《數字電子技術》課程的教學設計摘要:《數字電子技術》課程是自動化專業的一門學科基礎課,使學生掌握數字電子技術的基本概念、基本原理,掌握數字電路的分析方法和設計方法,為后續專業課程學習提供理論基礎。運用仿真教學手段,改善教學效果,培養學生系統性的分析、設計能力,提高專業素養。關鍵詞:數字電子技術;教學設計;教育教學《數字電子技術》課程是自動化專業和電氣工程及其自動化專業的學科基礎課,也是我校自動化專業的核心課程。課程主要講授數字電子電路的基本概念、基本原理、基本分析和設計方法,理論性和實踐性都很強,是一門承上啟下的課程,為后續微機原理、單片機、自動控制原理、電力電子技術、交流調速等相關專業課程、技術的學習打下理論和實踐基礎。我校自動化專業《數字電子技術》課程安排了48學時的理論教學,同時獨立開設了8學時的《數字電子實驗》以及2周的《電子技術課程設計》實踐教學環節,需先修《電路》課程,與《模擬電子技術》課程同步開設,安排在大學第四學期開設。課程教材選用高等教育出版社模擬電子技術第六版答案pdf,康華光主編的《電子技術基礎數字部分》(第六版),是“十二五”國家級規劃教材。課程教學內容及要求:章,數字邏輯概論。
大綱計劃4學時,認識數字信號;掌握二進制、十進制、十六進制數之間的轉換;掌握無符號數、有符號數的二進制表示方法;熟悉、格雷碼及ASC碼中常用字符;掌握與、或、非的邏輯運算法則、邏輯符號及邏輯表達式;掌握與非、或非、異或、同或的邏輯;掌握邏輯表達式、邏輯電路圖、真值表、波形圖4種邏輯關系的表示方式。教學上注意借助仿真方式,對各種邏輯功能進行功能演示,另外需引導學生在邏輯關種表示方式間變換時形成正確的思維方式。通過本章的學習,主要解決數字電子技術的基本概念和基本工具問題。章,邏輯代數。大綱計劃4學時,掌握邏輯代數的基本定理、基本規則,利用代數法進行邏輯變換,化簡邏輯表達式;掌握最小項,認識最大項模擬電子技術第六版答案pdf,規范、正確的畫出卡諾圖,利用卡諾圖化簡邏輯表達式。教學上注意邏輯代數基本規則講解時,要通過舉例反映規則使用時的技巧問題和注意事項,明白規則應用的場合;注意引導學生理解卡諾圖的布局,化簡的規律,對比圖解法相對于代數法化簡的優越性。通過本章的學習,主要解決數字電子技術中,邏輯表達式變換、化簡的意義,以及邏輯表達式化簡的方法。章,邏輯門電路。大綱計劃4學時,熟悉CMOS反相器、CMOS邏輯門電路的結構;掌握典型的傳輸門、OD門、三態門的特點;了解邏輯門電路實際使用中的接口問題、驅動問題等。
教學上注意對比數電與模電的不同,強調器件的開關特性,引導學生認識到前兩章所講的邏輯關系、邏輯電路是如何利用實實在在的器件構建起來的。通過本章的學習,主要解決了抽象的邏輯關系與具體的物理器件的對應關系問題。章,組合邏輯電路。大綱計劃6學時,認識組合邏輯電路結構及其特點;掌握組合邏輯電路分析和設計的思維方式和步驟;掌握編碼器、譯碼器、多路選擇器的邏輯關系及其應用;熟悉數值比較器、加法器的功能及其擴展。教學上要特別注意引導學生建立起正確的組合邏輯電路分析和設計的思維方式,通過盡量簡單的例題來反映這種思維方式,通過簡單的練習來訓練這種思維方式。學時,認識時序邏輯電路結構及其特點;認識雙穩態電路的結構與特點;掌握SR觸發器、JK觸發器的特性方程、功能表,正確分析波形。教學上要注意突出重點,總結電路特性,要以輕松的方式引導學生分析電路波形,對容易出現錯誤的地方,運用對比的方式突出出來,鼓勵學生多對電路進行分析,學會用仿真來驗證分析結果。通過本章的學習,主要解決了鎖存器、觸發器電路的分析問題,讓學生開始體會到了控制信號,特別是時鐘信號對電路的作用,開始感覺到電路會“動起來”的樣子。章,時序邏輯電路。
大綱計劃8學時,系統的認識時序邏輯電路的模型和分類;掌握同步時序邏輯電路的分析和設計方法;理解異步時序邏輯電路的分析、設計方法;掌握寄存器、計數器的原理及其應用設計。教學上要注意引導學生在同步時序電路分析和設計時的思維方式,養成正確的步驟習慣,要嚴謹、細心。通過本章的學習,主要解決了時序邏輯電路的分析、設計問題,相比前面的內容,電路分析、設計相對更為復雜,使學生在問題的分析、解決能力上得到進一步的訓練和提高。章,存儲器。大綱計劃4學時,認識半導體存儲器的分類;認識RAM、ROM的結構原理,理解存儲器的擴展。通過本章的學習,主要解決了存儲器的結構認識問題,體現了組合電路和記憶單元的功能結合,為后續微機原理、單片機課程的學習打下基礎。章,脈沖波形的變換與產生。大綱計劃6學時,掌握單穩觸發器、施密特觸發器、多諧振蕩器的電路原理及分析;掌握555定時器的應用。教學上要注意引導學生對分析方法的掌握,不刻意記憶電路,培養電路分析能力,正確分析波形。通過本章的學習,主要解決了時序電路中,時鐘信號的發生,時鐘信號的整形、延遲控制和抗干擾的措施問題。章,數模與模數轉換器。大綱計劃4學時,掌握D/A轉換器的基本原理及性能指標;掌握A/D轉換器的基本原理及性能指標。
從實際應用角度,考慮到功能都由集成電路實現,因此教學上,對于原理部分做簡單介紹,突出器件的指標參數、接口方式及其應用的講解。通過本章的學習,主要解決了模擬信號與數字信號的變換問題,為電子電路系統化、智能化提供條件。課程理論教學中間,安排了四個實驗項目,結合授課過程中的仿真教學,使學生能及時將電路原理與電路實踐結合起來加以驗證,實現理論與實踐的有機結合,以利于對數字電子技術概念、技能的掌握,后續專業課的學習和今后工作打好基礎。參考文獻:[1]康華光.電子技術基礎數字部分(第六版)[M].北京:高等教育出版社,2014.[2]王芹.《電路》課程的教學思考與改革[J].考試周刊,2017(7).[3]趙長君.的學習方法和技巧[J].考試周刊,2017(5).-全文完-