《数电教案新版教案A4纸打印姚胜兴.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数电教案新版教案A4纸打印姚胜兴.docx（90页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、课 程 教 案课程名称： 数字电子技术 任课老师： 姚胜兴 所属院部： 电气及信息工程学院 教学班级： 电子1301-02 教学时间：2021 2021 学年第 2 学期湖 南 工 学 院课程根本信息课程名称数字电子技术课程代码G0400334总计： 56 学时讲课： 56 学时试验： 学时上机： 学时课程设计： 周学 分类别必修课 选修课 理论课 试验课 任课老师姚胜兴职称教授授课对象专业班级：电子1301-02 共 2 个班课程简介不超过1000字本课程是电气信息类本科生的一门技术根底必修课。课程的主要任务是使学生驾驭数字电子技术的根本概念和根本理论，驾驭数字电路的分析方法和设计方法，驾驭
2、常用的中、小规模数字集成电路在逻辑电路设计中的应用等,以便为学生今后学习有关专业课，及解决工程理论中所遇到的数字系统问题打下坚实的根底。课程教学内容及相应课时安排为(不含2学时机动课时)：1. 逻辑代数的根本学问，8学时 2. 门电路，6学时3. 组合逻辑电路，10学时 4. 触发器，6学时5. 时序逻辑电路，12学时 6. 脉冲波形的产生和整形，8学时7.半导体存储器，2学时 8. 可编程逻辑器件，2学时9. 数/模和模/数转换，4学时课程教学的组织以启发式教学为主，辅以“习题课、“提问、“小结、“信息反响等教学形式，教学手段采纳投影、多媒体、计算机仿真等先进教学手段及黑板板书相结合，以增加
3、学生理解力，促进学生学问、实力和素养的综合培育，激发学生的学习爱好及钻研精神。此外，该课程还包括16学时、8个试验工程的试验教学内容。本课程为考试课程，采纳闭卷考试形式，考核中须要驾驭的学问占85%；须要理解的学问占15%。成果给定方法为：平常成果占30%，期未考试成果占70%，平常成果涉及出勤状况、作业、听课状况、上课提问答复状况四要素。根本教材和主要参考资料根本教材：阎石主编. 数字电子技术(第5版)，高等教化出版社，2021参考教材1.康华光主编.电子技术根底 数字部分(第5版)，高教出版社，20212.林涛编.数字电子技术根底，清华高校出版社，20063.刘全盛编.数字电子技术，机械工
4、业出版社，2000第1章 数制及码制1.1 概述1.2 常用数制1.3 数制间的转换1.4 数制的算术运算1.5 常用代码一、本次课主要内容介绍数字信号及数字电路，模拟信号及模拟电路等根本概念，讲授数制概念及常见数制间的转换方法，码制概念及BCD代码，算术运算及逻辑运算概念及算术运算中数据的表示方法及运算方法。二、教学目的及要求理解数字信号及数字电路的种类及特点；理解数制及码制概念，驾驭常见数制间的转换方法，熟识数据的BCD代码表示法。三、教学重点难点1、数制概念及其转换；2、数据的BCD表示方法。四、教学方法和手段课堂讲授、提问、探讨；运用多媒体教学方式。五、作业及习题布置P17-18页，1
5、.2(2)、(3)，题1.7(2)、(4)。1.1 概述1、模拟信号及模拟电路：在大小和时间上都连续2、数字信号及数字电路：在大小和时间上都不连续即离散3、数字电路的类型及特点分类：按电路构造分分立、集成；按器件制作工艺分双极型及MOS型；按工作原理分组合和时序；按集成度分SSI、MSI、LSI、VLSI。数字电路优点：易集成、高牢靠、通用本钱低、易保密1.2 常用数制1、数制概念及要素：数制概念：多位数码中各数位的构成方法及运算时进位规那么的总称。数制要素：可用数码及其个数(基数)、权(及各数位对应的固定数值)。一般地，N进制数对应的大小为：(按权绽开式)。2、常见数制：10进制：2进制：1
