《电子技术基础》数字电路教案教程(张兴龙主编教材).doc

|学 生 情 况 分 析该门课程所授对象是电子 20 和电子 22 班，两个班的学生都接近 50人，均为二年一期学生。该批学生已经学习了电子技术基础的模拟电路的大部分，对专业都有了较为全面的了解，对专业课的学习方法都有一定的掌握，并学习过电工基础课程且有部分同学通过了电工证的考试，还学习过电子技能训练，掌握了基本工具的使用，具备一定的制作能力并有浓厚的兴趣。他们都还处于入门期，对知识的渴望较高，对专业课的反映很好。这些都是有利的方面。不利的方面也是有的，诸如存在学生之间发展不平衡：有的课外参加过制作培训，甚至有少部分同学对电视机维修都有较好的掌握，而有同学对起码的制作还没入门，更有甚者有学生还不会使用万用表。还存在班级发展不平衡：由于电子 20 班与电子 22 班在以前的授课中专业老师不一样，各任课教师的侧重点也各不相同，使得班级之间有各方面的差异。随着电子技术基础一年二期的学习，有部分同学产生了畏难情绪，失去了学习兴趣。这两个班都有少部分同学是从电子 23 班转入的，在学生不平衡方面就尤为明显。当然，教学过程本身就是要针对学生的不同状况做出相应的布置，让学生能学有所获。在对教材处理上，在教学方法上，在教学辅导等等各教学环节上都要有针对性的去解决问题，达到建立学生的学习兴趣，构成学生的知识个性。使学生能成为社会的中等技术工人，并具备后绪发展能力。|教 材 分 析该课程选用的由张龙兴主编的电子技术基础，由高等教育出版社出版，是教育部规划教材。全书分两篇，第一篇模拟电路基础，第二篇数字电路基础。第一篇学生已经在一年二期学习了大部分内容，只有集成运放一节没有学习。第二篇数字电路包括逻辑门电路、数字逻辑基础、组合逻辑电路、集成触发器、时序逻辑电路、脉冲的产生和整形电路、数模和模数转换、智能化电子系统简介八个章节。在教学中不可能面面具到，就需要适度的对教材进行处理，只能以部分为重点，根据学生的实际情况和教材内容，在教学中侧重于逻辑门电路（8 课时）、数字逻辑基础（10 课时）、组合逻辑电路的教学（14 课时）、集成触发器（16 课时）、时序逻辑电路（16 课时）；对脉冲波形的产生和整形电路让学生了解性掌握（4 课时）。对于智能化电子系统简介、数模和模数转换章节由于内容太深，太抽象学生不易掌握，不予讲解，但在大学阶段又有较多的应用，故就鼓励学生进行自学，对于不懂的内容个别辅导。所授内容共 68 课时（共需 17 周），由于时间限制，对其他相关内容只能利用课余时间进行辅导以扩宽学生的知识面。故要求学生能利用课余时间去阅读相关资料，来达到学以至用的目的。电子技术基础虽然是一门基础课，但他的应用还是相当广泛的，故在教学中也应该认识到这一点，以指导学生利用所学知识灵活运用。 |教 学 措 施在教学中要以设计或者小制作来推动学生的学习，达到建立学生学习兴趣，构造学生知识个性化的目的。本期以数字钟的设计为主线，辅导学生在课外完成设计产品的制作，以此让学生在课外广泛的阅读资料，并培养学生英文资料的阅读能力。在教学中对相应内容进行强调，联系并布置适量的任务来达到预期的效果。 （教学设计）在教学中，要根据不同的课程，用不同的方式去教学。在教学过程中，要尽量的引入一些新的信息，让学生产生兴趣，并掌握一些手段。根据电子技术基础的特点，我将尽量的用 EWB 做一些实验演示，让学生看到波形的产生过程，变换过程，也让学生能够掌握一些电子专业软件的使用。并能用 PROTEL99 制作一些电路让学生在课外去做。以推动学生的纵向和横向发展。对于各章节练习要辅导学生弄懂，让学生觉得实在学懂了，才会保持较为浓厚的学习兴趣，并强调各章节的学习指导对学习的作用，让学生能真实的感受到进步的存在。 （教学方式）在教学中，要根据不同的学生提出的不同要求去调整教学方法，去改正教学方式，去完成教学辅导。