计数器教案.docx
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计数器教案
科目
课题
第5章第2节
审阅签名
电子技术基础
计数器
审阅时间
授课时数
2
教学形式
一体化
授课时间
16
（1）
教学媒体
多媒体
授课班级
电子线路1001
辅助教具
多媒体、计算机、水彩笔、白板
教学目的
1、理解计数器的基本知识。
2、掌握有常用计数器集成电路构成不同进制计数器的方法。
3、正确使用Multisim仿真软件，并用仿真结果得出逻辑功能。
重点
1、二进制、十进制、集成计数器的基础知识。
2、不同进制计数器的构成方法。
难点
1、如何正确使用Multisim仿真软件
2、如何设计电路，并通过仿真仿真结果得出门电路的逻辑功能
教
学
设
计
及
说
明
Ⅰ、导入新课
1、计数器图片的演示（4分钟）
2、复习回顾（3分钟）
II、新课讲授
1、计数器的概念与分类（5分钟）
2、二进制计数器（20分钟）
3、十进制计数器（10分钟）
4、集成计数器及其应用（20分钟）
5、仿真练习（20分钟）
III、归纳小结（5分钟）
IV作业（5分钟）
教
学
回
顾
优点：
1、以学生为主动，八所讲的内容与生活实际联系起来，想象力极为丰富，以后教学时，应充分重视学生想象力的培养。
2、计算机仿真教学学生兴趣高，以后教学应多采取此方式。
缺点：
1、缺少板书，不能忽视最基本的教学方法
2、教学进步安排得不够好，临近下课的教学有点仓促。
时间
分配
教学内容与过程
教师活动
学生活动
采用4′展示图片提出问题，为引入新课做准备
Ⅰ导入新课
提问：
传统的计时或者显示方式？
回答：
在传统的方法中，是通过机械指针显示的方法，但是现在大部分都已经不再采用这种方法而是通过数字显示，这样更直观。
用PPT展示图片，提出问题
解答提出的问题
对相关知识进行解释，引出重点内容
学生讨论问题，引起互动
学生的学习兴趣被激发
时间
分配
教学内容与过程
教师活动
学生活动
利用3′复习相关知识点
分类讲解
5′
20′
引出本节课重点：
计数器。
提问：
1、时序逻辑电路的特点
2、JK触发器功能真值表
答案：
1、电路任何一个时刻的输出状态不仅取决于当时的输入信号，还与电路原来的状态有关。
因此，时序电路必须含有具有记忆功能的存储器件。
2、
CP
JK
Qn
Qn+1
功能
↓
00
1
1
保持
↓
01
0
0
置“0”
↓
10
1
1
置“1”
↓
11
1
0
翻转
II新课讲授：
1、计数器的概念与分类
计数器：
用来记忆和统计CP脉冲个数的电路。
二进制计数器
计数长度十进制计数器
N进制计数器
加计数
分类数值增减减计数
可逆计数
异步计数器
是否同步
同步计数器
2、二进制计数器
（一）异步二进制加计数
图1是3位异步二进制加法计数器电路，CP下降沿触发。
教师提问
解释计数器的概念
提问：
展示图片
时的进制
分的进制
学生回答
接受新知识
让学生自己思考回答
时间
分配
教学内容与过程
教师活动
学生活动
提出问题10′
根据实际问题讲解
20′
通过仿真练习加强学生学习兴趣
20′
让学生自己先进行设计
根据前面内容总结本节
5′
作业练习
5′
图1、3位异步二进制加法计数器电路
1、写出电路相应方程式
（1）驱动方程：
（2）次态方程：
（3）时钟方程：
2、工作情况可用时序波形图来描述
3、状态转换真值表
总结：
时序逻辑电路的一般分析步骤：
1确定时序逻辑电路的类型。
2写出已知时序逻辑电路的各相应方程。
3绘制状态转换真值表或状态转换图。
④指出时序逻辑电路的功能。
提问：
三个JK触发器都接成T触发器，连接同一个CP，且前
一级输出作为后一级输入，试分析电路功能。
分析步骤：
1、判断该时序逻辑电路的类型
2、写出电路的驱动方程和次态方程
3、根据次态方程填写状态转换真值表
4、指出电路功能
3、十进制计数器
日常生活中人们习惯于十进制的计数规则，当利用计数器进行
十进制计数时，就必须构成满足十进制计数规则的电路。
十进
制计数器是在二进制计数器的基础上得到的，因此也称为二—十进制计数器。