6、6进制：1.3 数制间的转换1、N进制数10进制数：按权绽开式2、10进制数N进制数：整数部分：除基(N)逆向取余；小数部分：乘基(N)顺向取整。3、2进制数16进制数：整数部分：自右至左4聚1，缺乏补0；小数部分：自左至右4聚1，缺乏补0。4、16进制数2进制数：1位变4位1.4 数制的算术运算1、算术运算及逻辑运算算术运算：两个或多个表示数量大小数据之间按进位规那么进展的运算。逻辑运算：代码之间按某种关系(逻辑或因果关系)进展的运算。2、算术运算中数据的表示及运算方法：数据的表示：原码表示：符号位+肯定值。反码表示。补码表示运算方法：加减法一般采纳补码，；乘除法，一般通过加法和移位两种操作
7、来实现。1.5 常用代码1、代码和码制代码用来表示或区分不同事物的一串数码。码制编制代码过程中应遵循的一套规那么。2、BCD码用4位二进制数表示10进制中十个数码09的代码。常用BCD码有：有权码(8421BCD、5421BCD、2421BCD)和无权码(余3码和格雷码)教学后记：第2章 逻辑代数根底2.1 逻辑代数的根本运算2.2 逻辑代数的根本公式2.3 逻辑代数的根本定理一、本次课主要内容在简介逻辑代数根底上，讲授逻辑代数中及、或、非三种根本运算的表示的因果关系、运算及表示方法，讲授逻辑代数中根本公式及常用公式，逻辑代数中常用的代入定理、反演定理、对偶定理及其应用。二、教学目的及要求理解
8、逻辑代数及一般代数间的区分；理解根本逻辑运算的含义，驾驭其运算方法及表示方法；驾驭逻辑代数中的常用公式；理解逻辑代数中三条根本定理的含义，驾驭这些定理的运用方法。三、教学重点难点1、三种根本逻辑运算方法及复合逻辑运算；2、常用逻辑运算公式及逻辑代数根本定理的运用。四、教学方法和手段课堂讲授、提问、探讨；运用多媒体教学方式。五、作业及习题布置P58页，题2.1(2)、(4)。2.1 逻辑代数的根本运算一、逻辑代数概述1、逻辑代数：也称布尔代数。2、逻辑常量及变量：常量有哪些？如何表示变量？3、逻辑代数及一般代数的比较：变量取值不同，运算方法不同，表示含义不同二、根本逻辑运算1、逻辑及运算：定义真
9、值表)表达式及门及其图形符号2、逻辑或：定义真值表表达式或门及其图形符号3、逻辑非运算：定义真值表表达式非门(反相器)及其图形符号：三、复合逻辑运算1、逻辑及非运算及及非门符号：2、逻辑或非运算及或非门符号：3、逻辑及或非运算及及或非门符号：4、逻辑异或运算及异或门符号：5、逻辑同或运算及同或门符号：留意：，；，。2.2逻辑代数的根本公式一、根本公式1、常量运算公式： ，2、常量及单个变量之间的运算公式： 3、单个变量的运算公式：重叠律、互补律、复原律， ，4、不同变量之间的运算公式：交换律、结合律、安排律、反演律(交换律)，(结合律)(安排律)(反演律)二、常用公式1、复原律： 2、汲取律：
10、, 3、冗余律： ,2.3逻辑代数的根本定理一、代入定理：对随意含变量A的逻辑等式，假设以其它随意困难逻辑式替代变量A，那么该等式仍成立。如：二、反演定理：对随意逻辑式，假设将其中全部原变量反变量，反变量原变量，那么该逻辑式转换成。例：，求和。应用留意：运算优先级：先括号，后乘，最终加；属于单个变量上的非应保存不变。三、对偶定理：对偶式：对随意逻辑式，假设将其中全部那么所得结果为该逻辑式的对偶式。对偶定理：假设两逻辑式相等，即，那么必有。(可削减一半公式的记忆)例：四、补充定理：用来进展函数形式变换教学后记：第2章 逻辑代数根底2.4逻辑函数及其表示方法2.5逻辑函数的公式化简法一、本次课主要
11、内容在介绍逻辑函数概念及其建立方法根底上，讲授逻辑函数的各种表示方法，不同表示方法间的转换，以及逻辑函数的两种标准形式；讲授逻辑函数的化简意义及要求，以及逻辑函数的公式化简方法。二、教学目的及要求深入理解逻辑函数的概念，驾驭逻辑函数的各种表示方法及其互相转换；理解最小项、最大项概念及性质，驾驭逻辑函数的标准形式表示方法；理解逻辑函数化简的意义及要求，驾驭应用逻辑代数中相关公式进展化简的方法及技巧。三、教学重点难点1、逻辑函数概念及其表示方法；2、逻辑函数的公式化简方法。四、教学方法和手段课堂讲授、提问、探讨；运用多媒体教学方式。五、作业及习题布置P58，题2.3，2.7，2.152、4、7。2
