項目一表決器的設計與制作任務一

1、項目一項目一表決器的仿真制作與調試（表決器的仿真制作與調試（1818學時）學時）任務描述任務描述利用邏輯門電路，設計制作一表決器利用邏輯門電路，設計制作一表決器教學目的教學目的和和 要要 求（求（知識、能力知識、能力和素質）和素質）1.1.通過表決器的設計與制作，進一步掌握邏輯代數基本知識和門電通過表決器的設計與制作，進一步掌握邏輯代數基本知識和門電路基本知識。路基本知識。2 2、元器件的識別與選取、元器件的識別與選取3 3、學會組合邏輯電路的仿真、安裝、高度與檢測方法。、學會組合邏輯電路的仿真、安裝、高度與檢測方法。4 4、培養(yǎng)學生溝通能力和團隊協(xié)作精神；、培養(yǎng)學生溝通能力和團隊協(xié)作精神；5

2、 5、嚴謹的學習態(tài)度，良好的職業(yè)道德；質量、成本、安全、環(huán)保意、嚴謹的學習態(tài)度，良好的職業(yè)道德；質量、成本、安全、環(huán)保意識識教學重點教學重點和和 難難 點點重點：、門電路的基本知識重點：、門電路的基本知識、電路制作、電路制作難點：、理解門電路的參數。難點：、理解門電路的參數。、硬件電路的調試。、硬件電路的調試。 3 3、合理布線。、合理布線。教學方法和教學方法和手段手段講解法、引導法、仿真法、講解法、引導法、仿真法、“教、學、做教、學、做”一體化教學方法等。一體化教學方法等。教學過程教學過程、導入新課、導入新課 、講授基本知識、講授基本知識 3 3、制作與調試、制作與調試4 4、寫報告、寫報告

3、5 5、綜合考核、綜合考核項目一項目一任務一（任務一（5學時）學時）任務描述任務描述邏輯代表基本知識邏輯代表基本知識教學目的教學目的和和 要要 求求1 1、數制和代碼、數制和代碼2 2、三種基本邏輯關系、三種基本邏輯關系 3 3、邏輯代數基本定律、邏輯代數基本定律4 4、邏輯函數的化簡、邏輯函數的化簡教學重點教學重點和和 難難 點點重點：邏輯代數基本知識重點：邏輯代數基本知識難點：邏輯函數的化簡難點：邏輯函數的化簡教學方法教學方法和手段和手段講解法、引導法、講解法、引導法、“教、學、做教、學、做”一體化教學方法等一體化教學方法等教教學學過過程程1 1導入新課導入新課2 2講授講授3 3作業(yè)和思

4、考題布置作業(yè)和思考題布置一、模擬信號和數字信號一、模擬信號和數字信號模擬信號：在時間和數值上連續(xù)變化的信號。 時間上連續(xù)，幅值上也連續(xù) 例如：溫度、正弦電壓。數字信號：在時間和數值上變化是離散的信號。 時間上離散，幅值上整數化 例如：人數、物件的個數。二、模擬電路和數字電路二、模擬電路和數字電路模擬電路：工作在模擬信號下的電子電路。數字電路：工作在數字信號下的電子電路。具體講，數字電路就是對數字信號進行產生、存儲、傳輸、變換、運算及處理的電子電路。 數字電路的優(yōu)點 精確度較高； 有較強的穩(wěn)定性、可靠性和抗干擾能力； 具有算術運算能力和邏輯運算能力，可進行邏輯推理和邏輯判斷； 電路結構簡單，便于

5、制造和集成； 使用方便靈活。三、數制三、數制1、數制的幾個概念、數制的幾個概念進位計數制：表示數時，僅用一位數碼往往不夠用，必須用進位計數的方法組成多位數碼，且多位數碼每一位的構成及低位到高位的進位都要遵循一定的規(guī)則，這種計數制度就稱為進位計數制，簡稱數制。 基 數：進位制的基數，就是在該進位制中可能用到的數碼個數。 位 權（位的權數）：在某一進位制的數中，每一位的大小都對應著該位上的數碼乘上一個固定的數，這個固定的數就是這一位的權數。權數是一個冪。三、數制三、數制四、數制間的轉換四、數制間的轉換1.任意進制數轉換為十進制數按權展開，相加即可得。2.十進制數轉換為任意進制數 整數部分：除基數R

6、倒取余法 小數部分：乘基數R取整法例1. 將十進制數 (25.638)10 轉換為二進制數。四、數制間的轉換四、數制間的轉換四、數制間的轉換四、數制間的轉換四、數制間的轉換四、數制間的轉換四、數制間的轉換四、數制間的轉換四、數制間的轉換四、數制間的轉換用一定位數的二進制數來表示十進制數碼、字母、符號等信息稱為編碼。這一定位數的二進制數就稱為代碼。1、二十進制碼（BCD碼）用4位二進制數b3b2b1b0來表示十進制數中的 0 9 十個數碼。簡稱BCD碼。有多種編碼方式，如下表。五、代碼五、代碼 2、奇偶校驗碼 代碼(或數據)在傳輸和處理過程中，有時會出現(xiàn)代碼中的某一位由 0 錯變成 1，或 1

