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1、数字电路与逻辑设计课程实施大纲目录1 .教学理念1.课程介绍11.1 课程的性质1课程在学科专业结构中的地位、作用11.2 课程的历史与文化传统2课程的前沿及发展趋势21.3 课程与经济社会发展的关系2课程内容可能涉及到的伦理与道德问题21.4 学习本课程的必要性2.教师简介21.5 教师的职称、学历2教育背景21.6 研究兴趣（方向）3.先修课程32 .课程目标3知识与技能方面32.1 过程与方法方面3情感、态度与价值观方面33 .课程内容3课程的内容概要37.1教学单元一单元教学日期2017. 3.6单元教学目标入门简介第一章数制和码制1 .介绍数制及其相互间的转换。2 .讲解二进制数的算
2、术运算、正负数表示法及补码运算。3 .引进BCD、格雷码、奇偶校验码、ASCII码等几种通用编码。单元教学内容（含重 点、难点）.1. 了解数制构成及相互之间的转换。2. 了解几种通用码制的特点。单兀教学方法课堂讲授+课堂讨论。课堂讲授：从实际应用出发，让学生了解数制和码制的定义、分类 和意义。互动：请学生提出还有哪些编码方式？课堂讨论：为什么要采用二进制而不是十进制？奇偶校验的应用意 义在哪？为什么要使用补码运算？.单元作业安排P171.3 1.41.51.8 1.9 1.121.13 （每题各选一个小题）课后反思1 .二进制与十进制的转换有无比较容易的方法；2 .为什么在数字技术中要采用二
3、进制，而不是十进制教学单兀的参考资料数字电子技术基础（第五版）：P1-17数字电路逻辑设计（第二版）：P1-35数字系统原理与应用（第九版）：P1-15课前准备情况及其他相关特殊要求1 .数字技术的发展简史2 .数字电子技术的应用给我们带来什么变化3 .如何学习数字电子技术教学过程：第一章数制和码制1.1 概述电子电路中的信号模拟信号：幅度随时间连续变化的信号数字信号：幅度和时间都是离散的.数字信号的表示方式：1）采用二值数字来表示，即0、1数字。0为 逻辑0, 1为逻辑1;2）采用逻辑电平来表示，即H和L；3）采用数字波形来表示。1.2 几种常用的数制转换方式优缺点并行AD C以固定等级的电
4、压比较输 入电压，属多层次的比较, 一次比较1个字。转换速度快，但是 难以提高分辨率。逐次逼 近ADC与一组已知电压逐个比较, 属多次比较，一次比较1 位。转换速度快，转换 时间固定，易与微 机接口。双积分AD C将输入电压与已知电压转 换成脉冲数1即时间）进行 比较。抗工频干扰能力强，易实现高精度转换。四、A/D转换器的主要参数A/D转换器的分辨率用输出二进制数的位数表示，位数越多，误差越小，转换精度越 高。例如，输入模拟电压的变化范围为。5V,输出10位二进制数可以分辨的最小模拟电 压为 5Vx2-10 = 4.88mVo 分辨率：1 .A/D转换器的转换精度（2）转换误差通常以输出误差最
5、大值的形式给出，一般多以最低有效位的倍数给出。有时也用满量程 输出的百分数给出转换误差。2 .A/D转换器的转换速度转换速度是指完成一次转换所需的时间。转换时间是指从接到模拟输入信号开始，到输 出端得到稳定的数字输出信号所经过的这段时间。8.课程要求1. 1学生自学的要求学生课后要经常复习过去学过的内容，预习下次课的学习要点，初步了解下次课的 重难点。8. 2课外阅读的要求学生课后不仅要翻阅应该学习的课本参考书，还需要参考相关学科的书籍，做到学 有所用。9. 3课堂讨论的要求在上课时候，经常发挥学生的主观能动性，自己根据理论判断结果的正确性，这需要学生经常在上课的时候展开讨论。8. 4课程实践
