第一篇:“数字电路”教学改革研究
“数字电路”教学改革研究
摘要:本文根据笔者在数字电路的教学实践,提出一系列的适合本科生学习“数字电路”课程理论教学方法,充分调动学生学习积极性、主动性,提高教学效果,培养学生自学与创新能力。
关键词:数字电路;双语教学;教学方法
中图分类号:G642 文献识别码:A 文章编号:1001-828X(2016)013-000-01
一、引言
“数字电路”课程是通信工程、电子信息工程、计算机科学、自动化、电子科学技术、光电信息工程等理工科专业的主要技术基础课,是一门理论与实践密切结合的课程。其课程特点是:数学知识多,系统性强,逻辑思维强。其课程作用与任务是:通过学习数字系统逻辑分析与设计的基本理论和方法,使学生学会使用标准的集成电路,掌握典型数字电路的分析方法以及常用数字电路的分析和设计方法,使其逐步具备独立分析与设计数字逻辑电路的能力,为后续电子类课程的学习打下坚实的基础。“数字电路”课程作为理工科电子信息类、电气类各专业的专业基础课,对培养“技能型、应用型、创新型、创业型”人才有着举足轻重的作用。如何培养学生的学习兴趣,提高解决实际问题的能力,做到学以致用,是我们一直以来研究探索的问题。
目前,随着计算机的普及应用以及计算机技术的飞速发展,特别是计算机仿真技术的日益成熟,各式各样的计算机辅助教学软件(CAI)应运而生。笔者合在课堂上大胆创新,摸索出了一系列适合本科学生学习的“数字电路”课程教学方法,即在保证数字电路基本理论体系的前提下,合理取舍教学内容,把握教学重点,加强分析与设计方法学习的教学,使学生具备一定的自学能力和课后查阅资料的能力以应对日新月异的新技术、新器件。加深学生对“数字电路”课程理论知识的理解,建立其与该专业其他课程的联系,强化学生对数字电路课程地位的了解,激发学生学习积极性。
二、教学改革的内容
1.增加仿真软件的实践
数字电路是应用型的学科,有很多老师都专注于书本上的内容,习题等,当然这个肯定没有错。但是我们应该花更多时间让学生动手来让所学的知识应用于实践,从而加深对知识的理解。增加仿真软件的使用可以达到事半功倍的效果,与此同时,学生也会对学科更加感兴趣。比如:Multisim等软件的仿真。Multisim软件里面有数字电路的很多元器件,而且功能相当强大。利用元器件的简单连接,通过逻辑分析工具就可以直接得出真值表以及逻辑表达式,还能够对逻辑表达式进行化简。通过对电路的软件仿真,同学们能够深刻的理解逻辑表达式,真值表,电路的联系,从而为以后设计电路打好基础。
2.实践讨论式教学法
课堂上老师用讲授的方式教学,学生很多时候会觉得非常枯燥,很容易就失去学习兴趣,最后形成了老师说老师的,学生在下面做自己的事情,白白浪费了时间,教学效果不佳。在教学的过程中,要适当的提出问题让学生们思考,特别是书本上的一些典型电路图比如锁存器,触发器等。这些器件是比较难理解的,电路连接相对复杂。在讲解这部分的电路的时候,就可以让同学们分组讨论,不同电位输入下的时候,输出会是什么样子。在讨论的过程中,学生们有自己的思考,在探讨的过程中,将自己对电路的理解加深。
3.增加双语教学
数字电路是电子类专业的基础课程,后续还有相当多的专业课,比如:微机原理,单片机,VHDL硬件语言等课程,这一系列的课程中应用到的专业词汇非常多。而电子类的毕业生多数是服务于企业的。企业里面都做着比较前沿的研发工作。很多同学到了好的企业里面去,时常会觉得英文跟不上,因为工作中很多资料是英文的。虽然专业知识过硬,可是一遇到这些英文就感觉力不从心,以至于在工作中失去优势。所以在学校的时候就必须强化学生的英文能力,特别是专业英文能力。刚开始找一些英文资料在课堂上做讲解,学生会觉得负担很大,看到英文就头痛,但是等学生慢慢适应了浏览英文资料,情况会好很多。