8421BCD码对应十进制数时只能从0000取到1001来表示十进制的0~9十个数码，而后面的1010~1111六个8421BCD代码则在对应的十进制数中不存在？
答案：
前面的1010~1111六个8421BCD代码则在对应的十进制数中不存在，称它们为无效码。
因此，采用8421BCD码计数时，计至第十个时钟脉冲时，十进制计数器的输出应从“1001”跳变到“0000”，完成一次十进制数的有效码循环。
我们以十进制同步加计数器为例，介绍这类逻辑电路的工作原理。
首先由电路结构写出各位触发器的驱动方程和次态方程如下：
驱动方程
次态方程
由次态方程可写出同步十进制计数器的状态转换真值表：
CP
Q3
Q3
Q1
Q0
Q3n+1
Q2n+1
Q1n+1
Q0n+1
1↓
0
0
0
0
0
0
0
1
2↓
0
0
0
1
0
0
1
0
3↓
0
0
1
0
0
0
1
1
4↓
0
0
1
1
0
1
0
0
5↓
0
1
0
0
0
1
0
1
6↓
0
1
0
1
0
1
1
0
7↓
0
1
1
0
0
1
1
1
8↓
0
1
1
1
1
1
0
0
9↓
1
0
0
0
1
0
0
1
10↓
1
0
0
1
回零进位
无
效
码
1
0
1
0
1
0
1
1
1
0
1
1
0
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
1
1
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
0
0
该电路具有自启动能力，自启动能力是指时序逻辑电路中某计数器中的无效状态码，若在开机时出现，不用人工或其它设备的干预，计数器能够很快自行进入有效循环体，使无效状态码不再出现的能力。
4、集成计数器及其应用
计数器在控制、分频、测量等电路中应用非常广泛，所以具有计数功能的集成电路种类较多。
常用的集成芯片有74LS161、74LS90、74LS197、74LS160、74LS92等。
我们将以74LS160为例，介绍集成计数器芯片电路的功能及正确的使用方法。
74LS161是16脚的集成二进制同步计数器，具有以下功能，74LS161引脚图如图2所示：
1、异步清零；
2、同步并行预置数；
3、计数；
4、保持；其中CO为进位输出端。
图2：
74LS161引脚图
74LS161的功能表
74LS161利用清零端或置数端可构成N进制计数器。
下图所示为用一片74LS161构成12进制计数器的两种方法：
思考：
用74LS161构成256进制进制计数器
解答：
低位片计数至1111时推动高位片计数一次，当CP脉冲计数至第60次时，高位片计数至0011为3×16=48、低位片计数至1100等于12，高位片和低位片数据输出端的四个1送入与非门，与非门“全1出0”，给两芯片的清零端同时送入一个低电平，使两片计数器同时清零，重新开始第二个循环计数。
5、仿真练习
在Multisim软件中绘制并仿真电路。
电路如图3所示:
图3：
74160计数器
电路如图4所示:
图4：
74160置零法计数器
电路如图5所示:
图5：
74160置数法计数器
III、归纳小结
1、二进制计数器.
2、十进制计数器
3、集成计数器
IV作业
1、计数器的分类有哪些？
2、如何区分同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路？
3、设计一个二十四进制计数器。
和学生一起分析电路
推导公式
得出推导步骤②
画波形图
得出推导步骤③
和学生一起总结
提出问题和学生互动引入新课
讲授新知识
和同学们一起推导真值表
公式推导
联系实际
问题
讲授新知识
提出问题
布置任务
演示仿真
讲解
提出问题：
采用置数法设计电路
让学生自己设计
归纳小结
提问
布置作业
互动
接受新知识
写出已知时序逻辑电路的各相应方程
互动
绘制状态转换真值表或状态转换图
互动
学生解答
接受新知识
互动回答问题
学生互动画真值表
接受新知识
接受新知识
解答
互动
仿真练习，加强理论知识掌握
练习
设计仿真
听讲
互动
完成作业
升级会员 