要针对学生的实际情况布置学习任务。不能用一个模式去要求每一个学生，不能用同样的一道题目去要求每一个学生。应该让学生有选择性的去做自己能做的，当然要对学生有一定的辅导，不能让学生失去信心，要让学生饱有热情。要让他们看到成长的希望。要用适合于学生的方式去教学生，要用学生能接受的问题去问学生，要用学生的思想去影响学生。教育和教学都要体现学生的主体地位，要让学生主|导自己的发展，教师只起辅导和监督作用。总之要用适合于学生的教育去教育学生。 （教学思想）教 学 计 划第八章 逻辑门电路 - 8 课时第九章 数字逻辑基础 - 10 课时第十章 组合逻辑电路 - 12 课时其中应用扩展（译码器） - （2 课时）第十一章 集成触发器 - 16 课时其中应用扩展（D 触发器） - （4 课时）第十二章 时序逻辑电路 - 14 课时其中应用扩展（进制应用） - （2 课时）第十三章 脉冲小型产生和整形电路- 4 课时总授课 64 课时，每周 4 课时共 16 周第十四章 数 /模和模 /数转换器 - 课外辅导第十五章 智能化电子系统简介 - 课外辅导二进制计数器的工作波形 - EWB 演示十进制计数器的工作波形 - EWB 演示555 集成定时器 - PROTEL 图示|“不用编程的数字钟”的制作与分析 - 课外辅导要达到预期效果，要利用晚自习集中辅导，对典型的问题要提出来讨论。第一讲 第 1、2 课时 第一节 数字电路特点教学目的： 1、让学生对该科产生浓厚的兴趣2、培养学生的学习个性，建立起学生的发展方向3、指导好该科目的学习重点与学习方法教学重点： 如何去学习数字电路及二极管的开关特性教学难点： 让学生产生学习兴趣教学方法： 讲授法，讨论法教学时间： 2 课时教学过程：要教好这门课程，就必需要让学生产生浓厚的学习兴趣，要达到这一目的光说说是不行的，要让学生知道在生活中的应用，相信数字电路学起来简单，并提供一些切实可行的学习方法，适当提出一些合理化要求。并就该课程的教法说与同学听，听取学生的意见，争取能用学生喜欢的方式去教育学生，为了学生的一切出发，达到教好这门课程的目的，让学生学有所获。 （学生需求分析调查，以调整教学定位）一、基础分析：通过一年的学习，大家已经到了二年级了，有了一定的专业基础，例如电工基础，数学基础，电子基础，识图基础，具备了一定的自我分析能力，能够做好一些简单的制作。通过电子技术基础的一学期的学期，有部分同学建立起了学习兴趣，达到了一定的水平，但也有一部分同学还没有较好的入门。（引入学生情况分析）二、学科分析：该学科他可以独成一体，学习起来与以前的专业知识联系不大，与数学关系不密切。应用相当广泛。在我们生活的方方面面都有应用， 20 世纪 90 年代开始，整个社会进入数字化、信息化、知识化时代，数字技术与国民经济和社会生活的关系日益密切。|计算机、计算机网络、通信、电视及音像传媒、自动控制、医疗、测量等无一不纳入数字技术并获得较大技术进步。例：Internet 、程控电话、移动通信、可视电话、会议电视、数字电视、数字相机、VCD 、DVD、交通灯、广告牌等等。要求有一定的想象力，要有严谨的思维习惯。要求同学们要建立起信心，做好准备来学好该科目。讨论：如何来学习这门专业课，对老师有哪些要求？ （将结果写好分析表附后页）三、数字电路的特点及分析方法数字通信系统：抗干扰能力强，保密性好，容量大； （例如手机）数字化测量： 精度高，功能完备，具有数控测试功能：（例如数字示波器） 数字设备：精度高、功能完备、智能化。 （扩展讲数字电视和数码照相机）计算机： 最具代表性的数字系统，具有极强的信息处理和控制能力。 要从生活应用出发来讲数字电路的应用，为了发掘学生的学习积极性，让学生例兴数字电路在生活产品中的应用。作用：提高学生的学习兴趣，提升学生的欣赏品位，扩宽学生视野。