适当的增加英文教学,对于以后学生的发展会起到很好的作用。在双语教学的过程中,我们也进行了相应的问卷调查,从问卷调查可以看出学生对教材先行性、授课方式、考核方式认可比较一致,大部分学生都认为教学效果很好,收获较大,认为在正确理解和领会课程内容的基础上,有助于锻炼学生英文科技文献阅读和写作能力。而个别学生反映看不懂英文教材,听不懂教师讲授内容,其主要原因是英语基础水平太差。教学实践表明,有选择地面向部分学生进行双语教学,不但有利于提高教学质量,也有助于提高科技英语的阅读能力、写作能力及学生的综合素质,真正做到了因材施教。
4.成立智电协会,充分发挥学生的能动性
为了加强学生的学习兴趣,我们成立了智电协会,在掌握了一些基本电路的知识以后,我们成立相应的项目研究小组,做一些项目的开发。小组里面又分为硬件类的和软件类的,让学生在课余时间巩固自己所学的内容,同时又增加一些拓展知识,比如最近几年流行的arduino开发案例。里面有电路的知识,又有相应的软件驱动知识。同学们可以根据已有的硬件模块,进行一些简单的控制编程做出一些小制作,小发明。这些小制作还可以拿去参加比赛,极大地增加了学生的学习热情。而且协会里面有不同届的学生,通过老带新,让刚接触到数字电路的同学得到了很多知识和启发,实现老师带学生,学生带学生,项目实践促进学习的良性循环。
三、结束语
我们还将不断努力,不断探索,在教学模式、教学方法、教学内容、教学手段等方面进行深入研究,积极推进教学改革和课程改革,不断完善我们的教育工作。
参考文献:
[1]韩桂英.数字电路与逻辑设计实用教程[M].北京:国防工业出版社,2008.[2]谭爱国.多层次开放式电工与电子实验教学模式[J].实验室研究与探索,2010.[3]贺利芳,张刚,周围.关于高等院校专业课程双语教学的探讨[J].高等教育研究,2007.
第二篇:教学改革研究工作总结
计算物理与MATLAB相结合的教学改革总结
李晓莉(物理科学与技术学院)
计算物理学是运用许多基础数学理论(如偏微分方程理论、线性代数、非线性规划等)和先进的计算技术(如性能优良的计算机和优秀的数值计算软件)对物理学研究前沿的挑战性问题进行大规模数值模拟和分析的学科。计算物理学的发展对统计物理、核物理、高能物理、粒子物理、生物物理、凝聚态物理、地球物理、大气物理等学科的研究与发展起着重要的推动作用;同时,计算物理学的发展也带动了光学、力学、电磁学等基础学科的教学及实验的发展;另外,计算物理学在各种工程项目中得到了广泛应用,并为其他相关技术(如图像处理技术和通信技术)的发展奠定了基础。
然而,传统计算物理教学模式存在许多问题,主要是课程内容多而教学时数少,很难做到在有限的学时里使学生对数值计算的基本方法和基本原理有深刻的了解和认识;另外,传统的计算物理教学模式只重视对数值计算方法和原理的讲解,强调理论上的高度抽象性与严密逻辑性,而忽视应用的广泛性和高度技术性,涉及内容多为繁杂的数学推导,易使学生产生厌学情绪,不容易收到良好的教学效果。因此,我们有必要进行计算物理的教学方法的研究和实践,使计算物理课的自身价值得到体现,而计算物理与MATLAB软件相结合的教学方法可以有效的改变当前的困境,提高学生学习积极性,明显改善教学效果。
一、结合本院的实际情况,对计算物理的教学内容和教学方法实施了一系列改革措施,总结如下:
(1)分析课程特点,强化教学主线
①通过介绍计算物理学的发展历史告诉学生学习计算物理的必要性,通过介绍计算物理学在凝聚态物理等科研领域的应用而取得的科研成果激发学生学习本门课的兴趣。例如,简单介绍物理学领域最具有代表性的三类数值计算方法——分子动力学方法、蒙特卡罗方法和基于第一性原理的能带计算方法,为学生后续的研究生阶段的学习打下良好基础。②通过实例告诉学生本门课中的每一个数值计算模型都有它的工程背景,每一种数值算法都直接或间接与工程应用相关,并为其他相关技术(如图像处理技术和通信技术)的发展奠定了基础。强调本门课是一种强大的科学计算工具,掌握一类计算方法即能解决一类工程实际问题。