12、.4 逻辑函数及其表示方法一、逻辑函数及其建立1、逻辑函数：输出变量Y及输入变量(A、B、C、)间的逻辑关系，记为，其中，全部变量只能取1或0。2、建立方法：任何详细的因果关系都可以用逻辑函数予以描绘。如：举重裁判问题。二、逻辑函数的表示方法真值表表示(将全部输入取值组合及对应输出列成的表格)，函数式表示(用及、或、非等运算关系表示逻辑关系的式子)，逻辑电路图表示(用及、或、非等图形符号表示逻辑关系的图形)，波形图表示(由全部输入变量取值组合的高、低电平及对应输出变量高、低电平排列而成的图形)，卡诺图表示。三、不同表示方法间的转换1、真值表函数表达式：找出真值表中全部使输出变量为1的输入取值组
13、合；写出及中输入变量取值组合对应的乘积项：取值为1的用原变量表示，取值为0的用反变量表示；将所得全部乘积项相加即得到输出变量的函数表达式。例如，2、函数表达式真值表：将输入变量取值的的组合逐一代入函数式得到函数值并将其列成表格即得到真值表。例如，列函数的真值表。3、函数表达式逻辑电路图：用相应图形符号一一取代函数式中的运算符号即得到函数式对应的逻辑电路。例如，画函数式对应的电路图。4、逻辑电路图函数表达式：从输入到输出逐级写出各图形符号对应的逻辑式即可得到最终函数式。例如：5、函数表达式波形图：例如四、逻辑函数的两种范式1、最小项及最大项最小项：概念：对随意变量函数，假设乘积项以全部变量(个)
14、为因子且各因子仅以原变量或反变量形式出现一次，那么该乘积项称为该变量的最小项。最小项的表示及编号方法：常用表示，其中为最小项的编号，是使的变量取值组合所对应的二进数(首先须要进展变量排序)。最小项的性质特点：1)变量的最小项共个；2)对任一变量取值组合，全部最小项中有且只有一个等于“1；3)；4)，；5)随意两个只有一个因子不同的最小项(相邻最小项)可以合并成一项，同时消去一对因子。如：。最大项：概念：对随意变量函数，假设和项以全部变量(个)为因子且各因子仅以原变量或反变量形式出现一次，那么该和项称为该变量的最大项。最大项的表示及编号方法：常用表示，其中为最大小项的编号，是使的变量取值组合所对
15、应的二进数(首先须要进展变量排序)。最大项的性质特点：1)变量的最大项共个；2)对任一变量取值组合，全部最大项中有且只有一个等于“0；3)；4)，；5)随意两个只有一个因子不同最大项之积，等于它们中一样因子之和。如：。及之间的关系：或。如：。2、逻辑函数的范式最小项之和形式(标准及或式)：随意函数总可以利用公式来改写成最小项之和的形式，即：。例如最大项之积形式(标准或及式)：假设，那么必有，从而例：2.5逻辑函数的公式化简法一、函数化简的意义基于最简函数的数字电路设计，电路一般也最简。因此，化简函数对于节约元器件、优化消费工艺、降低本钱、进步牢靠性具有重要意义。二、化简标准逻辑函数的化简标准解
16、决将逻辑函数化简成何种形式的问题。化简后逻辑函数的形式一般要及所选用的数字集成电路功能相适应。常见的化简标准有：1、最简及或式：乘积项最少，且各乘积项中因子数最少。2、最简及非及非式：非号最少，且各非号下各乘积项中因子数最少。3、最简或及式：括号数最少，且各括号内因子数最少。4、最简或非或非式：非号最少，且各非号下相加的因子数最少。5、最简及或非式：非号下的乘积项最少，且各乘积项中因子数最少。例: 三、函数的公式化简法函数的公式化简法，是指利用逻辑代数中的根本公式、常用公式和根本定理对逻辑函数进展化简。详细方法主要有：1、并项法：(消去、这一对互反因子)例：，2、汲取法：(消去)，(消去因子)
