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此文檔收集于網(wǎng)絡(luò),僅供學(xué)習(xí)與交流,如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除教學(xué)設(shè)計方案姓名郝廣濤職稱講師課程名稱VHDL語言與FPGA課程性質(zhì)專業(yè)核心選修課程教材EDA技術(shù)實用教程VHDL版(第五版)潘松等 科學(xué)出版社教學(xué)班級自動化15教材章節(jié)第3.3節(jié) 4選1多路選擇器及其VHDL描述授課時間2017.10.18第1節(jié)教學(xué)基本內(nèi)容一、復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容(2分鐘) 1.復(fù)習(xí)2選1多路選擇器的基本結(jié)構(gòu)。(0.5分鐘)2.復(fù)習(xí)2選1多路選擇器的基本功能。(0.5分鐘)3.復(fù)習(xí)2選1多路選擇器的VHDL描述。(1分鐘)二、引入新課(2分鐘) 1. 4選1多路選擇器的基本結(jié)構(gòu)介紹,包括輸入端口,輸出端口,通道選擇控制信號。(1分鐘) 2. 4選1多路選擇器與2選1多路選擇器結(jié)構(gòu)相同點、異同點,包括:(1)相同點。(0.5分鐘)(2)異同點。(0.5分鐘)三、講授新課(26分鐘) 1. 根據(jù)4選1多路選擇器的基本結(jié)構(gòu),講授其基本功能:通道選擇控制信號的4種組合對應(yīng)的輸出。(2分鐘) 2. 講授4選1多路選擇器基本功能的VHDL描述,即CASE語句。包括:(1)CASE結(jié)構(gòu)。(4分鐘)(2)“WHEN=”語句的含義。(2分鐘)(3)“WHEN OTHERS=”語句的含義。(2分鐘)(4)“NULL”的含義。(1分鐘)(5)其它注意事項。(2分鐘) 3. 講授4選1多路選擇器VHDL的整體程序結(jié)構(gòu),包括:(1)引用庫部分,包括:a.程序包“USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL”的含義。(1分鐘)b. “SDT_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0) ”含義。(2分鐘)c. “STD_LOGIC_VECTOR(0 TO 1)”的含義。(1分鐘)(2)實體部分PORT端口定義。(1分鐘)(3)結(jié)構(gòu)體部分。包括:a.信號定義方式、數(shù)據(jù)對象和數(shù)據(jù)類型的知識。(2分鐘)b.并置操作符的符號、舉例說明。(4分鐘)c. CASE結(jié)構(gòu)屬于順序語句,執(zhí)行過程。(2分鐘)四、學(xué)生練習(xí)(12分鐘) 1. 在QUARTUS II 軟件上,使用CASE語句實現(xiàn)4選1多路選擇器的功能。(8分鐘) 2. 在QUARTUS II 軟件上,使用IF-ELSE結(jié)構(gòu)實現(xiàn)4選1多路選擇器的功能。(4分鐘)五、總結(jié)與布置作業(yè)(3分鐘) 1總結(jié)本節(jié)課主要內(nèi)容。(2分鐘) 2. 布置作業(yè)。(1分鐘)教學(xué)目標(biāo)1. 掌握4選1多路選擇器的基本結(jié)構(gòu)。2. 掌握4選1多路選擇器的基本功能。3. 掌握4選1多路選擇器的VHDL描述,主要包含:(1) CASE語句。(2) IEEE庫標(biāo)準(zhǔn)邏輯位與矢量。(3) 信號。(4) 并置操作符。教學(xué),重點和難點一、教學(xué)重點:1. 4選1多路選擇器的基本結(jié)構(gòu)、功能原理。2. 4選1多路選擇器功能的CASE語句編程方法。二、教學(xué)難點:1. 4選1多路選擇器的CASE語句編程方法。