6、的要求数字电路一门实践性很强的课程，加强工程训练，特别是技能的培养，对于培养工 程人员的素质和能力具有十分重要的作用。在电子信息类本科教学中，数字电路课程设 计是一个重要的实践环节，它包括选择课题、电子电路设计、组装、调试和编写总结报 告等实践内容。通过课程设计要实现以下两个目标:第一,让学生初步掌握数字电路系 统的试验、设计方法。即学生根据设计要求和性能参数，查阅文献资料，收集、分析类 似电路的性能，并通过组装调试等实践活动，使电路达到性能指标；第二，课程设计为 后续的毕业设计打好基础。9.课程考核方式及评分办法9.1 出勤（迟到、早退等）、作业、报告等的要求上课不迟到不早退；作业独立完成；
7、实验报告数据真实，结论分析得当。9. 2成绩的构成与评分规则说明成绩评定：百分制记分标准：平时成绩占30%,课程考试占70%平时成绩组成：作业占总成绩的10%,实验报告占总成绩的10%,考勤占总成绩的 10%o期中考试必须参加，如果不参加，平时成绩不合格。注意：平时成绩低于18分的 没有考试资格。作业部分（总分10分）：一次作业不交的扣2分；实验（10分的分配）：实验缺席或实验报告不交的一次扣2分（四次实验共8分）； 实验成绩成绩（共两分）总评良以上得两分，中和及格的得一分。不及格0分。缺勤（总分10分）：缺勤一次扣平时成绩一分；附加分规定：平时作业优秀的奖励平时成绩1分（总30分），计满为止
8、。10. 3考试形式及说明考卷分为A/B卷，正考题任选一套，剩下一套为补考题考核方式：闭卷考试.学术诚信以下行为均视为违反学术诚信，包括考试作弊、杜撰数据信息、引用、抄袭论文，协助他人作弊。作弊是指任何利用或企图利用不诚实，欺诈或未经认可的手段，获取学分的行为。学生违反任何学术诚信行为将按照教务处有关规定给予相应的处罚。10 .课堂规范课堂纪律上课期间关闭手机，或调至振动模式。不准将食物和饮料带进教室。考试严禁使用手机、掌上电脑，及其他电子设备。11 . 2课堂礼仪1、教师应在备好课的基础上，遵循教学原则和规律，运用有效的教学方法和手段, 讲好每一次课。2、教师上课应做到：教态端庄、举止大方、
9、着装整洁、爱护学生、严格课堂纪律, 注意学习动态，检查学生出勤，做到为人师表、教书育人。3、提倡教法改革，充分发挥学生的主体作用，师生互动的作用，着重培养学生的 自学能力、分析问题能力和解决实际工作问题的能力。4、课堂教学具体要求为：(1)时间分配：通常每学时45分钟，每次课两学时。组织教学、复习提问510 分钟。讲授新课7075分钟。归纳小结，布置作业510分钟。(2)教师讲授理论知识时要概念准确，条理清晰，重点突出，富有启发性。(3)教师传授专业技能时应严格遵守有关标准和规则，进行集中示范，巡回指导， 不断探索和总结先进的技能教学法。(4)教师授课应合理利用电教手段和设备，以及计算机多媒体
10、技术，声像合一、图 文并茂，把传授的知识和技能形象化、实物化，增强教学效果。(5)提问：可采用课前提问、教学中启发提问、归纳小结提问。(6)联系实际：联系学生思想、学习态度和纪律等实际，做到教书育人。联系 学生所学专业实际，提高专业兴趣，稳定专业思想，掌握本专业的主要内容。联系学 生已学的基础知识实际，帮助学生巩固已学的基础知识，借助基础知识理解新的教学内 容，使学生把知识学活，灵活运用。联系教具实际，充分利用直观教具，帮助学生理 解和学习，不要追求形式，要讲究实效。联系操作实际，采取“一体化”教学手段， 部分教学内容可在实训中心边示范边讲课。(7)板书：板书内容应有规划，黑板的使用从左至右一
11、般分为三部分，第一部分 板书标题，第二部分板书教学内容，第三部分作为临时补充或绘图。写什么，画什么， 写在何处，讲课之前都要做到心中有数。板书要求：要求工整，简练、全面、合乎逻 辑性。要有条理性，层次清楚、字迹清楚醒目，无错别字。12.课程资源教材与参考书教材：清华大学电子学教研组编，阎石主编，数字电子技术基础（第五版），高等教 育出版社，2006参考书目：（1）王毓银，数字电路与逻辑设计（脉冲与数字电路 第三版，北京：高等教育出 版社，2002（3）（美）托茨（Tocci, RJ.）等著.数字系统原理与应用（第10版）.北京市：机 械工业出版社,2006. 2专业学术著作（1）（美）Thom
