例题:74LS系列门电路标准规定:低电平输入电流ILmax=-0.4mA高电平输入电流IH,max=20uA低电平输出电流IoL.max=8mA高电平输出电流IoH,max=-0.4mA试计算74LS系列反相器G1最多可驱动多少个同类门电路通过例题分析新课1、G输出为低电平时,可以计算门电路的0讲授驱动Ni个同类门;扇出系数,帮00助学生掌握计N1≤IoL/IL/=20算方法2、G输出为高电平时,可以LN0驱动N2个同类门;N2≤oH/Im=203、N=min(Ni,N2)=20G1驱动同类型门电路电路仿真软件演示,让学生四、使用电路仿真软件Multisim工具加深对TTL5分钟利用Multisim仿真74系列三极管反相器,分析各节点的使用逻辑电平值。反相器电路的理解思考:1、74系列TTL与非门的电路结构?拓展2、灌电流和拉电流的方向如何判断?开拓思维2分钟思考3、TTL反相器空载(输出端开路)时的输出电压是否还是3.6V左右?为什么?小结总结3分钟课程基本内容1、三极管工作在放大区、截止区和饱和区的条件分别是什么?三个区的工作特性各有何特点?2、为什么74系列TTL反相器的电压传输特性上有一个线性区?作业3、TTL反相器的输入端悬空时输入端电压Vi等于多少?这时输出是高电平还是低电平?4、教材154页习题3.1424
24 新课 讲授 例题:74LS 系列门电路标准规定: 低电平输入电流 IIL,max = -0.4mA 高电平输入电流 IIH,max = 20µA 低电平输出电流 IOL,max = 8mA 高电平输出电流 IOH,max = -0.4mA 试计算 74LS 系列反相器 G1 最多可驱动多少个同类门电 路 1、G1输出为低电平时,可以 驱动 N1个同类门; N1 ≤ IOL / |IIL| = 20 2、G1输出为高电平时,可以 驱动 N2个同类门; N2 ≤ |IOH| / IIH = 20 3、N=min(N1,N2)= 20 G1 驱动同类型门电路 通过例题分析 计算门电路的 扇出系数,帮 助学生掌握计 算方法 工具 使用 四、使用电路仿真软件 Multisim 利用 Multisim 仿真 74 系列三极管反相器,分析各节点的 逻辑电平值。 电路仿真软件 演示,让学生 加 深 对 TTL 反相器电路的 理解 5 分钟 拓展 思考 思考:1、74 系列 TTL 与非门的电路结构? 2、灌电流和拉电流的方向如何判断? 3、TTL 反相器空载(输出端开路)时的输出电压 是否还是 3.6V 左右?为什么? 开拓思维 2 分钟 小结 课程基本内容 总结 3 分钟 作业 1、三极管工作在放大区、截止区和饱和区的条件分别是什么?三个区的工作特性各有 何特点? 2、为什么 74 系列 TTL 反相器的电压传输特性上有一个线性区? 3、TTL 反相器的输入端悬空时输入端电压 Vi等于多少?这时输出是高电平还是低电 平? 4、教材 154 页习题 3.14
板书设计一、双极型三极管的结构四、TTL门电路的噪声容限意义?NPN型PNP型门电路级联时噪声容限的计算二、双极型三极管的输入输出特性五、TTL门电路的扇出系数输入特性:PN结、二极管电流类型及方向?输出特性:饱和(开关导通)扇出系数的计算截止(开关断开)放大(模拟放大电路)三、TTL反相器灌电流输入输出0.3V (0)3.6V (1)3.6V (1)0.3V (0)拉电流25
25 板 书 设 计 一、双极型三极管的结构 四、TTL 门电路的噪声容限 NPN 型 意义? PNP 型 门电路级联时噪声容限的计算 二、双极型三极管的输入输出特性 五、TTL 门电路的扇出系数 输入特性:PN 结、二极管 电流类型及方向? 输出特性:饱和(开关导通) 扇出系数的计算 截止(开关断开) 放大(模拟放大电路) 三、TTL 反相器 输入 输出 0.3V(0) 3.6V(1) 3.6V(1) 0.3V(0)
