计数器教案Word文档格式.doc
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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)
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。
9
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
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。
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
保持
01
置“0”
10
置“1”
11
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
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
思考
提出问题10′
根据实际问题讲解
通过仿真练习加强学生学习兴趣
让学生自己先进行设计
根据前面内容总结本节
作业练习
Q0
J
K
Q
F1
C
Q2
F0
RD
F2
Q1
“1”
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。
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?
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:
Q3
Q3n+1
Q2n+1
Q1n+1
Q0n+1
1↓
2↓
3↓
4↓
5↓
6↓
7↓
8↓
9↓
10↓
回零进位
无
效
码
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。
4
3
5
6
7
15
16
A
B
GND
D
Ucc
74LS1611
8
10
11
12
14
13
r
L
P
T
CO
图2:
74LS161引脚图
74LS161的功能表
Cr
清零
×
LD
预置
×
0×
0
11
PT
使能
↑
时钟
×
d3d2d1d0
DCBA
预置数据输入
0000
d3d2d1d0
计数
QDQCQBQA
输出
工作模式
异步清零
同步置数
数据保持
加法计数
&
(a)
用
异步
清零端
CR
归零
74LS161
3
0
1
2
CR
CT
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
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
写出已知时序逻辑电路的各相应方程
绘制状态转换真值表或状态转换图
学生解答
互动回答问题
学生互动画真值表
解答
仿真练习,加强理论知识掌握
练习
设计仿真
听讲
完成作业