第16课 逻辑门电路与组合逻辑电路（教案）-《电工电子技术基础与应用》同步教学（航空工业出版社）

课题 逻辑门电路与组合逻辑电路（三）—— 掌握组合逻辑电路的应用 课时 2课时（90 min） 教学目标 知识技能目标： （1）掌握组合逻辑电路的分析和设计方法 （2）熟悉常用的组合逻辑器件 （3）能够制作简单的组合逻辑电路 素质目标： （1）培养逻辑严谨、辩证统一的科学思维 （2）树立科技成才、技能报国的人生理想 教学重难点 教学重点：组合逻辑电路的分析和设计方法，常用的组合逻辑器件 教学难点：制作简单的组合逻辑电路 教学方法 案例分析法、问答法、讨论法、讲授法 教学用具 电脑、投影仪、多媒体课件、教材 教学过程 主要教学内容及步骤 课前任务 【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，组织学生下载“任务工单——制作三人表决器”，并根据任务工单进行组内分工，同时提醒同学了解组合逻辑电路的相关知识 【学生】完成课前任务 考勤 【学生】班干部报请假人员及原因 任务导入 【教师】提出以下问题： 什么是组合逻辑电路？其应用领域有哪些？ 【学生】思考、举手回答 传授新知 【教师】通过学生的回答引入要讲的知识，介绍组合逻辑电路的分析方法、组合逻辑电路的设计方法和常用的组合逻辑器件等内容 组合逻辑电路的特点是任何时刻的输出状态只与该时刻的输入状态有关，而与之前的输入状态无关。也就是说，组合逻辑电路不具备记忆功能，其电路中无反馈。 6.3.1 组合逻辑电路的分析方法 ✈【教师】组织学生观看“组合逻辑电路的分析”视频（详见教材），让学生对相关知识有一个大致地了解 分析组合逻辑电路就是对给定的组合逻辑电路进行逻辑分析，求出其相应的输入、输出逻辑关系，确定其逻辑功能。 ✈【教师】通过多媒体展示“某组合逻辑电路”图片（详见教材），帮助学生对这些内容有更直观地认识 分析组合逻辑电路的一般方法是：首先从电路的输入信号到输出信号逐级列出逻辑式，最终得到表示输出与输入逻辑关系的逻辑式；然后将得到的逻辑式化简为最简式；最后分析电路的逻辑功能，此时需要将逻辑式的最简式转换为真值表，再根据真值表进行分析。某组合逻辑电路，其分析方法如下。 （1）从输入信号到输出信号逐级列出逻辑式。设P为中间变量，则有 ， （2）化简逻辑式，得到逻辑式的最简式，即 （3）根据逻辑式的最简式列出真值表，如表6-29所示。 表6-29 图6-16所示组合逻辑电路的真值表 A B C Y 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 （4）分析逻辑功能。由表6-29可知，当A、B、C三个变量不一致时，输出为1；当A、B、C三个变量一致时，输出为0。 对于多输入变量的组合逻辑电路，其分析方法与上述方法基本相同。 6.3.2 组合逻辑电路的设计方法 ✈【教师】组织学生观看“组合逻辑电路的设计”视频（详见教材），让学生对相关知识有一个大致地了解 设计组合逻辑电路是分析组合逻辑电路的逆过程，即已知逻辑功能要求，据此设计出可实现该逻辑功能的组合逻辑电路。设计组合逻辑电路的一般步骤如下。 （1）分析逻辑功能，明确输入信号与输出信号。 （2）根据逻辑功能列出相应的真值表。 （3）根据真值表列出逻辑函数的最小项表达式。 （4）化简逻辑函数的最小项表达式，并根据可能提供的逻辑电路类型，将其转换为相应形式的逻辑式。 （5）绘制与逻辑式相对应的逻辑图。 【经验传承】 组合逻辑电路的设计一般应以电路简单、所用器件最少为目标，并尽量减少所用芯片的种类。 6.3.3 常用的组合逻辑器件 在各种数字系统中，经常会大量地使用一些组合逻辑器件，如编码器、译码器、加法器和数据选择器等。为了方便使用，这些组合逻辑器件被制成了标准化集成电路。下面分别介绍这些常用的组合逻辑器件。 1．编码器 能实现编码功能的组合逻辑器件称为编码器，编码器的输入信号为被编信号，输出信号为二进制代码。根据编码形式的不同，编码器可分为二进制编码器和BCD编码器两种；根据编码方式的不同，编码器可分为普通编码器和优先编码器两种；根据输出二进制代码位数的不同，编码器可分为4线-2线编码器、8线-3线编码器和16线-4线编码器等。下面主要介绍二进制编码器和优先编码器的相关知识。 1）二进制编码器 将信号编为二进制代码的编码器称为二进制编码器，它利用n位二进制代码，可对个信号进行编码。 3位二进制编码器有8个输入端（）和3个输出端（、、），因此又称为8线-3线编码器。如表6-30所示为3位二进制编码器的真值表，其中输入为高电平有效，输出为低电平有