课题六、小规模组合电路的分析教学内容组合逻辑电路的特点、描述及小规模组合电路的分析方法教学对象计算机科学与技术专业大学二年级本科生1、了解组合逻辑电路的概念和特点认知2、掌握组合电路逻辑功能的描述方法目标3、了解电路规模的划分4、掌握小规模组合电路的分析方法本次课的教学设计应注重培养学生的基本逻辑思维能力和组合逻辑电教学目标能力路的分析能力,并能将所学知识应用到中、大规模组合逻辑电路的分析目标与逻辑电路的设计之中;能够看到问题的特性与本质,在实际问题、应用或现象的探索中促进对分析方法的理解。在掌握基本理论与电路分析方法的同时,激发学生浓厚的专业学习兴趣情感与学习探索精神,完善自身的逻辑思维,树立踏实的科学作风,不断培目标养自己严谨与创造性的思维方式。以培养学生的电路分析能力为宗旨,突出基础知识的掌握和核心知识的运用。综合运用启发式教学、讨论式教学和案例式教学等教学方法与手段,鼓励学生独立教学思想思考,深入分析,在了解组合逻辑电路特点和表示方法的前提下培养学生分析电路的能力。教学重点小规模组合电路的表示方式及分析方法教学难点组合电路逻辑功能的分析学生已具逻辑代数基础及门电路的相关知识备的知识1、采用启发、设问、讨论、案例教学等方式,突出对重点内容的讲述和难点的剖析教学方法2、精心设计例题,引导课堂思考,强化分析电路的能力与策略3、紧密联系现实生活中的逻辑电路实例4、布置课后思考题及作业,巩固相关知识教学资源多媒体课件、教学图片资源、教学视频资源、电路仿真软件、参考资料等《电子技术基础》(数字部分)(第四版),康华光主编,高等教育出版社《数字电路与逻辑设计》,魏书衡主编,人民邮电出版社参考资料《数字电路与逻辑设计》,张端主编,高等教育出版社《可编程逻辑器件设计》,黄均幕主编,复旦大学出版社26
26 课 题 六、小规模组合电路的分析 教学内容 组合逻辑电路的特点、描述及小规模组合电路的分析方法 教学对象 计算机科学与技术专业大学二年级本科生 教学目标 认知 目标 1、了解组合逻辑电路的概念和特点 2、掌握组合电路逻辑功能的描述方法 3、了解电路规模的划分 4、掌握小规模组合电路的分析方法 能力 目标 本次课的教学设计应注重培养学生的基本逻辑思维能力和组合逻辑电 路的分析能力,并能将所学知识应用到中、大规模组合逻辑电路的分析 与逻辑电路的设计之中;能够看到问题的特性与本质,在实际问题、应 用或现象的探索中促进对分析方法的理解。 情感 目标 在掌握基本理论与电路分析方法的同时,激发学生浓厚的专业学习兴趣 与学习探索精神,完善自身的逻辑思维,树立踏实的科学作风,不断培 养自己严谨与创造性的思维方式。 教学思想 以培养学生的电路分析能力为宗旨,突出基础知识的掌握和核心知识的运用。综 合运用启发式教学、讨论式教学和案例式教学等教学方法与手段,鼓励学生独立 思考,深入分析,在了解组合逻辑电路特点和表示方法的前提下培养学生分析电 路的能力。 教学重点 小规模组合电路的表示方式及分析方法 教学难点 组合电路逻辑功能的分析 学生已具 备的知识 逻辑代数基础及门电路的相关知识 教学方法 与策略 1、采用启发、设问、讨论、案例教学等方式,突出对重点内容的讲述和难点的 剖析 2、精心设计例题,引导课堂思考,强化分析电路的能力 3、紧密联系现实生活中的逻辑电路实例 4、布置课后思考题及作业,巩固相关知识 教学资源 多媒体课件、教学图片资源、教学视频资源、电路仿真软件、参考资料等 参考资料 《电子技术基础》(数字部分)(第四版),康华光主编,高等教育出版社 《数字电路与逻辑设计》,魏书衡主编,人民邮电出版社 《数字电路与逻辑设计》,张 端主编,高等教育出版社 《可编程逻辑器件设计》,黄均鼐主编,复旦大学出版社
教学安排教学时间教学方法教学活动环节分配集成电路集成电路(IC)就是在一块极小的硅单晶片上,利用半导体工艺制作上许多晶体二极管、三极管及电阻、电容等元件,并连接成完成特定电子技术功能的电子电路。从外观上看,它已成为一个不可分割的完整器件,在体积、重量、耗电、寿命、可靠性及电性能方面远远优于晶体管元件组成的电路。知识相关知识的延电子管一>晶体管一>集成电路一>超大规模集成电路一>3分钟延伸伸,师生讨论更大规模的集成电路……·.集成电路图片问题什么是数字集成电路?数字集成电路主要由哪些元器件提出问题,引3分钟引入构成?导学生思考一、组合电路的概念和特点根据逻辑功能的不同,数字电路可分为:组合逻辑电路(组合电路)&时序逻辑电路(时序电路)组合电路的特点结构特点:由逻辑门构成,不包含记忆单元引导学生思新课功能特点:任意时刻的输出仅仅取决于该时刻的输考:结构特点讲授一>功能特点4分钟入,与电路原来的状态无关(为什么会有结构特点一>功能特点(无记忆单元一>无法存储状态)这样的功能特a,汾点?)a,组合逻辑电路-anym组合电路框图27
