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1、教学设计方案姓名郝广涛职称讲师课程名称VHDL语言与FPGA课程性质专业核心选修课程教材EDA技术实用教程VHDL版（第五版）潘松等 科学出版社教学班级自动化15教材章节第3.3节 4选1多路选择器及其VHDL描述授课时间2017.10.18第1节教学基本内容一、复习上节课内容（2分钟） 1.复习2选1多路选择器的基本结构。（0.5分钟）2.复习2选1多路选择器的基本功能。（0.5分钟）3.复习2选1多路选择器的VHDL描述。（1分钟）二、引入新课（2分钟） 1. 4选1多路选择器的基本结构介绍，包括输入端口，输出端口，通道选择控制信号。（1分钟） 2. 4选1多路选择器与2选1多路选择器结构
2、相同点、异同点，包括：（1）相同点。（0.5分钟）（2）异同点。（0.5分钟）三、讲授新课（26分钟） 1. 根据4选1多路选择器的基本结构，讲授其基本功能：通道选择控制信号的4种组合对应的输出。（2分钟） 2. 讲授4选1多路选择器基本功能的VHDL描述，即CASE语句。包括：（1）CASE结构。（4分钟）（2）“WHEN=”语句的含义。（2分钟）（3）“WHEN OTHERS=”语句的含义。（2分钟）（4）“NULL”的含义。（1分钟）（5）其它注意事项。（2分钟） 3. 讲授4选1多路选择器VHDL的整体程序结构，包括：（1）引用库部分，包括：a.程序包“USE IEEE.STD_LOG
3、IC_1164.ALL”的含义。（1分钟）b. “SDT_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0) ”含义。（2分钟）c. “STD_LOGIC_VECTOR(0 TO 1)”的含义。（1分钟）（2）实体部分PORT端口定义。（1分钟）（3）结构体部分。包括：a.信号定义方式、数据对象和数据类型的知识。（2分钟）b.并置操作符的符号、举例说明。（4分钟）c. CASE结构属于顺序语句，执行过程。（2分钟）四、学生练习（12分钟） 1. 在QUARTUS II 软件上，使用CASE语句实现4选1多路选择器的功能。（8分钟） 2. 在QUARTUS II 软件上，使用IF-ELSE结构实现
4、4选1多路选择器的功能。（4分钟）五、总结与布置作业（3分钟） 1总结本节课主要内容。（2分钟） 2. 布置作业。（1分钟）教学目标1. 掌握4选1多路选择器的基本结构。2. 掌握4选1多路选择器的基本功能。3. 掌握4选1多路选择器的VHDL描述，主要包含：（1） CASE语句。（2） IEEE库标准逻辑位与矢量。（3） 信号。（4） 并置操作符。教学，重点和难点一、教学重点：1. 4选1多路选择器的基本结构、功能原理。2. 4选1多路选择器功能的CASE语句编程方法。二、教学难点：1. 4选1多路选择器的CASE语句编程方法。学情分析自动化15班学生为大三学生，已经学习过C语言、MATLA
5、B等编程语言，学习了数字电路、单片机等专业课，已经掌握软件、硬件及其结合的一些基本知识。本课程是利用纯VHDL软件语言来设计电路，该电路能够应用到实际，具有与硬件结合的特点。自动化15班的学生共有31人，男生21人，女生10人。通过前一段时间的学习，大部分同学对于本课程有了基本的了解，能够接受这种以软件设计硬件的学习模式，但仍有一部分同学对于VHDL编程语言感到陌生，不能掌握其基本语法，对于由VHDL语言设计形成的电路心理上不能接受，动手编写程序、编译、仿真的功底较薄弱。对此，在学习本节课时，采用以下步骤：1. 复习与本节课内容相关的上节课知识，重复以前的设计流程，以引导学生尽快进入学习新课的
6、环境。2. 对VHDL程序进行重点讲授，细化每一条代码。3. 结合VHDL程序，讲解对应电路功能原理。教学方法与教学模式 依据课堂教学顺序，依次采用如下的教学方法和教学模式：1. 复习回顾法：根据本堂课所要学习的4选1多路选择器的基本结构和原理，选择与其具有相似结构和原理的第3.1节2选1多路选择器进行回顾，使学生巩固旧知识的同时，为新知识的学习做铺垫。2. 演示讲解法。根据PPT上4选1多路选择器的基本结构，讲解其基本功能原理。 3. 实际编程序演示讲解法。根据4选1多路选择器的功能，使用QUARTUS II软件进行实际编程序讲解其每一条语句的含义。4. 学生上机操作练习法。利用机房中的电脑
7、，和学生的笔记本电脑，按步骤的指导学生在QUARTUS II软件平台上使用VHDL编程实现4选1多路选择器的功能。5. 练习讨论法。在学生上机操作过程中，让学生充分的练习并能够师生、学生之间相互讨论。6. 总结提高法。经过理论学习和上机实践，总结本节课的关键知识点、注意事项以及两种实现4选1多路选择器的异同点。教学过程设计1. 复习回顾，以提问和引导的方式引入新课；2. 利用多媒体展示4选1多路选择器的基本结构和功能特点；3. 通过板书和多媒体实现4选1多路选择器的VHDL功能描述；在重点部采用板书，学过部分采用多媒体展示。4. 采用上机、有步骤的形式教授试下实现学上学习生使用VHDL编程序实现4选1多路选择器的功能实现。5. 练习使用多种方法编程实现4选1多路选择器的VHDL描述，讲评各个特点。6. 小结，并布置作业。作业与考核一、作业1. 采用WHEN-ELSE方法实现4选1多路选择器的功能描述。二、考核1. 课堂上被提问的同学，答对问题在“课堂表现成绩”中为“优秀”；答错和没有被提问的同学都为“中等”。2. 在课堂实际编程中，独立完成练习题在“课堂表现成绩”中为“优秀”，其它按情况给予“良好”和“中等”。其他说明1. 在“教学基本内容”栏目中，所设计的时间安排跟实际可能存在误差，总误差控制在1分钟内。