③向学生介绍本门课的课程体系,使学生明确数值计算方法中算法的精度、计算复杂性、数值稳定性以及误差分析是本门课研究的基本问题,使学生理解构造算法的三大要素——逼近、离散化、迭代是本门课的灵魂。通过计算物理课程教会学生一种全新的思维方式,使学生认识到遇到一个数学问题,不能解析求解并不意味着走入绝境,我们可利用已有的数学知识去近似、简化原来的问题,获得原来问题的近似解。
(2)更新课堂教学手段,丰富课堂教学内容
以往的计算物理授课方式一直采用多年延续下来的黑板加粉笔方式,通过在黑板上进行大篇幅公式推导的方式讲解数值计算方法和原理,没有与计算机相结合。但是,计算物理是一门理论与实际结合紧密的课程,仅采用传统方式教学,不向学生进行程序演示,使学生很难体会到课程的实用性,更谈不上对各种数值计算方法的深刻理解了,因此,必须对计算物理的教学手段进行改革。
改革后的课堂教学创建并完善了教学演示程序,充分利用MATLAB软件的可视化教学突出讲授典型的、具有代表性的并能体现其思想的常用数值计算方法和理论,将与教学内容相关的物理问题通过教学演示程序进行了演示和计算,达到了比较好的教学效果。而且自行开发和创建的教育教学软件系统《基于Matlab平台的自操作教学演示系统》在“河北省第十五届多媒体教育软件大奖赛”中获高等教育组三等奖。
加入教学演示程序后的课堂教学内容和教学手段发生了很大变化: ①教学内容的组织和设计上,首先,针对每一个主题讲解其背景、目的和算法设计的出发点,并通过对实际应用的描述,激发学生的学习欲望,提供建立数值方法的实际应用源泉,体现数值方法的价值和意义。以实例启示学生为什么建立数值方法、应该如何引进数值方法。例如,本科物理基础教学中学过的带电粒子在电磁场中的运动轨迹问题,其数学模型为常微分方程,可以通过教学演示程序输入不同的电场强度和磁场强度的值,轻松计算并画出粒子运动的轨迹。学生了解了实际应用背景后就会对常微分方程的数值计算方法更感兴趣,也会更有动力来学。这样的启发式加互动式教学,促进了学生深入掌握电磁场理论和常微分方程的数值求解过程。其次,在讲解完每个主题的背景之后,要详细介绍相关章节的各种算法之间的区别与联系,启发学生在教师讲解前进行独立思考,指导学生如何使用这些理论和算法,并分析算法的适用前提和优缺点,验证和改进已有的算法。最后,提出几个具体的物理问题,启发学生借助MATLAB软件去自行解决。
②在教学环节上,将计算机多媒体技术及MATLAB的实验设计分析引进课堂,与传统教学方式优势互补,将抽象的数学知识直观地呈现在学生们面前,激发学生的学习兴趣,提高教学效果。例如,用迭代法求解非线性方程,通过教学演示程序,可以动态地演示近似解序列的推进过程,使学生直观地理解迭代法的收敛性与收敛速度问题。又如,为了突出分段低次插值的实用性,可以通过教学演示程序形象直观地展示高次插值的龙格现象,使学生观察到高次插值多项式的振荡现象,深刻理解高次多项式插值的病态问题。
(3)加强上机实践,提高动手能力
作为计算物理课堂教学的辅助教学环节——上机实践教学,借助计算机和MATLAB软件可以加深学生对数值算法思想原理的理解,提高学生解决实际问题的能力。实践教学环节将对培养具有科学计算能力的创新人才起到关键作用。
①增加学生课下上机实践的机会。为保证上机质量,在每次上机之前均布置上机作业,并要求学生按上机目的、算法原理、源程序、计算结果及结果分析写出上机报告。例如,要求学生通过上机实践分别编写解线性方程组的高斯消去法和列主元消去法的MATLAB程序,通过计算理解高斯消去法的局限性,以及在特殊情况下采用列主元消去法的必要性。