12、as LFIoyd.数字基础 第10版.中国科技出版传媒股份有限公司，2013（2）（美）马诺，西勒提著.数字设计.北京市：电子工业出版社,2010（3）（美）John M.Yarbrough著.数字逻辑应用与设计英文版.北京市：机械工业 出版社,2002.（4）（美）韦克利（Wakerly, J.F.）著；林生等译.数字设计 原理与实践 第4版.北 京市：机械工业出版社,200712. 3专业刊物（1）电子技术日ectronicTechnology,主办：上海市电子学会;上海市通信学会（2）电子技术应用Application of日ectronic Technique,主办：华北计算机系统工
13、程研 究所12. 4网络课程资源哈尔滨工程大学数字电路精品课程网站： 88fbl&courselD=7bb0f2e0-129e-1000-a6b9-8e978b888fbl南京理工大学数字逻辑电路精品课程网站： urselD=A080089北京大学数字逻辑电路与实验精品课程网站： urselD=K090104北京航空航天大学数字电子技术基础精品课程网站： ectld=oid:8a833999-le4881f5-011e-4881fbdc-07b8&courselD=S0700330广东工业大学数字电子技术精品课程网站： bjectld=oid:8a833999-20a7dbd5-0120-a7
14、dbd536-0108&courselD=S0500308麻省理工开放课程:电路与电子学 nd-electronics-spring-200/712. 5课外阅读资源中国科学院国家科学数字图书馆：中国知识资源总库：中国科学技术信息研究所：龙源期刊网：国家科技图书文献中心：中国科学院文献情报中心：万方数据资源系统：电子开放实验室：自由电子论坛：电子查询网：更多电子类学习网站集锦： M3MNa7sg_aH3u4dOdSOkfnwrVFBdmpUWFLeE2fuCobqEmlaDqJPOqEAvMZnLsXO.教学合约作为一名高校教师，我深知肩负着教书育人的责任。我将严格遵守教育部关于建 立健全高校
15、师德建设长效机制的意见和高等学校教师职业道德规范对高校教师的 各项要求，做到爱岗敬业、关爱学生，刻苦钻研、严谨笃学，勇于创新、奋发进取，淡 泊名利、志存高远。我决心做一名师德高尚的人民教师并郑重承诺：一、爱国守法。热爱祖国，热爱人民，拥护中国共产党领导；严格遵守宪法和法律 法规，遵守学校规章制度；课堂讲授有纪律，不有违背党的路线方针政策、损害国家形 象和人民利益、影响社会稳定和校园和谐、损害学生和学校的合法权益、宣扬邪教和宣 传封建迷信等行为；不有其它不利于学生健康成长的言行。二、敬业爱生。恪尽职守，甘于奉献；坚持终身学习，刻苦钻研，拓宽学术视野， 优化知识结构；尊重关爱学生，严格要求、平等公
16、正对待学生；不索要、收受学生及其 家人的礼品、礼金、有价证券、支付凭证等财物。三、教书育人。坚持教学中渗透德育；尊重学生个性差异，因材施教；积极开展教 学改革，提高教育教学质量；不拒绝学生的合理要求；不通过向学生推销书刊等商品获 取利益；不从事影响教育教学的兼职兼薪工作。四、严谨治学。尊重科学规律，坚持真理；能够团结合作，协同创新；秉持学术良 知，恪守学术规范；自觉抵制学术失范和学术不端行为；不弄虚作假、不抄袭剽窃、不 篡改侵吞他人学术成果、不违规使用科研经费；不重复发表自己的科研成果；不滥用学 术资源和学术影响。五、服务社会。勇担社会责任，热心公益事业，传播优秀文化，普及科学知识；自 觉承担
17、社会义务，主动参加社会实践，积极提供专业服务。六、为人师表。坚持学为人师，行为世范；言行雅正，举止文明，以高尚师德、人 格魅力和学识风范感染学生；自尊自律，清廉从教，以身作则，自觉抵制有损教师职业 声誉的行为；不在各类考试、推优等工作中徇私舞弊；不对学生实施性骚扰或与学生发 生不正当关系。不有其他违反教师职业道德的行为。承诺人：曾翔2017年2月20日阅读课程实施大纲，理解其内容，同意遵守课程实施大纲中阐述的标 准和期望。签名：年 月 日.其他说明数制：表示数时，仅用一位数码往往不够用，必须用进位计数的方法组成多位数码。多位数码每一位的构成以及从低位到高位的进位规则称为进位计数制，简称数制。基