17、例： 3、配项法：，例： 4、消去冗余项法：(消去冗余项)例：5、利用对偶定理化简函数：例：化简解：由于，故：教学后记：第2章 逻辑代数根底2.6逻辑函数的卡诺图化简法 2.7具有无关项逻辑函数的化简一、本次课主要内容在介绍卡诺图及其画法、逻辑函数的卡诺图表示方法根底上，讲授逻辑函数的卡诺图化简方法，讲授无关项概念及含无关项逻辑函数的化简方法。二、教学目的及要求驾驭卡诺图的画法及逻辑函数的卡诺图表示；理解卡诺图的特点性质，驾驭逻辑函数的卡诺图化简方法；理解无关项概念，驾驭含无关项逻辑函数的化简方法。三、教学重点难点1、逻辑函数的卡诺图表示；2、逻辑函数的卡诺图化简方法。四、教学方法和手段课堂讲
18、授、提问、探讨；运用多媒体教学方式。五、作业及习题布置P60，题2.18 (1)、(3)、5、7，题2.23 (1)、3。2.6 逻辑函数的卡诺图化简法一、逻辑函数的最小项卡诺图1、变量卡诺图及其画法：变量的最小项卡诺图：用一个小方块来表示一个变量最小项，将全部个小方块按格雷码依次或逻辑相邻性在几何上排列而成的图形。例如：2变量卡诺图、3变量卡诺图、4变量卡诺图画法。2、卡诺图的特点：对随意两个最小项，假设逻辑相邻，那么必在图中几何相邻；对变量卡诺图中任一最小项或方块，必有个最小项及之相邻；卡诺图中最左及最右的最小项、最上及最下的最小项相邻。二、函数的卡诺图表示因随意函数总可表示为，而卡诺图包
19、含了全部最小项，故任何函数总可以用卡诺图来表示。用卡诺图表示函数的方法及步骤：画出及函数所含变量个数相对应的卡诺图；将函数改写成范式1：填卡诺图：在及函数包含最小项对应的方格中填“1”，其余填“0”。例1：(按根本步骤表示)例2：(无须将函数表示成范式1而干脆表示成卡诺图)注：非最小项的积项是相应最小项的公因子。例3：(依据反函数填卡诺图)注：依据反函数亦可干脆函数用卡诺图表示。此时，只要在所含最小项对应方格中填入“0、其余填入“1即可。三、函数的卡诺图化简1、化简的本质：即在卡诺图中通过找寻相邻最小项，并将它们划入同一圈中合并成一项，从而到达消去某些变量，实现化简目的。2、卡诺图中相邻最小项
20、合并的原那么：划入同一圈中的相邻个最小项，可以合并成一项，并消去个变量。例：2个相邻最小项可合并成一项并消去1个变量；4个相邻最小项可合并成一项并消去2个变量；8个相邻最小项可合并成一项并消去3个变量；16个相邻最小项可合并成一项并消去4个变量。据此原那么可以知道，对相邻最小项进展划圈时，必需留意以下几点： 为确保化简结果最简，所划的圈越大越好，这样消去的变量个数最多，但各圈中“1的个数须为个； 依据公式可知，一方面允许卡诺图中不同的“1方格可划入不同的圈中，另一方面又需确保每个圈中至少要有一个不同方格； 为确保逻辑函数功能的完好性，应用圈“1法时不能漏掉任何一个“1方格；应用圈“0法时不能漏
21、掉任何一个“0方格； 同一卡诺图可能存在多种不同的圈法，因此将导致不同的化简结果。这些结果既可能都是最简结果(即化简结果不具唯一性)，也可能非全部最简(须要比较检查)。3、逻辑函数卡诺图化简的步骤：表示：用卡诺图表示函数；划圈：找出卡诺图中的相邻最小项，并将其划入同一圈； 合并：合并各圈中的相邻最小项得到对应的及项。综合：各及项相加即为所得最终化简结果。例1：(根本方法)例2：(有不同圈法时须检查结果的最简性)例3：(有不同圈法时须检查结果的最简性)例4：(卡诺图中“0数较少时可以采纳圈“0法先得到最简反函数，再求最简原函数)。2.7具有无关项函数及其化简一、约束项、随意项及无关项概念约束项：
22、函数中不允许出现的变量取值组合所对应的最小项为函数的约束项，并常用“d、“、“表示。如对1位十进数的奇偶判别问题中，均是该问题的约束项，它们的这种约束可表示为约束条件：。随意项：函数中及那些变量可以随意取值而不影响函数功能的取值组合所对应的最小项为函数的随意项。无关项：约束项及随意项统称为无关项。留意：一个具有无关项的函数总具有如此表示形式：二、具有无关项函数的化简由于无关项的取值可以随意(可取“1或“0)，因此具有无关项函数的化简，应充分利用其无关项以便获得更简洁的结果。即假如无关项对化简有利，那么其值取为“1，否那么取“0。例1：化简，约束条件为：。例2：化简。教学后记：第3章 门电路3.