7、變成 0。奇偶校驗碼由信息位和一位奇偶檢驗位兩部分組成。 信息位：是位數不限的任一種二進制代碼。 檢驗位：僅有一位，它可以放在信息位的前面，也可以放在信息位的后面。編碼方式有兩種： 使得一組代碼中信息位和檢驗位中“1”的個數之和為奇數，稱為奇檢驗； 使得一組代碼中信息位和檢驗位中“1”的個數之和為偶數，稱為偶檢驗。 五、代碼五、代碼3、ASCII碼（American Standard Cord for Information Interchange） ASCII碼，即美國信息交換標準代碼。采用7位二進制編碼，用來表示27（即128）個字符。4、格雷碼（Gray碼） 格雷碼是一種典型的循環(huán)碼 循

8、環(huán)碼特點：相鄰性：任意兩個相鄰碼組間僅有一位的狀態(tài)不同。循環(huán)性：首尾兩個碼組也具有相鄰性。 五、代碼五、代碼六、六、 基本邏輯運算基本邏輯運算1. 與運算 只有當決定事物結果的所有條件全部具備時，結果才會發(fā)生， 這種邏輯關系稱為與邏輯關系。 如果用二值量中的1來表示燈亮和開關閉合，用0表示燈滅和開關斷開， 則可得到如表與邏輯真值表。2. 或運算 當決定事物結果的幾個條件中， 只要有一個或一個以上條件得到滿足， 結果就會發(fā)生，這種邏輯關系稱為或邏輯。六、六、 基本邏輯運算基本邏輯運算3. 非運算 在事件中，結果總是和條件呈相反狀態(tài)，這種邏輯關系稱為非邏輯。六、六、 基本邏輯運算基本邏輯運算1.3

9、.2邏輯代數的基本定律和恒等式六、六、 基本邏輯運算基本邏輯運算六、六、 基本邏輯運算基本邏輯運算六、六、 基本邏輯運算基本邏輯運算六、六、 基本邏輯運算基本邏輯運算六、六、 基本邏輯運算基本邏輯運算七、邏輯代數的基本規(guī)則七、邏輯代數的基本規(guī)則1.代入規(guī)則在任何一個邏輯等式中，如果將等式兩邊出現(xiàn)的某變量，都用一個函數代替，則等式依然成立。例如：在B(A+C)=BA+BC中，將所有出現(xiàn)的地方都代以函數A+D，則等式仍 成立，即B(A+D)+C=B(A+D)+BC=BA+BD+BC代入規(guī)則可以擴大所在有基本公式的應用范圍。請同學們自己擴展摩根定律2、反演規(guī)則 對于任一個邏輯函數，如果將其中所有的

10、改成+; +改成 ; 改成;改成;原變量改成反變量;反變量改成原變量,則所得的新邏輯函數是原邏輯函數的反函數。注意： (1) 必須遵守先括號，其次與，最后或 的運算順序。(2) 不屬于單個變量上的反號應保留不變七、邏輯代數的基本規(guī)則七、邏輯代數的基本規(guī)則3、對偶規(guī)則對于任一個邏輯函數L，如果將其中所有的 換成+；+換成 ；換成；換成；變量保持不變,則所得到的新邏輯函數稱為的對偶式。性質：(1)如果兩個邏輯表達式相等,那么它們各自的對偶式也必然相等。(2)函數對偶式的對偶式，為函數本身。七、邏輯代數的基本規(guī)則七、邏輯代數的基本規(guī)則八、邏輯函數的代數變換與化簡法八、邏輯函數的代數變換與化簡法4、邏

11、輯表達式的形式最簡與或表達式的標準(1) 與項的個數最少。(2) 在滿足上述條件下，每個乘積項的變量數最少。 結論：同一個邏輯函數的與或表達式不是唯一的。根據最簡與或表達式的標準判斷，上述后兩式是最簡與或表達式，而且同一個邏輯函數的最簡與或表達式也可能不是唯一的。八、邏輯函數的代數變換與化簡法八、邏輯函數的代數變換與化簡法 邏輯代數的公式法化簡邏輯代數的公式法化簡 邏輯代數的公式法化簡是運用邏輯代數的基本公式、定律和規(guī)則來化簡邏輯函數的一種方法。八、邏輯函數的代數變換與化簡法八、邏輯函數的代數變換與化簡法八、邏輯函數的代數變換與化簡法八、邏輯函數的代數變換與化簡法八、邏輯函數的代數變換與化簡法