18、数： 进位制的基数，就是在该进位制中可能用到的数码个数。位 权（位的权数）： 在某一进位制的数中，每一位的大小都对应着该位上的数码乘 上一个固定的数，这个固定的数就是这一位的权数。权数是一个哥。一、十进制数码为：。9；基数是10。用字母D表示运算规律：逢十进一，即：9 + 1 = 10。十进制数的权展开式：D = /X10/若在数字电路中采用十进制必须要有十个电路状态与十个计数码相对应。将在技术上带来许 多困难，很不经济。二、二进制数码为：0、1；基数是2。用字母B表示运算规律：逢二进一，即：1 + 1 = 10。三、八进制数码为：。7；基数是8。用字母。表示运算规律：逢八进一，即：7 + 1
19、 = 10。八进制数的权展开式：D=kjX8，四、十六进制数码为：。9、AF；基数是16o用字母H来表示运算规律：逢十六进一，即：F + l = 10o十六进制数的权展开式：D=S/c/X16/13 不同数制间的转换一、二一十转换方法：将二进制数按权展开再相加，即可以转换为十进制数。方法一基数连除、连乘法将整数部分和小数部分分别进行转换。整数部分一基数连除取余；小数部分一基数连乘取整。采用基数连除、连乘法可将十进制数转换为任意的N进制数。三、二一十六转换将二进制数由小数点开始，整数部分向左，小数部分向右，每4位分成一组，不够4位补零，则每组二进制数便是一位十六进制数。四、十六一二转换方法：将每
20、位十六进制数用4位二进制数表示。五、八进制数与二进制数的转换二进制数与八进制数的相互转换，按照每3位二进制数对应于一位八进制数进行转换。六、十六进制数与十进制数的转换将十六进制数转换成十进制数时，按权展开再相加即可。将十进制数转换成十六进制数时，可先转换成二进制数，再将得到的二进制数转换成等值的 十六进制数 1.4 1.4 二进制算术运算一、二进制算术运算的特点二进制算术运算和十进制算术运算规则基本相同，区别是“逢二进一。二、反码、补码和补码运算原码最高位作为符号位,正数为0,负数为1.补码 最高位作为符号位,正数为0,负数为1 ,正数的补码和它的原码相同;负数的补码需先将 其原码数值逐位求反
21、，然后在最低位加1. 1.5 几种常用的编码我们常用的数字1、2、39、0通常有两大用途：表示大小：10000 （一万），8848米。表示编码：000213班，8341部队。用四位自然二进制码中的前十个码字来表示十进制数码，因各位的权值依次为8、4、2、1,故称8421 BCD码。2421码的权值依次为2、4、2、1；余3码由8421码加0011得到；格雷码是一种循环码，其特点是任何相邻的两个码字，仅有一位代码不同，其它位相同。常用BCD码十进制数8421 码余3码格雷码2421 码5211 码00000001100000000000010001010000010001000120010010
22、1001100100100300110110001000110101401000111011001000111501011000011110111000601101001010111001001701111010010011011100810001011110011101101910011100110111111111权842124215211美国标准信息交换码一ASCII码特点：是一种7位二进制代码，共有128种状态，分别代表128种字符。例：100 0001代表 A7.2教学单元二单元教学日期2017. 3.8单元教学目标第二章逻辑代数基础1 .介绍逻辑变量与逻辑函数。2 .讲解逻辑代数中