23、1 概述 3.2门电路常用开关器件的开关特性3.3 简洁门电路一、本次课主要内容介绍门电路概念及其逻辑状态及逻辑体制，介绍门电路中二极管、双极晶体管和金属氧化物半导体晶体管三种常用开关器件的开关特性及根本开关电路，讲授用开关器件实现的简洁及、或、非门。二、教学目的及要求理解门电路中逻辑电平的表示及获得原理；驾驭二极管、双极晶体管和金属氧化物半导体晶体管三种开关器件的开关特性及其根本开关电路，理解基于根本开关器件实现的及、或、非门原理。三、教学重点难点1、开关器件的开关特性及根本开关电路；2、门电路中获得逻辑电平的一般原理。四、教学方法和手段课堂讲授、提问、探讨；运用多媒体教学方式。五、作业及习
24、题布置P150，题3.1，题3.2。3.1概述一、门电路门电路是用以实现根本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路。常见门电路的种类有：二、门电路中的逻辑状态及正负逻辑制1、逻辑状态及逻辑电平：一般称门电路中逻辑变量的值为逻辑状态，用逻辑电平表示。逻辑电平为高时称高电平，为低时称低电平。2、正负逻辑制：逻辑制指的是对门电路中所用逻辑状态的规定。依据表示逻辑状态的电平上下不同，门电路中的逻辑体制分为正逻辑制和负逻辑制两种。正逻辑制中，高电平表示逻辑“1，低电平表示逻辑“0。而负逻辑制那么及此相反。输入输出10正逻辑10负逻辑3、逻辑电平的获得方法：门电路中，通常应用电子开关电路来获得不同的逻辑电平。其
25、一般框架如以下图。但需留意：逻辑电平是指处于某个区间范围的电压；一般地，器件的制作工艺不同，逻辑电平所处的区间范围就不同，例如TTL电平的逻辑高电平通常介于3.45V间，而低电平介于间；通常将逻辑高电平下限及逻辑低电平上限之间的差值称为逻辑摆幅。并且，逻辑摆幅越大，电路的牢靠性就越高。3.2 门电路中常用开关器件的开关特性门电路常用的开关器件主要有二极管，晶体三极管(双极型晶体管,BJT)和金属-氧化物半导体器件(单极型晶体管，MOS管)三种。一、二极管开关特性1、二极管的实际开关特性实际二极管中电流i及其端电压v之间关系：，式中，曲线如下。可见，二极管具有单向导电性，相当一个受外加电压限制的
26、开关。2、二极管开关特性的近似处理依据二极管外部所接电路的状况，可对二极管的开关特性作以下三种不同的近似处理。通常把正向导通压降和导通电阻可以忽视而反向电阻无穷大的二极管称为志向二极管。3、二极管的根本开关电路参见教材，Fig.。4、二极管开关的动态特性 外加电压突然由反向变正：正向导通电流稍滞后于电压的突变(因建立PN结内部电荷梯度须要时间)； 外加电压突然由正向变反：存在较大瞬态反向电流，但随着存储电荷的消散，反向电流将渐渐衰减至反向饱和电流。二极管开关的动态特性可以通过这些时间来描绘，它们是影响二极管开关速度的主要因素。二、BJT的开关特性1、BJT的构造及输入输出特性 BJT构造及种类
27、：由三层P型和N型半导体结合在一起而构成，有PNP和NPN(留意其符号表示)两种，工作时电子和空穴均参及导电。 BJT的输入特性：输入回路中，输入电压及输入电流之间的关系曲线：。近似于指数曲线，简化计算时可处理为折线。(注：开启电压)BJT的输出特性：输出回路中，不同下集电极电流及集电极电压间的关系曲线，即。输出特性由一簇曲线构成，它可分为放大区(线性区)、饱和区、截止区三个区，在放大区内，随成正比例变更，而几乎不受的影响，电流放大系数；在饱和区内，不再随以倍的比例增加而趋于饱和，并且该区内；在截止区，只有极微小的反向穿透电流。2、BJT根本开关电路及其等效模型3、BJT开关电路的开关条件 关
28、断条件(即截止条件)：vI为低电平常，须确保vBEvON，通常要求vBE0。 导通条件(即饱和条件)：vI为高电平常，须确保BJT深度饱和，即要求。式中，为BJT工作基极电流；为BJT的基极饱和电流，和分别是BJT的电流放大倍数和集射饱和压降。留意：BJT的截止、饱和也可以利用图解法来推断。4、BJT开关的动态特性三极管在截止及饱和导通两种状态之间快速转换时，由于内部建立须要时间，因此集电极电流和输出电压均将滞后于输入电压的变更。三、MOS管的开关特性1、MOS管的构造、类型及符号MOS管是金属氧化物场效应管的简称，它有四种类型，构造和符号分别如下：注：增加型和耗尽型MOS管构造一样，唯一区分