四、数字电路学习资料来源 （以提高学生的学习兴趣，扩宽知识面）1、电子技术基础不同版本教材 （例如康华光主编）2、555 集成电路应用手册3、电子报4、网络资料 （部分参考网址）http:/www.mcustudy.com/new/%CA%FD%D7%D6%B5%E7%C2%B7%BC%B0%C6%E4%D3%A6%D3%C31.htm 数字电路及其应用于（1.htm 可以改为 2.htm 或者改为 3.htm）共有 22 种http:/guestbook.nease.net/read.php?owner=gumu&page=4&commentID=1033035082数字电路基础知识自测是非判断题及其他内容http:/guestbook.nease.net/read.php?owner=gumu&page=4&commentID=1033034981数字集成电路四个基本引脚识图方法（也就是上一个网址的上一个主题）http:/asp.6to23.com/hnmcu/SZDL/XUESEN/2/251/j.htm 代数法化简逻辑函数http:/asp.6to23.com/hnmcu/SZDL/XUESEN/2/251/k.htm 用卡诺图法将逻辑函数|http:/www.dlcq.net/printpage.asp?ArticleID=101 数字电路基础（课件）http:/www.wljy.sdu.edu.cn/jytd/test2003-1/jsj/szdl/szdl.htm山东大学网络教育学院数字电路基础模拟题http:/www.cetinet.com 电子技术信息网五、晶体管的开关特性对应教材内容，由于学生对模拟电路较为熟悉，不按书本内容来讲，只点明核心内容。1、二极管的开关特性（将二极管看成理想二极管，没有 0.7V 导通压降）就是二极管的单向导电性的一种提法。（教法：先让学生自己看 5 分钟，让他们自己产生一种熟悉的印象，对学生自己思考出的答案要有效得多。）2、二极管开关的应用对于串联型上限幅电路实际上就是一个整流电路。（教法：引导学生思考，若将VD 反过来接于电路当中，输入波形不变，则输出波形会变成什么样？）原因：有利于培养学生的自我分析能力，并能扩宽学生的知识面。以往在教学过程中就遇到过有学生出现死记的现象，对知识不能灵活运用。让学生根据提示，自己总结出答案，以加深学习印象，并能提高学生的学习积极性。并提出名词：限幅电平（要求了解）。思考：是不是串联型只能完成上限幅呢？（不是，如将二极管反接就构成了下限幅）。提问：何谓上限幅？（极为简单的问题。目的：有针对性的提高一些差生的积极性，以调动全班同学的学习兴趣）；对于并联下限幅型与串联上限分析思路与串联型相似，不用讲解法来讲，而让学生自己先看书再讨论来达到较好的学习目的。P147 图 8-3 （ 讨论 ：你认为并联限幅中还有哪几种可能来达到限幅的目的，在输入波形不变的情况下输出波形是什么样？并画出相应的电路。 根据学生情况看是否要提示 ：就是将 VD和 VG 的其中一个或二个改变方向。） 根据学生的结果进行总结，并进行完善和点评。（图示略。请同学们在课余整理笔记）教材所示在正电源电平+V G以下的下限幅； 如果把 VG反过来接，VD 不变，则成为了负电源电平-V G以下的下限幅； 如果把图 8-3 的 VD 反过来接，V G不变，则成为了正电源电平+V G以上的上限幅； 如果把 VG和 VD 都反过来接，则成为了负电源电平-V G以上的上限幅；总结：如何理解上限幅与下限幅（对并联限幅而言）。当二极管负极向上时就是下限幅，反之就是上限幅。如何理解限幅电平，V G是多少就是多少电平限幅。（扩展：实际上串联限幅中就是 VG为零的零限幅，同样在并联限幅中也可以是 VG为零。）|对于箝位电路由于应用场所不是很多，学生不易掌握，故该内容只是简单的提一下，使得基础好的学生能够掌握。在这里要强调不要求所有学生都学好，以后用得也不是很多，以减少学生的学习压力，以免学生失去信心。