23、的与或非三种基本运算及常见复合运算。3 .列举逻辑函数的描述方法。4 .分析推导逻辑代数的基本公式和常用公式。5 .讲解逻辑代数的三个基本定律。单元教学内容（含重 点、难点）.逻辑代数的基本概念与运算。.单兀教学方法课堂讲授+课堂讨论。课堂讲授：从实际应用出发，让学生了解逻辑变量和逻辑函数，及 相关的逻辑关系。互动：请学生提出是否会有其它的逻辑的关系。理解1+1=1的含义。 课堂讨论：逻辑函数的描述方法中哪些方法更好用和实用？单兀作业安排P582. 2选两小题课后反思现代装修中客厅灯线路是如何设计的?两套开关和灯器件之间的逻辑关系是这样的？教学单兀的参考资料数字电子技术基础（第五版）：P19-
24、28数字电路逻辑设计（第二版）：P13-27数字系统原理与应用（第九版）：P40-72课前准备情况及其他 相关特殊要求数字逻辑代数公式中哪些与以前学过的逻辑公式含义相同，哪些不 同？教学过程：第二章逻辑代数基础 2.1 2.1 概述在数字电路中，主要研究的是电路的输入输出之间的逻辑关系，因此数字电路又称逻辑 电路，其研究工具是逻辑代数（布尔代数或开关代数）。逻辑变量：用字母表示，取值只有0和1。此时，。和1不再表示数量的大小，只代表两种 不同的状态。 2.2 逻辑代数中的三种基本运算一、与逻辑（与运算）与逻辑：仅当决定事件（Y）发生的所有条件（A, B, C,）均满足时，事件（Y）才能发 生。
25、表达式为：Y=ABC.与门的逻辑符号：A& YBY ABB）二、或逻辑（或运算）或逻辑：当决定事件（丫）发生的各种条件A, B, C,）中，只要有一个或多个条件具备， 事件（Y）就发生。表达式为：Y = A+B + C+真值表ABY000011101111逻辑表达式为：Y=A+B实现或逻辑的电路称为或门。 或门的逻辑符号：.B Y=A+B力工，B -三、非逻辑(非运算)非逻辑：指的是逻辑的否定。当决定事件(Y)发生的条件(A)满足时，事件不发生；条件 不满足，事件反而发生。表达式为：Y=A，真值表0 1 1 I 0实现非逻辑的电路称为非门。非门的逻辑符号：常用的逻辑运算1、与非运算：逻辑表达式
26、为：Y = (A B)By610111011_0By610111011_0真值表ABAB2、或非运算:逻辑表达式为：Y = (A+B)ABY001010100110真值表或非门的逻辑符号3、异或运算:逻辑表达式为：y = A5+A8=Ae)BA b 0 1 1B_01010110ABAB真值表异或门的逻辑符号A 0二 AA 1二 AAA =1A A=0异或逻辑的运算规则:00=001=11 0=111=04、同或运算:逻辑表达式为：Y = AB +AB=/QSABY001010100111真值表同或门的逻辑符号A 0 0=AA 0 1=AA 。 A =0A。A=1同或逻辑的运算规则:0 O 0
27、=10 0 1=01 O 0=01。1=15、与或非运算：逻辑表达式为：y = (ab + cd 23 逻辑代数的基本公式和常用公式 一、基本公式.常量之间的关系与运算：00 = 00-1 = 01-0 = 0 11 = 1或运算：0 + 0 = 00 + 1 = 11 + 0 = 11 + 1 = 1非运算：1=00=11 .基本公式A + 0 =A丛+ 1 = 10-1律：Al = A A0 = 0 lV.互补律：A + A=lAM =0重叠律：A + A = A A A = A还原律（双重否定律）（A） = A2 .基本定理交换律:AB = BAA + B = B + A(AB)C =
28、A(5C)(A + B) + C = A + (B + C)A(B + C) = AB + AC)A + BC = (A + B)(A + C)f(A-B) =A+B(A + B) =ABA(A +B) = ABAA + B) = AB(A + BA + B) = A结合律：分配律：反演律（摩根定律）：二、常用公式1. A + AB=A2. A + AB = A + BA +AB= A +B3. AB+AB = A4. A(A+B) = A5. AB+ AC+ BC= AB+ ACAB+ AC + BCD =AB+ AC冗余定律或多余项定理的其他形式(A + B)(A +C)(B + C) =