29、在于初始状况下，栅极下绝缘层中是否掺进离子而形成导电沟道。增加型MOS管在时无导电沟道；耗尽型MOS管在时有导电沟道。对于N沟道增加型，只有当时，MOS管才会导通，对于P沟道增加型，只有当时，MOS管才会导通。称为阈值电压。对于N沟道耗尽型，时导电沟道变宽，时导电沟道变窄，当时，沟道被夹断，MOS管截止，称为夹断电压；对于P沟道耗尽型，时导电沟道变宽，时导电沟道变窄，当时，沟道被夹断，MOS管截止，为夹断电压。2、MOS管的输入输出特性以N沟道增加型MOS管为例。输入特性：在共源连接状况下，MOS管不会因加有而产生栅极电流，即，故不须要探讨其输入特性。输出特性：MOS管的输出特性为：(一簇曲线
30、)，见教材，Fig.。输出特性可分为三个区： 截止区：，。 可变电阻区：在肯定下，正比于，类似于线性电阻性质，并且(在时，近似反比于)。 恒流区：几乎不受影响而只取决于，并且(是时的)，当时，几乎正比于。(注：称为其转移特性曲线)。3、MOS管根本开关电路及其等效模型3.3 简洁及、或、非门电路一、二极管及门、或门1、及门2、或门二、三极管非门教学后记：第3章 门电路3.4 TTL集成门电路一、本次课主要内容介绍门电路概念及其逻辑状态及逻辑体制，介绍门电路中二极管、双极晶体管和金属氧化物半导体晶体管三种常用开关器件的开关特性及根本开关电路，讲授用开关器件实现的简洁及、或、非门。二、教学目的及要
31、求理解门电路中逻辑电平的表示及获得原理；驾驭二极管、双极晶体管和金属氧化物半导体晶体管三种开关器件的开关特性及其根本开关电路，理解基于根本开关器件实现的及、或、非门原理。三、教学重点难点1、开关器件的开关特性及根本开关电路；2、门电路中获得逻辑电平的一般原理。四、教学方法和手段课堂讲授、提问、探讨；运用多媒体教学方式。五、作业及习题布置P154 5，题3.24。3.4 TTL集成门电路TTL电路即三极管三极管逻辑电路，因其输入和输出级均为三极管构造而得名。TTL属于双极型门电路，目前应用仍较广泛。一、TTL门电路的构造及工作原理1、TTL非门(反相器)：注：典型芯片74LS04。2、其它逻辑功
32、能TTL门电路：及非门：74LS00，74LS20，P.75 Fig. 或非门：74LS02，P.75 Fig. 及或非门：74LS51，P.75 Fig. 异或门：，P.75 Fig.二、TTL门电路的性能及参数以TTL反相器为例。1、TTL非门的电压传输特性：即输出电压及输入电压间的关系。注：电压传输特性转折区中点对应的输入电压称为阈值电压或门槛电压，用VTH表示。非门电路的输入噪声容限所谓噪声容限，是指在保证输出高、低电平根本不变或不超出允许限度条件下，输入电平的允许波动范围。这说明，数字电路允许其输入信号有肯定容差，并且可以运用噪声容限来衡量电路的抗干扰实力。例如，利用以上TTL反相器
33、的电压传输特性，可以知道TTL反相器的输入噪声容限为：其中，和为标准输入高、低电平；为输入低电平上限，其对应的输出是输出高电平的下限；是输入高电平下限，其对应的输出是输出低电平的上限。非门的输入输出特性及参数输入特性：即输入电压及输入电流之间的关系典型TTL输入特性见教材，Fig.。须要留意的是： TTL门电路的输入电流可能是拉电流(即从门输入端实际流向门输入端外部输入负载电路(信号源)的电流)，也可能是灌电流(即从门输入端外部输入负载电路(信号源)实际流向门输入端的电流)。 TTL门电路在输入低电平常，其输入电流被称为输入低电平电流，记为；输入高电平常的输入电流称为输入高电平电流，记为。从电