學(xué)情分析自動化15班學(xué)生為大三學(xué)生,已經(jīng)學(xué)習(xí)過C語言、MATLAB等編程語言,學(xué)習(xí)了數(shù)字電路、單片機(jī)等專業(yè)課,已經(jīng)掌握軟件、硬件及其結(jié)合的一些基本知識。本課程是利用純VHDL軟件語言來設(shè)計電路,該電路能夠應(yīng)用到實際,具有與硬件結(jié)合的特點。自動化15班的學(xué)生共有31人,男生21人,女生10人。通過前一段時間的學(xué)習(xí),大部分同學(xué)對于本課程有了基本的了解,能夠接受這種以軟件設(shè)計硬件的學(xué)習(xí)模式,但仍有一部分同學(xué)對于VHDL編程語言感到陌生,不能掌握其基本語法,對于由VHDL語言設(shè)計形成的電路心理上不能接受,動手編寫程序、編譯、仿真的功底較薄弱。對此,在學(xué)習(xí)本節(jié)課時,采用以下步驟:1. 復(fù)習(xí)與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的上節(jié)課知識,重復(fù)以前的設(shè)計流程,以引導(dǎo)學(xué)生盡快進(jìn)入學(xué)習(xí)新課的環(huán)境。2. 對VHDL程序進(jìn)行重點講授,細(xì)化每一條代碼。3. 結(jié)合VHDL程序,講解對應(yīng)電路功能原理。教學(xué)方法與教學(xué)模式 依據(jù)課堂教學(xué)順序,依次采用如下的教學(xué)方法和教學(xué)模式:1. 復(fù)習(xí)回顧法:根據(jù)本堂課所要學(xué)習(xí)的4選1多路選擇器的基本結(jié)構(gòu)和原理,選擇與其具有相似結(jié)構(gòu)和原理的第3.1節(jié)2選1多路選擇器進(jìn)行回顧,使學(xué)生鞏固舊知識的同時,為新知識的學(xué)習(xí)做鋪墊。2. 演示講解法。根據(jù)PPT上4選1多路選擇器的基本結(jié)構(gòu),講解其基本功能原理。 3. 實際編程序演示講解法。根據(jù)4選1多路選擇器的功能,使用QUARTUS II軟件進(jìn)行實際編程序講解其每一條語句的含義。4. 學(xué)生上機(jī)操作練習(xí)法。利用機(jī)房中的電腦,和學(xué)生的筆記本電腦,按步驟的指導(dǎo)學(xué)生在QUARTUS II軟件平臺上使用VHDL編程實現(xiàn)4選1多路選擇器的功能。5. 練習(xí)討論法。在學(xué)生上機(jī)操作過程中,讓學(xué)生充分的練習(xí)并能夠師生、學(xué)生之間相互討論。6. 總結(jié)提高法。經(jīng)過理論學(xué)習(xí)和上機(jī)實踐,總結(jié)本節(jié)課的關(guān)鍵知識點、注意事項以及兩種實現(xiàn)4選1多路選擇器的異同點。教學(xué)過程設(shè)計1. 復(fù)習(xí)回顧,以提問和引導(dǎo)的方式引入新課;2. 利用多媒體展示4選1多路選擇器的基本結(jié)構(gòu)和功能特點;3. 通過板書和多媒體實現(xiàn)4選1多路選擇器的VHDL功能描述;在重點部采用板書,學(xué)過部分采用多媒體展示。4. 采用上機(jī)、有步驟的形式教授試下實現(xiàn)學(xué)上學(xué)習(xí)生使用VHDL編程序?qū)崿F(xiàn)4選1多路選擇器的功能實現(xiàn)。5. 練習(xí)使用多種方法編程實現(xiàn)4選1多路選擇器的VHDL描述,講評各個特點。6. 小結(jié),并布置作業(yè)。作業(yè)與考核一、作業(yè)1. 采用WHEN-ELSE方法實現(xiàn)4選1多路選擇器的功能描述。二、考核1. 課堂上被提問的同學(xué),答對問題在“課堂表現(xiàn)成績”中為“優(yōu)秀”;答錯和沒
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