29、 (A + B)(A + C)(A + B)(A +C)(B + C +D) = (A + B)(A + C)6. A(AB) =ABA (AB) =A2.4逻辑代数的基本定理一、代入定理任何一个含有变量A的等式，如果将所有出现A的位置都用同一个逻辑函数代替，则等式 仍然成立。这个规则称为代入定理。二、反演定理对于任何一个逻辑表达式Y,如果将表达式中的所有“ ”换成“ +”换成“ ，“0，换成“1”，“1”换成“0”，原变量换成反变量，反变量换成原变量，那么所得到的表达式就 是函数Y的反函数/ (或称补函数)。这个规则称为反演定理。应用反演定理应注意两点：1、保持原来的运算优先顺序，即如果在原
30、函数表达式中，AB之间先运算，再和其它变量进 行运算，那么非函数的表达式中，仍然是AB之间先运算。2、不属于单个变量上的反号应保留不变。三、对偶定理对于任何一个逻辑表达式Y,如果将表达式中的所有“中换成“ +”换成“0”换成“1”，“1”换成“0”，而变量保持不变，则可得到的一个新的函数表达式Y)yd称为Y 的对偶式。对偶定理：如果两个逻辑式相等，则它们的对偶式也相等。利用对偶规则，可以使要证明及要记忆的公式数目减少一半。7.3教学单元三单元教学日期2017. 3. 13单元教学目标2-5逻辑函数及其表示方法单元教学内容(含重 点、难点).逻辑函数表示方法之间的转换；逻辑函数的两种标准形式；逻
31、辑函 数形式的变换单元教学方法课堂讲授+课堂讨论。课堂讲授：从实际应用出发，让学生了解逻辑函数的最小项表达式 的意义和表达方式。互动：请学生提出逻辑函数还有没有更简便的表达方式？课堂讨论：从逻辑函数到最小项表达式哪种变换方法最简单。单元作业安排P582. 6 2. 10各选两小题2. 9课后反思1 .逻辑函数的表达方式中哪些有唯一性？哪些没有唯一性？2 .逻辑函数形式变换主要用到哪些方法？教学单元的参考资料数字电子技术基础（第五版）：P29-38数字电路逻辑设计（第二版）：P28-31数字系统原理与应用（第九版）：73-82课前准备情况及其他 相关特殊要求数字电路和数学中的函数有什么区别？教学
32、过程： 2.5 逻辑函数及其表示方法一、逻辑函数如果以逻辑变量作为输入，以运算结果作为输出，当输入变量的取值确定之后，输出的 取值便随之而定。输出与输入之间的函数关系称为逻辑函数。Y=F（A,B,C,） 二、逻辑函数表示方法常用逻辑函数的表示方法有：逻辑真值表（真值表）、逻辑函数式（逻辑式或函数式）、 逻辑图、波形图、卡诺图及硬件描述语言。它们之间可以相互转换。真值表：将输入、输出的所启可能状态一一对应地列出。n个变量可以有2n个组合，一般按 二进制的顺序，输出与输入状态一一对应，列出所有可能的状态。逻辑函数式：把逻辑函数的输入、输出关系写成与、或、非等逻辑运算的组合式，即逻辑代 数式，又称为
33、逻辑函数式，通常采用“与或”的形式。逻辑图：把相应的逻辑关系用逻辑符号和连线表示出来。各种表示方法之间的相互转换1、真值表一逻辑函数式2、逻辑式一真值表3、逻辑式一逻辑图4、逻辑图一逻辑式方法:从输入端到输出端逐级写出每个图形符号对应的逻辑式，即得到对应的逻辑函数式.5、波形图一真值表二、逻辑函数的两种标准形式最小项:在n变量逻辑函数中，若m为包含n个因子的乘积项，而且这n个变量都以原 变量或反变量的形式在m中出现，且仅出现一次，则这个乘积项m称为该函数的一个标准 积项，通常称为最小项。3个变量A、B、C可组成8（23）个最小项：4个变量可组成16（24）个最小项，记作mO-ml5o最小项的性