34、路构造上看，一般输入低电平电流是拉电流，输入高电平电流是灌电流。典型值为；典型值为40mA。输入负载特性：在门电路的实际应用中，常常须要在输入端及地之间或输入端及信号源之间接入电阻，此电阻称为输入端的负载电阻。门电路的输入负载特性指的是输入电压及其输入负载电阻之间的关系。通常地，输入负载电阻变大将引起门电路输入电压上升。典型输入负载特性曲线参见教材。从该曲线可以确定门电路的关门电阻和开门电阻：关门电阻：门电路输入电压上升至输入低电平上限时对应的输入负载电阻；开门电阻：门电路输入电压下降至输入高电平下限时对应的输入负载电阻。留意：时，即输入牢靠低电平，反相器输出高电平，关门；时， 即输入牢靠高电
35、平，反相器输出低电平，开门。 输出特性：即输出端电流及电压间关系。例1：教材，例题。及非门参数：，。欲要求：，试计算该及非门的扇出系数N。解：。例2：教材，例题。图示电路中，74系列反相器参数：，。为保证电路中正确的逻辑关系，试确定图中电阻R的取值范围。反相器的动态特性反映TTL门电路动态特性的性能参数有：传输延迟时间、沟通噪声容限、电源动态尖峰电流等。传输延迟时间是衡量门电路开关速度的重要参数，是输出波形滞后于输入电压波形的时间，常用表示。并且，其中，为门的导通延迟时间(高变低)，是截止延迟时间(低变高)。三、TTL工艺的OC门及TS门1、TTL门的线及问题所谓TTL门的线及门，指的就是将两
36、个及以上TTL门电路的输出端并联运用。推挽式输出的TTL门，其输出端不能进展线及，因为假设输出一高一低，那么两门输出都有较大电流输出，导致器件损坏。2、TTL工艺OC门将TTL门的输出电路由推挽式改成集电极开路形式，即构成集电极开路门(OC门)，从而解决了TTL门不能实现线及的问题。 OC门电路构造、符号及线及连接： 以及非门为例。负载电阻的确定：连接方式见图，且设OC输出高电平常电流为，输出低电平常电流为，负载TTL门的输入低电平电流为，输入高电平电流为，那么：当全部OC都输出高电平常：中最大电流为，因为须满意，故；当全部OC中只有一个输出低电平常：考虑中电流最小电流，因为须满意到，故；综合
37、即有的取值范围：例1：教材，例题。例2：教材，习题。解：，代入数据后有：，从而。3、TTL工艺TS门3、TS门的构造、符号及应用OC虽然可以实现线及，但受到负载电阻的限制，并且其负载实力较TTL门小，为此在一般门电路根底上增加限制电路来构成另一种门电路TS门。TS的电路构造见教材，Fig.a)、b)。其图形符号分别为：注：TS门的三态指的是其输出端具有高阻态、低电平状态和高电平状态。TS门主要用于总线驱动及限制、数据双向传输场合。教学后记：第3章 门电路3.5 CMOS集成门电路一、本次课主要内容介绍门电路概念及其逻辑状态及逻辑体制，介绍门电路中二极管、双极晶体管和金属氧化物半导体晶体管三种常
38、用开关器件的开关特性及根本开关电路，讲授用开关器件实现的简洁及、或、非门。二、教学目的及要求理解门电路中逻辑电平的表示及获得原理；驾驭二极管、双极晶体管和金属氧化物半导体晶体管三种开关器件的开关特性及其根本开关电路，理解基于根本开关器件实现的及、或、非门原理。三、教学重点难点1、开关器件的开关特性及根本开关电路；2、门电路中获得逻辑电平的一般原理。四、教学方法和手段课堂讲授、提问、探讨；运用多媒体教学方式。五、作业及习题布置P151 题3.7，题3.10。3.5 CMOS集成门电路一、CMOS反相器1.电路构造、工作原理、逻辑功能2.电压传输特性及输入噪声容限二、其它CMOS门电路及非门：或非
39、门：3.应用CMOS或非门、或非门、反相器可以构成更多的其它功能CMOS门：4.带缓冲级的CMOS门：5.漏极开路(OD)门：三、CMOS传输门及模拟开关留意：CMOS传输门和CMOS反相器都是构成CMOS门电路的根本单元电路。四、CMOS三态门五、Bi-CMOS电路六、CMOS电路的正确运用教学后记：第4章 组合逻辑电路4.1 概述4.2 组合电路分析设计方法4.4 组合电路中的竞争冒险现象一、本次课主要内容介绍组合电路的一般构造特点及描绘方法，讲授组合电路的分析方法和设计方法，简介组合电路中存在的竞争冒险现象概念及其检查、消退方法。二、教学目的及要求理解组合电路的一般构造，驾驭其特点及描绘
