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1、【精品】数字电子技术试讲教案定稿数字电子技术教案 授课专业：应用电子技术 课题组合逻辑电路的分析与设计课型新授目的要求知 识目 标1、了解组合逻辑电路的基本特点2、熟悉组合逻辑电路的分析步骤3、熟悉组合逻辑电路的设计步骤能 力要 求1、熟悉基本门电路的逻辑功能，能正确选择适合的元件2、能够进行组合逻辑电路的分析与设计3、能够查阅电子器件手册和在网上查询电子器件有关资料思 想 教 育结合组合逻辑电路要求培养学生的系统观念、工程观念、科技进步观念和创新观念，突出综合工程能力的培养重 点 难 点 分 析重点：组合逻辑电路分析过程中，通过真值表判断逻辑功能难点：组合逻辑电路设计过程中，综合运用基础逻辑
2、门电路知识，实现实际问题到数字电路问题的转化教学方法案例教学 分组讨论教学 讲授法参考书目数字电子技术基础 杨志忠主编 高等教育出版社组 织 教 学时间系班级缺 课 学 生 名 单教 学 内 容 及 步 骤第4章 组合逻辑电路4.1 组合逻辑电路的分析与设计新课导入：（思考题)有一个火灾报警系统，设有烟感、温感和紫外光感3种不同的火灾探测器。为了防止产生误报警，只有当其中两种或者三种探测器发出火灾探测信号时，报警系统才发出报警信号，我们是否可以使用基本逻辑门电路实现这个报警系统？教学内容：第4章第1节组合逻辑电路的分析与设计4。1.1 概述数字电路按逻辑功能和电路结构的不同特点来划分，可分为两
3、类:组合逻辑电路和时序逻辑电路。在任何时刻,输出状态只决定于该时刻各输入状态的组合，而与电路以前的状态无关的逻辑电路称为组合逻辑电路。图411 组合逻辑电路示意框图在电路结构上，组合逻辑电路主要由门电路组成，没有记忆电路,只有从输入到输出的通路，没有从输出到输入的回路。组合逻辑电路的功能除可用逻辑函数式来描述外，还可用真值表、卡诺图和逻辑图等方法进行描述。本节课主要讨论组合逻辑电路的分析和设计方法，教学方式采用案例教学法、分组讨论法、讲述法等。4。1.2 组合逻辑电路的分析和设计一、 组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的分析主要是根据给定的逻辑电路写出输出逻辑函数式和真值表,并分析出电路的逻辑功能
4、.组合逻辑电路的一般分析步骤如下。1、 基本分析步骤（1)根据给定的逻辑电路写出输出逻辑函数表达式。一般从输入端到输出端逐级写出各级输出对输入变量的逻辑表达式，最后便得到所分析组合逻辑电路的输出逻辑函数式。必要时，可用卡诺图法或代数法进行化简,求出最简逻辑函数式。（2）根据逻辑函数式列出真值表将输入变量的状态以自然二进制数的各种取值组合代入输出逻辑函数式进行计算，求出相应的函数值，并与输入一一对应地列出真值表。（3)根据真值表或化简的逻辑函数式说明电路的逻辑功能根据逻辑函数式或真值表的特点用简明的语言说明组合逻辑电路的逻辑功能。2、任务分析举例任务一：分析图4-1-2所示电路的逻辑功能图41-
5、2 任务一逻辑图解：(1)根据逻辑电路写出输出逻辑函数表达式.由图可得： 由此可得电路的输出逻辑函数表达式为 (2） 根据逻辑函数式列出真值表。将输入变量、的各种取值组合(通常按自然二进制数递增顺序排列）代入上式中进行计算，求出对应的输出值.由此可列出表41-1所示的真值表.表41-1 任务一真值表A BY0 00 11 01 10110(3） 根据真值表说明电路的功能。由真值表可看出：当、输入的状态不同时，输出；当、输入的状态相同时，输出。因此，所示逻辑电路具有异或功能,为异或门。任务二：分析图4-13所示电路的逻辑功能。图4-13 任务二逻辑图解：（1）写出输出逻辑函数式由此可得所示电路的
6、输出逻辑函数表达式为 （2) 根据逻辑函数式列出真值表表412 任务二真值表 A B C D 0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 0 1 1 0 11 1 1 01 1 1 11 11 0 1 01 10 10 00 00 10 10 00 0 0 11 11 01 01 1 1001011001101001（3） 通过分析真值表可知：在A、B、C、D 4个输入信号中，输入1的个数为偶数时，输出为 1，否则输出为 0。因此,电路为四位偶校验器（判偶电路