34、质：任意一个最小项，只有一组变量取值使其值为lo任意两个不同的最小项的乘积必为Oo全部最小项的和必为lo具有相邻性的两个最小项可以合并，并消去一对因子。只有一个因子不同的两个最小项是具有相邻性的最小项。逻辑函数的最小项表达式：任何一个逻辑函数都可以表示成唯一的一组最小项之和， 称为标准与或表达式，也称为最小项表达式。对于不是最小项表达式的与或表达式，可利用公式A+A =1和A(B+C) = AB + AC 来配项展开成最小项表达式。如果列出了函数的真值表，则只要将函数值为1的那些最小项相加，便是函数的最小项表达 式。四、逻辑函数形式的变换根据逻辑表达式，可以画出相应的逻辑图，表达式的形式决定门
35、电路的个数和种类。在 用电子器件组成实际的逻辑电路时，由于选择不同逻辑功能类型的器件，因此需要将逻辑函 数式变换成相应的形式。1、最简与或表达式最简：首先是式中乘积项最少；乘积项中含的变量最少2、最简与非-与非表达式3、最简或与表达式4、最简或非或非表达式5、最简与或非表达式7.4 教学单元四教学重点、难点4单元教学日期2017. 3. 15单元教学目标2-6逻辑函数的公式化简法1 .介绍逻辑函数的最简形式及最简原则。2 .介绍逻辑函数公式化简的一些常用方法。2-7逻辑函数的卡诺图化简法1.介绍逻辑函数的卡诺图表示法。单元教学内容(含重 点、难点).逻辑函数的公式化简。单兀教学方法课堂讲授+课
36、堂讨论。课堂讲授：从实际应用出发，让学生了解逻辑函数公式法化简和卡 诺图化简的意义及方法。互动：请学生提出逻辑函数化简当变量增加后两种化简方法的优缺 点。课堂讨论：函数化简的结果是否一定就是我们认为最好的函数构 成形式。单元作业安排P582. 15选两个小题课后反思1.四个主要的公式是什么？7.5 学时安排47.课程实施57.1 教学单元一6教学单元二87.2 教学单元三13教学单元四 157.3 教学单元五17教学单元六197.4 教学单元七25教学单元八287.5 教学单元九35教学单元十367.6 教学单元H42教学单元十二477.7 教学单元十三51教学单元十四547.8 教学单元十五
37、58教学单元十六607.9 教学单元十七65教学单元十八707.10 教学单元十九712.卡诺图和公式法化简方法比较哪个更简单？教学单元的参考资料数字电子技术基础（第五版）：P39-41数字电路逻辑设计（第二版）：P32-33数字系统原理与应用（第九版）：P9193课前准备情况及其他1.为什么要讲解卡诺图法？相关特殊要求12.函数为什么要化简？化简的最终目的是什么？教学过程：2.6逻辑函数的化简方法一、公式化简法并项法：AB+AB =A吸收法：A + AB =A消项法：AB+AB + BC=AB+AB消因子法：A + AB = A + B配项法：A + A = A A + A = 1二、卡诺图
38、化简法逻辑函数的卡诺图表示法卡诺图的定义：将力变量的全部最小项各用一个小方块表示，并使具有逻辑相邻性的最小项在几何位置上相邻排列，得到的图形叫做刀变量最小项的卡诺图。逻辑相邻项：仅有一个变量不同其余变量均相同的两个最小项，称为逻辑相邻项。卡诺图的表示：下面我们根据逻辑函数变量数目的不同分别介绍一下：1、一变量全部最小项的卡诺图一变量Y=F （A）全部最小项：AAYxAoi卡诺图:卡诺图:I mo | mJ2、二变量全部最小项的卡诺图Y= F （A、 B）3、三变量全部最小项的卡诺图Y=F （A、B、C）4、四变量全部最小项的卡诺图Y= F （A、B、C、D）注意：在卡诺图中，左右、上下；每一行
39、的首尾；每一列的首尾；的最小项都是逻辑相邻的。用卡诺图表示逻辑函数：方法一：1、把已知逻辑函数式化为最小项之和形式。2、将函数式中包含的最小项在卡诺图对应的方格中填1,其余方格中填Oo方法二：根据函数式直接填卡诺图，每一个乘积项看，使乘积项为1对应方格填17.5教学单元五单元教学日期2017. 3. 20单元教学目标2-7逻辑函数的卡诺图化简法2.介绍逻辑函数的卡诺图表示法。2-8具有无关项的逻辑函数及其化简1 .介绍无关项的概念。2 .无关项在化简逻辑函数中的应用示例。单元教学内容（含重 点、难点）.卡诺图化简；具有无关项的卡诺图化简单兀教学方法课堂讲授+课堂讨论。课堂讲授：从实际应用出发，