40、方法；驾驭组合电路的一般分析、设计方法及步骤；理解组合电路中竞争冒险概念，理解其检查及消退方法。三、教学重点难点1、组合电路的特点及描绘；2、组合电路的分析设计方法及步骤。四、教学方法和手段课堂讲授、提问、探讨；运用多媒体教学方式。五、作业及习题布置P210 题4.1，题4.5。4.1 组合逻辑电路概述一、组合电路的一般构造二、组合电路特点三、组合电路功能的一般描绘方法：4.2组合逻辑电路的分析设计方法一、组合逻辑电路的分析方法分析步骤：依据给出的逻辑图,从输入到输出逐级写出逻辑表达式；将所得逻辑表达式化简成最简及或表达式；列出真值表或干脆依据最简及或逻辑表达式，描绘电路的逻辑功能。例：二、组
41、合逻辑电路的设计方法设计最简原那么：器件种类最少、器件数量最少、连线最少、牢靠性最高。设计步骤：教材P.136,Fig注：一般地，用MSI、LSI实现组合函数可以获得事半功倍的效果。例：4.4 组合逻辑电路的竞争冒险现象一、竞争冒险概念及其产生缘由二、竞争冒险的检查方法三、竞争冒险的消退方法教学后记：第4章 组合逻辑电路4.3 假设干常用组合电路(一)一、本次课主要内容介绍编码器功能，讲授一般及优先编码器原理及实现方法，以及相应MSI芯片及运用；介绍译码器功能构造，讲授二进制译码器、二-十进制译码器原理及实现方法，及相关MSI芯片；讲授显示译码器功能及原理，及相应MSI芯片。二、教学目的及要求
42、深入理解编码器、译码器功能及原理，驾驭编码器、译码器设计实现方法及步骤；驾驭常用编码器、译码器集成芯片引脚功能及运用设计方法。三、教学重点难点1、编码器、译码器功能及原理；2、常用编码器、译码器集成芯片引脚功能及运用。四、教学方法和手段课堂讲授、提问、探讨；运用多媒体教学方式。五、作业及习题布置P212 题4.14，题4.23。4.3 假设干常用组合电路(一)一、编码器1、编码的一般问题：编码概念、编码器的一般构造、编码器的分类2、一般二进制编码器原理及实现：8线3线编码器。3、二进制优先编码器原理及实现：3位二进制优先编码器4、集成3位二进制优先编码器74LS148：5、二-十进制编码器(1
43、0线-4线优先编码器)原理及相应MSI： 8421 BCD码编码器： 8421BCD码优先编码器： 集成10线-4线优先编码器74LS147：二、译码器1、译码的一般问题：译码概念、译码器分类、译码器的一般构造及特点2、二进制译码器原理及相应MSI芯片： 3位二进制译码器原理及实现： MSI74LS138：3、二-十进制译码器： 原理：4位BCD码输入，输出10个信号，每个代表09十进制数码中一个。 MSI：集成8421BCD码译码器74LS424、显示译码器 LED和LCD的构造及显示原理： BCD七段字符显示译码器设计： 集成显示译码器74LS48： 译码器的应用：(1) 用译码器实现逻辑
44、函数：(2) 用译码器实现码制变换：教学后记：第4章 组合逻辑电路4.3 假设干常用组合电路(二)一、本次课主要内容介绍数据选择器功能构造，原理设计，及应用；讲授讲授加法器功能构造、1位和多位加法器原理及设计，介绍加法的应用；讲授数值比较器功能原理，及多位数值比较器芯片及其应用。二、教学目的及要求理解数据选择器、加法器、数值比较器功能构造，驾驭它们以真值表为根底的电路分析设计方法，驾驭相应常用芯片的应用方法。三、教学重点难点1、数据选择器、加法器、数值比较器的功能和电路分析设计方法；2、常用数据选择器、加法器、数值比较器芯片的应用方法。四、教学方法和手段课堂讲授、提问、探讨；运用多媒体教学方式。五、作业及习题布置P214 题4.27，题4.29。4.3 假设干常用组合电路(二)一、数据选择器及数据安排器1、数据选择器(亦称多路开关)： 数据选择器的功能、构造、原理及特点： 集成数据选择器74LS153/CC14539： 数据选择器在组合