7、）。二、组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计是根据给定的实际逻辑问题,求出能实现这一逻辑要求的最简逻辑电路。设计的组合逻辑电路可用集成逻辑门电路来实现，也可用中规模集成组合逻辑电路实现。组合逻辑电路的一般设计步骤如下。1、基本设计步骤(1）分析设计要求，列出真值表根据题意确定输入变量和输出逻辑函数，并给予逻辑赋值，而后再将输入变量以二进制数的各种取值组合排列，并根据输出函数和输入变量之间的对应关系列出真值表。(2）根据真值表写出输出逻辑函数将真值表中输出逻辑函数值为1所对应的各个最小项进行逻辑加，便得到逻辑函数表达式。如将真值表中输出逻辑函数为0所对应的各个最小项进行逻辑加，则得到的为输出逻辑
8、函数的反函数。(3）将输出逻辑函数进行化简通常用卡诺图法或代数法对逻辑函数进行化简。（4）根据最简逻辑函数表达式画逻辑图可根据最简输出逻辑函数表达式(通常为与或表达式)直接画逻辑图，也可根据要求将输出逻辑函数式变换为与非表达式、或非表达式、与或非表达式或其他表达式后，再画逻辑图.2、 设计举例任务三：在三个阀门中，有两个或三个阀门开通时,才能输出正常工作信号；否则输出信号不正常,试设计一个能输出正常信号的逻辑电路。解：（1）分析设计要求,列出真值表。由题意可知，该电路有三个输入端，一个输出端.设三个阀门为 A、B、C ，其开通时取值为状态 1，关闭时取值为状态 0;输出为 Y ，发出正常工作信
9、号时为 1 ，否则为 0 。由此得真值表如下： 表4-1-3 任务三真值表输入输出A B C Y0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1 00010111（2）根据真值表写出输出逻辑函数表达式 将输出逻辑函数进行化简。用卡诺图进行化简，由该图可得 图4-14 任务三卡诺图 （3）画逻辑图。举例与非门实现。在此引导学生思考多种方案解决问题，除了用与非门还可以使用与或非门、或非门等实现相同的逻辑功能.图4-1-5 用与非门实现的逻辑图 任务四：将个输入信号转换成位二进制代码输出的逻辑电路，称为二进制编码器。设计一个能将8个输入信号编成二进制代码输出的编码器。
10、用与非门实现。解：(1）分析设计要求，列出功能表。由题意可知,该编码器有8个输入信号，分别是，有编码请求时，输入信号用1表示，没有时为0。根据可求得输出，为3位二进制代码，分别用表示。由此可列出功能表。 表4-1-4 8线-3线编码器的功能表输 入 输 出 1 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 00 0 1 0 0 0 0 00 0 0 1 0 0 0 00 0 0 0 1 0 0 00 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 0 1 00 0 0 0 0 0 0 10 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1 （2）根据功能表写出
11、输出逻辑函数表达式。由编码表可知，在8个输入编码信号中，在同一时刻只能对一个请求编码的信号进行编码,否则输出二进制代码会发生混乱，也就是说，这8个编码信号是相互排斥的。因此,输出函数为其值为1对应输入变量(指请求编码信号取值为1的变量）进行逻辑加，即 要求用与非门实现，变换为与非表达式： （3）画逻辑图。根据上式可画出所示二进制编码器。应当指出，当都为0时，输出，所以输入线可以不画出。图4-16 任务四3位二进制编码器逻辑图 任务五:设计一个3位二进制代码译码器。解:（1）分析设计要求，列出功能表。设输入3位二进制代码为、.共有种不同组合.因此，它有8个输出端，用表示,输出高电平1有效。由此可列出功能表。 表415 3线-8线译码器的功能表输入输出 0 0 00 0 10 1 00 1