P147 图 8-43、三极管的开关特性让学生先熟悉以前所学的内容 P14-15。对于开关特性不做分析，直接从模拟电路过渡到数字电路的结论：三极管饱和导通状态相当于开关的接通状态；三极管的截止状态相当于开路状态。（用三极管的集电极电流来说明） 了解性内容：三极管相当于一个由基极控制的无触点开关，三极管饱和导通是需要时间的，同样从饱和到截止也是需要时间的，这就是开通时间与关闭时间。4、晶体管的反相器用学生熟悉的话来点穿，就是三极管的集电极与基极的信号反相位（倒相）。因为三极管就具有取反功能，基极为高则集电极为低，反之，基极为低时集电极为高。（用图 8-6 的波形来说明）5、加速电容只是要求学生了解，这是集成电路的工艺要求，将原理简单说明即可。就是利用了电容的通交隔直的特性，在三极管在数字电路的应用中都是工作在开关状态，故可以用直流电来代替分析。 P151 图 8-7小结：该堂课的主要目的是培养学生的学习积极性，并指导学生如何学好数字电路，针对学生的实际情况，做出分析，以利于该科目能够让学生真正学到些东西。并以二极管的开关特性为重点，以三极管的开关特性为辅来让学生初步认识了数字电路。知识宜浅不宜深，以培养学生的学习积极性。作业：1、 你用过哪些数字电路产品，请列出 3 到 10 个较为典型的例子。并就其中的一二个产品说明他的功能及优点和缺点。2、 你认为的数字电路该如何学？3、 画出一个 555 集成电路的应用图。（不得抄袭教材上内容）|课后练习：1、P 167 练习八的 T8-1、8-2、8-32、预习第三节的前二页内容。第二讲 第 3、4 课时 第三节 逻辑门电路 （之一）教学目的： 1、让学生掌握门电路的基本类型2、培养学生的观察和分析能力教学重点： 门电路的逻辑关系教学难点： 各门电路的逻辑关系与逻辑表式与真值表的联系教学方法： 讲授法教学时间： 2 课时教学过程： 观察周围事物，提出现象：（培养学生的观察能力）教室前门锁若有两把，怎样锁才能保证每来一个有其中一把钥匙人都能把门打开？（思考）怎样锁才能保证只有两人同时用钥匙才都能把门打开？（思考）答案略对生活进行与专业进行联系提问：（培养学生的分析能力）在电子学中有哪个专业知识有类似作用？串联和并联任务 1：在生活中还有哪些现象符合上述现象（课外完成） 根据生活中的一些量用逻辑电平来表达，提出正逻辑与负逻辑。为了不加重学生的学习负担，由于在学习中少用到负逻辑故不要求学生掌握负逻辑。8.3.1 与门电路|一、与逻辑关系当一件事情的几个条件全部具备之后，这件事情才能发生，否则不发生。这样的因果关系称为与逻辑关系。举例说明:以开锁为例和书上的开关串联为例。让学生联系生活说明有哪些常见的与逻辑。（讨论）二、与门电路1、电路图 电路如右图 8-9 所示 图 8-9 二 极 管 与 门 电 路 2、真值表表 83 与门真值表输 入 输出A B Y0 0 00 1 01 0 01 1 13、逻辑符号图 8 10 与门逻辑符号对于与门电路要重点讲解，但对于其他门电路在相同内容和相似的分析过程中不再重复。以留给学生一定的思考空间，也为学生的个性化发展提供的前提。4、逻辑函数式YA·B （中间的点乘也可以去掉）当 Va、V b 为高电平（5V）：V o为高电平（4.7V ） ；当 Va、V b 有一个是低电平（0V）： Vo 为低电平所以该电路完成“与”逻辑功能，称为“与门”该符号是电气和电子工程师协会制订的标准，（既IEEE 标准）。这是目前常用的标准，在新版杂志和书籍中广泛采用。但在阅读资料时可能还会遇到以前的资料采用的以前的国际标准符号，我会在以后给同学们列出，希望同学们在现在阅读资料时不要感到陌生。所谓真值表是指表明逻辑门电路输入端状态和输出端状态逻辑对应关系的表格从真值表可以看出：与门电路的逻辑功能是：“有 0 出 0，全 1 出 1”。