40、让学生了无关项的意义，告诉学生无 关项如何参与化简。互动：请学生提出设计中含有几个无关项的实际应用。课堂讨论：无关项中哪些项可以参与化简，哪些项不需要参与化简单元作业安排P582.18 2.19 2.20 2.23 （各题选两个小题）.课后反思1 .在现实生活中还有哪些设计中会出现无关项？2 .无关项什么情况参与化简？教学单元的参考资料数字电子技术基础（第五版）：P42-53数字电路逻辑设计（第二版）：P34-50数字系统原理与应用（第九版）：102110课前准备情况及其他 举3-4个有无关项的现实设计。相关特殊要求教学过程：用卡诺图化简逻辑函数化简依据：逻辑相邻性的最小项可以合并，并消去因子
41、。化简规则：能够合并在一起的最小项是2 n个（画矩形圈）。如何最简：圈的数目越少越简；圈内的最小项越多越简。特别注意：卡诺图中所有的1都必须圈到，不能合并的1必须单独画圈。注意：卡诺图逻辑函数的化简结果可能不唯一。用卡诺图化简逻辑函数合并最小项的原则（1）任何两个（21个）相邻最小项，可以合并为一项，并消去一个变量。（2）任何4个（2?个）相邻的最小项，可以合并为一项，并消去2个变量。（3）任何8个（2?个）相邻最小项，可以合并为一项，并消去3个变量。利用 AB+AB =A2个最小项合并，消去1个变量；4个最小项合并，消去2个变量；8个最小项合并，消去3个变量； 2个最小项合并，消去个变量；卡
42、诺图化简法的步骤：画出变量的卡诺图；作出函数的卡诺图；画圈；写出最简与或表达式。画圈的原则：合并个数为2*圈尽可能大一-乘积项中含因子数最少；圈尽可能少-一乘积项个数最少；每个圈中至少有一个最小项仅被圈过一次，以免出现多余项。 2.7 具有无关项的逻辑函数化简约束项、任意项和逻辑函数式中的无关项约束项：当限制某些输入变量的取值不能出现时，用它们对应的最小项恒等于0来表示。任意项:在输入变量的某些取值下函数值是1还是0皆可，并不影响电路的功能。在这些变 量的取值下，其值等于1的那些最小项称为任意项。在卡诺图中用符号“（I）”、“ X ”或d”表示无关项。在化简函数时即可以认为它是1,也可以认为它
43、是0。逻辑函数化简小结逻辑函数的化简有公式法和图形法等。公式法是利用逻辑代数的公式、定理和规则来对逻辑 函数化简，这种方法适用于各种复杂的逻辑函数，但需要熟练地运用公式和定理，且具有一 定的运算技巧。图形法就是利用函数的卡诺图来对逻辑函数化简，这种方法简单直观，容易 掌握，但变量太多时卡诺图太复杂，图形法已不适用。在对逻辑函数化简时，充分利用无关 项可以得到十分简单的结果。. .7.6教学单元六单元教学日期2017. 3. 22单元教学目标3-1概述1 .介绍逻辑门电路的基本概念。2 .讲解高低电平的一般获取方法和正负逻辑的表示。3 .简单介绍集成电路的发展历史及现状。3-2半导体器件的开关特
44、性1 .讲解二极管开关特性。2 .讲解MOS管的开关特性单元教学内容（含重 点、难点）.半导体器件的开关特性单元教学方法课堂讲授+课堂讨论。课堂讲授：从实际应用出发，让学生了解逻辑门的硬件概念及作 用，特别是MOS的广泛应用的原因，了解MOS管的结构及特性。 互动：请学生提出逻辑门为什么不能用二极管设计，MOS管这样设 计的优缺点。课堂讨论：MOS的广泛应用的原因。单元作业安排课外练习2题课后反思1 .为什么二极管是开关管，却不能大规模集成？2 . TTL和CMOS电路谁的发展会更好？教学单兀的参考资料数字电子技术基础（第五版）：P66-79数字电路逻辑设计（第二版）：P87-93数字系统原理与应用（第九版）：408-411课前准备情况及其他 相关特殊要求1 .半导体的发展简史2 .半导体的发展趋势3 .开关管在数字电子技术中的应用教学过程:第三章门电路3.1 概述门电路是用以实现逻辑运算的电子电路，与已经讲过的逻辑运算相对应。常用的门电路 在逻辑功能上有与门、或门、非门、与非