12、八、邏輯函數的代數變換與化簡法 注意：在實際邏輯函數的化簡中，很少單獨使用一個公式、一種方法，而是經常需要綜合運用多個公式、多種方法，才能得到最簡的結果。公式法的優(yōu)點：不受變量數目的約束。缺點：沒有一定的規(guī)律和步驟可循，技巧性強，而且很難判斷 化簡結果是否為最簡。八、邏輯函數的代數變換與化簡法八、邏輯函數的代數變換與化簡法八、邏輯函數的代數變換與化簡法八、邏輯函數的代數變換與化簡法九、九、 最小項的定義及其性質最小項的定義及其性質1.最小項的意義 n個變量1，2，.,n的最小項是n個因子的乘積,每個變量都以它的原變量或非變量的形式在乘積項中出現(xiàn),且僅出現(xiàn)一次。例如：設A、B、C是3個邏輯變量，

13、由這3個變量可以構成許多乘積項，ABC、ABC、ABC是最小項，AB、AC、A(B+C)不是最小項。2.最小項的性質3個變量最小項真值表(1)對于任意一個最小項，只有一組變量取值使得它的值為，而在變量取其他各組值時，這個最小項的值都是。(2)不同的最小項，使它的值為的那一組變量取值也不同。(3)對于變量的任一組取值，任意兩個最小項的積為。(4)對于變量的任一組取值，全體最小項之和為。3個變量最小項真值表九、九、 最小項的定義及其性質最小項的定義及其性質1.最小項的編號九、九、 最小項的定義及其性質最小項的定義及其性質利用邏輯代數的基本公式，可以把任一個邏輯函數化成一種典型的表達式，即最小項之和

14、，稱這個式子為最小項表達式。十、邏輯函數的最小項表達式十、邏輯函數的最小項表達式結論：任一個邏輯函數都可化成為唯一的最小項表達式。同學們可以寫出一些式子，自己動手轉化成為最小項表達式。十、邏輯函數的最小項表達式十、邏輯函數的最小項表達式十一、用卡諾圖表示邏輯函數十一、用卡諾圖表示邏輯函數1.卡諾圖的引出 一個邏輯函數的卡諾圖就是將此函數的最小項表達式中的各最小項小項相應地填入一個特定的方格圖內，此方格圖稱為卡諾圖。提問：一個變量的邏輯函數有幾個最小項？十一、用卡諾圖表示邏輯函數十一、用卡諾圖表示邏輯函數2.卡諾圖的特點卡諾圖中的各小方格對應于各變量不同的組合，而且上下左右在幾何上相鄰的方格內有

15、且只有一個因子有差別。十一、用卡諾圖表示邏輯函數十一、用卡諾圖表示邏輯函數3.卡諾圖的簡化表示法4.已知邏輯函數畫卡諾圖(1)根據邏輯函數的變量個數畫出對應的變量卡諾圖；(2)在卡諾圖中，標出函數所包含的最小項，在對應的小方格中填，其余小方格中均填，或不填任何標記。十一、用卡諾圖表示邏輯函數十一、用卡諾圖表示邏輯函數(2)將邏輯函數表達式中的最小項填入卡諾圖。十一、用卡諾圖表示邏輯函數十一、用卡諾圖表示邏輯函數十一、用卡諾圖表示邏輯函數十一、用卡諾圖表示邏輯函數十一、用卡諾圖表示邏輯函數十一、用卡諾圖表示邏輯函數十二、用卡諾圖化簡邏輯函數十二、用卡諾圖化簡邏輯函數1.化簡的依據卡諾圖具有循環(huán)鄰

16、接的特點。2.化簡的步驟(1)將邏輯函數寫成最小項表達式。(2)按最小項表達式填卡諾圖，凡式中包含了的最小項，其對應方格填，其余方格填。(3)合并最小項，即將相鄰的方格圈成一組(一個包圍圈)，每一組含 個方格，對應每個包圍圈寫成一個新的乘積項。(4)將所有包圍圈對應的乘積項相加。3.畫包圍圈時應遵循的原則：(1)包圍圈內的方格數必定是 個，n為0、1、2、3等。(2)相鄰方格包括上下底相鄰，左右邊相鄰和四角相鄰。(3)同一方格可以被不同的包圍圈重復包圍，但新增包圍圈中一定要有新的方格，否則該包圍圈為多余。(4)包圍圈內的方格數能多就不要少，包圍圈的數目能少就不要多。十二、用卡諾圖化簡邏輯函數十二、用卡諾圖化簡邏輯函數十二、用卡諾圖化簡邏輯函數十二、用卡諾圖化簡邏輯函數十二、用卡諾圖化簡邏輯函數十二