系统成为数字系统举例模拟系统成为数字系统举例_静止图片静止图片模拟：胶片模拟：胶片数字：数字：1024768每个象素每个象素红、绿、蓝红、绿、蓝8位，位，16位位数码像机数码像机 数字存储数字存储 数字处理数字处理模拟量用数字模拟量用数字0 0、1 1的编码表示的

6、编码表示tV(t)43210000 01000000 00110000 0010A.BC模拟信号模拟信号 数模转换器数模转换器0 0 0 0 0 0 1 13V取样点足够多，原信号可较真实的复原取样点足够多，原信号可较真实的复原0.3 数字器件数字器件 基本数字器件基本数字器件 “门电路门电路”组合电路组合电路 “触发器触发器”存储存储“0”“0”或者或者“1”“1”时序电路时序电路0.4 数字设计的软件技术数字设计的软件技术数字电路的分析方法与测试技术数字电路的分析方法与测试技术1.1.数字电路的分析方法数字电路的分析方法基本分析方法：功能表、真值表、逻辑表达式、波形图基本分析方法：功能表、

7、真值表、逻辑表达式、波形图2.2.数字电路的测试技术数字电路的测试技术数字电压表、电子示波器、逻辑分析仪数字电压表、电子示波器、逻辑分析仪仿真软件：仿真软件：EWB(Electronics Workbench)PLDPLD设计软件：设计软件：ISP Synario、MAX+PLUSII越来越多的设计在芯越来越多的设计在芯片级完成，而不是在片级完成，而不是在电路板级完成。电路板级完成。让我们看个例子让我们看个例子 国外牛人自制国外牛人自制CPU一个名叫Bill编译器作者，但他为自己不熟悉CPU的实际工作而感到郁闷，因此想到动手来亲自作一个CPU。课程实施课程实施 第1章数字逻辑基础（数字逻辑基础

8、（PPT）数制 十进制和二进制转换 整数转换除整数转换除2取余法取余法 小数转换乘小数转换乘2取整法取整法 主要介绍编码 BCD码 格雷码 奇偶校验码学生应该记住的数字学生应该记住的数字 n 2 n n 2 n 1 2 2 4 3 8 4 16 5 32 6 64 7 128 8 256 9 512 10 1024 11 2048 12 4096 13 8192 14 16384 15 32768 16 65536课程实施课程实施 第2章逻辑代数基础（PPT）计算机学院的课程设置计算机学院的课程设置 离散数学已经介绍基本的与、或、非、异或、同或逻辑 逻辑公式，符号不同，表达相同。数字电路主要让

9、学生将基本器件及逻辑功能掌握。基本概念和逻辑表达式化简工具。课程实施课程实施 第第4章组合逻辑电路章组合逻辑电路 组合逻辑电路分析与组合逻辑电路设计 主要掌握 问题的非形式化描述，转变为形式化描述，真值表真值表、逻辑表达式 会看器件（功能表）真值表 中规模器件要和总线连在一起优先编码器优先编码器优先编码器常用于优先中断系统和键盘编码优先编码器允许多个输入信号优先编码器允许多个输入信号同时有效同时有效但只按其中优先级别最高的有但只按其中优先级别最高的有效输入信号编码效输入信号编码74LS148E176543210CSCBAE0输入使能端输入使能端输入低电平输入低电平有效有效输出使能端输出使能端优

10、先标志端优先标志端8 83 3优先编码器优先编码器3.3.优先编码器优先编码器74LS148E176543210CSCBAE0EiEo功能功能00无输入输出使能无输入输出使能有效有效01本器件有有效输本器件有有效输入入10无效状态无效状态11输入使能无效，输入使能无效，器件不工作器件不工作16164 4优先编码器优先编码器CSCS低电平有效低电平有效表示有输入表示有输入I14=00EiEo功能功能00无输入输出使能无输入输出使能有效有效01本器件有有效输本器件有有效输入入10无效状态无效状态11输入使能无效，输入使能无效，器件不工作器件不工作11整数部分：最高位是0，而且灭掉以后，输出 作为次

11、高位的 输入信号小数部分：最低位是0，而且灭掉以后，输出 作为次低位的 输入信号RBORBIRBORBI输入使能和输出使能相互配合输入使能和输出使能相互配合译码器（译码器（decoder decoder）7413874138（3 3线线-8-8线译码器）线译码器）enable inputsEN1=1EN2=0EN3=0地址输入端输出低电平有效Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y774138C B AEN1 EN2 EN3 En1En2 En3 A2A1A 0 Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7 0 x x x x x 1 1 1 1 1 1 1 1 x 1 x x x x 1 1 1 1

12、 1 1 1 1 x x 1 x x x 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0BABAiiEEEEEEEiEmY221221)70(A A2 2 A A1 1 A A0 0000数据数据0Y1Y2Y3Y0A1AS2-4线译线译码器码器ABCD三态门三态门三态门三态门三态门三态门三态门三态门AEBECEDE总线总线脱离总线脱离总线50 把每门课的内容都力图放到学科的大把每门课的内容都力图放到学科的大背景下去讲解，以使学生建立起完整背景下去讲解，以使学生建立起完整的知识体系，提高教学的效率的知识体系，提高教学的效率.