电子教案《数字电子技术》 第一章（教案）第1章 逻辑代数基础.docx

《数字电子技术》教案 第1章 逻辑代数基础 课程章节 第1章 逻辑代数基础 课时分配 5 教学目标 1.理解数字电路的一些基本概念 2.领会数字电路中常用的数制表示与编码形式 3.掌握数字逻辑中的基本逻辑运算、逻辑函数表示方法及逻辑代数定律与规则 4.掌握逻辑函数的化简法 教学重点、难点 1.数字电路的特点 2.数制与编码 3.基本逻辑运算 4.逻辑函数的表示方法 5.逻辑代数的基本定律、规则 授课方式 课堂讲授，板书 教学内容 1.数字信号与数字电路 2.数制与编码 3.逻辑代数基础 4.逻辑函数 5.逻辑函数常见形式 教学过程 1.1数字信号与数字电路 1.1.1数字信号 1．数字信号的概念 数字信号是离散时间信号的数字化表示，通常可由模拟信号获得。 2．数字信号的特点 （1）抗干扰能力强。 （2）便于加密处理。 （3）便于存储和交换。 3．数字信号的应用领域 （1）广播领域。 （2）电视领域。 （3）通信领域。 1.1.2数字电路 1．数字电路的概念 指用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路。 2．数字电路的特点 （1）工作信号是二进制的数字信号，在时间上和数值上是离散的（不连续），反映在电路上是低电平和高电平两种状态（即0和1两个逻辑值）。 （2）数字电路研究的主要问题是电路的逻辑功能，即输入信号状态和输出信号状态之间的关系。 （3）数字电路对其组成元器件的精度要求不高，只要在工作时能够可靠地区分0和1两种状态即可。 3．数字电路的分类 （1）按集成程度的不同：小规模（SSI，每片数十器件）；中规模（MSI，每片数百器件）；大规模（LSI，每片数千器件）；超大规模（VLSI，每片器件数目大于1万）数字集成电路。 （2）按应用角度的不同：通用型电路和专用型电路。 （3）按所用器件制作工艺的不同：双极型（TTL型）电路和单极型（MOS型）电路。 （4）按照电路结构和工作原理的不同：组合逻辑电路和时序逻辑电路。 1.2数制与编码 1.2.1数制表示 1．十进制数的表示： 表示十进制数时，可以在数字的右下角标注10或D，对于任意一个十进制数，都可以按以下形式写出其按权展开式： 式中，——表示各个数字符号，为0～9这10个数码当中的一个； ——整数部分的位数； ——小数部分的位数。 2．二进制数的表示： 对于任意一个二进制数，都可按以下形式写出其按权展开式： 式中，——表示各个数字符号，为0或1； ——整数部分的位数； ——小数部分的位数。 3．二进制运算规则： 例1.2.1 求与的和。 解：将与按位相加，得到 例1.2.2 求与的乘积。 解：将与按位相乘，得到 4．其他进制数的表示： （1）八进制的基数是8，采用的数码是0，1，2，3，4，5，6，7；八进制计数规则是低位向高位“逢八进一”；“权”是以8为底的连续整数幂，从右向左递增。由于八进制数码和十进制前8个数码相同，为便于区分，通常在八进制数的右下角标记8或者字母O。例如，就是一个八进制数。 （2）十六进制数基数为16，采用的数码是0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F。其中A，B，C，D，E，F分别表示十进制数字10，11，12，13，14，15；十六进制计数规则是低位向高位“逢十六进一”；“权”是以16为底的连续整数幂，从右向左递增。为便于区分，通常在十六进制数右下角标注16或数字后面接H。例如，就是十六进制数。 一般来说，对于任意的r进制数，都有r个数码符号；计数规则为“逢r进一”；“权”是以r为底的连续整数幂，从右向左递增，都可按以下形式写出其按权展开式 式中，——表示各个数字符号，为r个数码当中的一个； ——整数部分的位数； ——小数部分的位数。 1.2.2数制转换 1．其他进制数转换为十进制数： 例1.2.3 将转换为对应的十进制数。 解：首先将写成二进制按权展开式的形式，然后累加可得到 例1.2.4 将转换为对应的十进制数。 解：首先将写成十六进制按权展开式的形式，累加可得到 2．十进制数转换为二进制数： 十进制数转换成二进制数时，需将待转的十进制数分成整数部分和小数部分，整数部分和小数部分分别转换。整数部分采用“除二取余法”，即用十进制数整数部分除以2，取余数“1”或“0”作为相应二进制数的最低位，把得到的商再除以2，取余数作为二进制数的次低位，依次类推，直到商为0，所得余数为最高位。小数部分采用“乘二取整法”，即用十进制数小数部分乘以2，取其整数“1”或“0”作为二进制小数的最高位，然后将乘积的小数部分再乘以2，并再次取整