27 教 学 安 排 教学 环节 教 学 活 动 教学方法 时间 分配 知识 延伸 集成电路 集成电路(IC)就是在一块极小的硅单晶片上,利用半导 体工艺制作上许多晶体二极管、三极管及电阻、电容等元 件,并连接成完成特定电子技术功能的电子电路。从外观 上看,它已成为一个不可分割的完整器件,在体积、重量、 耗电、寿命、可靠性及电性能方面远远优于晶体管元件组 成的电路。 电子管—>晶体管—>集成电路—>超大规模集成电路—> 更大规模的集成电路. 集成电路图片 相关知识的延 伸,师生讨论 3 分钟 问题 引入 什么是数字集成电路?数字集成电路主要由哪些元器件 构成? 提出问题,引 导学生思考 3 分钟 新课 讲授 一、组合电路的概念和特点 根据逻辑功能的不同,数字电路可分为: 组合逻辑电路(组合电路)& 时序逻辑电路(时序电路) 组合电路的特点 结构特点:由逻辑门构成,不包含记忆单元 功能特点:任意时刻的输出仅仅取决于该时刻的输 入,与电路原来的状态无关 结构特点—>功能特点(无记忆单元—>无法存储状态) 组合电路框图 引 导 学 生 思 考:结构特点 —>功能特点 (为什么会有 这样的功能特 点?) 4 分钟
用一组逻辑函数或向量函数的形式描述组合电路输出与输入之间的逻辑关系:引导学生理yi = f(aa,...an)解,启发学生yz=f(aa,.a,)Y =F(A)思考:Jm=fm(aa,..-an)思考:时序逻辑电路的特点和描述方式呢?二、集成电路的规模小规模(SSI):10-100个元件或1-10个逻辑门中规模(MSI):100-1000个元件或10-100个逻辑门讲授,让学生了解并掌握集大规模(LSI):103-105个元件或100-10000个逻辑门5分钟超大规模(VLSI):106-107个元件或10000个以上逻辑成电路按规模门大小分类的标准特大规模(ULSI):107-109个元件新课巨大规模(GSI):109以上个元件讲授三、小规模组合电路的分析所谓“分析”:对一个已知的逻辑电路,找出其输出与输入之间的逻辑关系,用逻辑函数描述它的工作,评定它的逻辑功能步骤:1、根据给定的逻辑电路图,写出逻辑表达式2、化简逻辑函数表达式课堂上逐步推3、根据化简以后的逻辑表达式列出真值表理分析,引导4、分析该电路所具有的逻辑功能学生归纳总结小规模组合电5、对电路进行评价或改进路分析的方法组合逻辑电路图一>逻辑表达式一>最简表达式一>真值表—>逻辑功能例题:1、分析右图所示电路的20分钟逻辑功能30128
28 新课 讲授 用一组逻辑函数或向量函数的形式描述组合电路输出与 输入之间的逻辑关系: 思考:时序逻辑电路的特点和描述方式呢? 引 导 学 生 理 解,启发学生 思考 二、集成电路的规模 小规模(SSI):10-100 个元件或 1-10 个逻辑门 中规模(MSI):100-1000 个元件或 10-100 个逻辑门 大规模(LSI):10 3-10 5个元件或 100-10000 个逻辑门 超大规模(VLSI):10 6-10 7 个元件或 10000 个以上逻辑 门 特大规模(ULSI):10 7-10 9个元件 巨大规模(GSI):10 9以上个元件 讲授,让学生 了解并掌握集 成电路按规模 大小分类的标 准 5 分钟 三、小规模组合电路的分析 所谓“分析”:对一个已知的逻辑电路,找出其输出与输 入之间的逻辑关系,用逻辑函数描述它的工作,评定它的 逻辑功能 步骤: 1、根据给定的逻辑电路图,写出逻辑表达式 2、化简逻辑函数表达式 3、根据化简以后的逻辑表达式列出真值表 4、分析该电路所具有的逻辑功能 5、对电路进行评价或改进 组合逻辑电路图—>逻辑表达式—>最简表达式 —>真值表—>逻辑功能 例题: 1、分析右图所示电路的 逻辑功能 课堂上逐步推 理分析,引导 学生归纳总结 小规模组合电 路分析的方法 20 分钟