②增开了相应的课程设计课。在计算物理的授课结束以后,鼓励对本门课感兴趣、富有创新精神和具有较强计算编程能力的同学选修与本门课相关的课程设计课。学生可以自主选题,针对自己感兴趣的某一物理问题或物理现象建立数学模型,自己动手设计算法、编写程序、上机调试以及对最终结果作数值分析。目前已经有学生利用MATLAB软件对光学课程中的干涉和衍射现象实现了图像再现,还有同学利用MATLAB编程对量子力学课程中一些特殊势场(诸如一维线性谐振子)的波函数及位置概率密度进行了计算,并完成了图形绘制。实践证明,课程设计课调动了学生的学习积极性,培养了学生运用学过的知识解决基本物理问题的能力。这种方式变被动灌输为主动参与,激发了学生的学习热情,有利于发挥学生的主观能动性,同时也提高了学生的动手能力。
③我院有良好的实验室平台和众多从事前沿领域科研工作的教师,一些学习优秀、学有余力的本科生可以直接参加相关科研活动,利用课上所学知识进行实际操作。目前已经有本科生直接参与了教师的科研工作,例如有部分同学协助老师对非线性光学中的电磁诱导透明等现象和半导体物理中的载流子输运问题进行了计算和分析,提高了自身素质和创新能力。还有部分学生将课上所学编程知识用于大学生创新大赛和挑战杯设计比赛中,并取得了优异的成绩。
(4)改革考试方法,全面、综合地评价学生的学习情况
将基于MATLAB的实验设计作为考核内容之一,引导学生重视理论和实践相结合,激发他们的创新精神,培养它们的科学计算能力。
二、上述改革措施在推进和执行过程中得到了学院领导和许多教师的大力支持,所以执行和推广工作进行顺利,并取得了一些成果:
(1)系统研究了计算物理与MATLAB相结合的教学方法,创建了教学演示程序;
(2)通过指导学生的课下上机实践和学年论文,确立上机实践教学;根据我院开设的相关物理课程,制定了上机实践内容,编写了上机实践任务指导书;
(3)总结了计算物理与MATLAB相结合的教学经验,并撰写了教学改革成果的论文;
(4)将计算物理与MATLAB相结合的教学方法进行了推广。在学生的帮助下,参加了“河北省第十五届多媒体教育软件大奖赛”,并获高等教育组三等奖;参加了由国家自然科学基金委员会资助,教育部高等学校物理学类专业教学指导分委员会主办,昆明理工大学理学院承办的“2011年全国高等学校计算物理课程骨干教师培训班”,并在会上展示了本教改项目的部分成果。
三、在计算物理与MATLAB相结合的教学方法推广过程中也暴露出一些问题,并亟待解决。
(1)学生的理论知识和上机实践相结合的能力还有待进一步提高 目前只有部分学生对经典的物理规律理解透彻,并具备扎实的数值计算知识和具有较强的计算编程能力,自觉选修了与计算物理相关的课程设计课,并通过自己动手设计算法、编写程序、上机调试最终得到了计算结果。而另一部分学生由于数值计算知识掌握不扎实或计算编程能力的欠缺,还无法自主利用MATLAB软件对简单物理现象进行数值计算或图形绘制。因此,如何调动全体学生的学习积极性,使他们尽快尽好的掌握数值计算知识和MATLAB编程知识,并通过MATLAB上机计算解决基本物理问题,成为本课题最急待解决的问题。
(2)为自主学习能力强的本科生提供参加相关科研活动的机会
由于计算物理课程的特点要求学生只有多参与应用性程序设计和上机计算,才能真正掌握各种数值计算方法和MATLAB编程。目前有部分优秀学生具备扎实的数值计算知识和具有较强的计算编程能力,但是缺乏实践锻炼的机会。而我院良好的实验室平台应该多为本科生开放,为自主学习能力较强的本科生提供参与各种科研活动的机会,使他们将课上所学知识通过实践得到巩固和提高。
第三篇:线性代数教学改革研究
线性代数教学改革研究
摘 要 本文以大学线性代数课程的特点为切入点,结合本校大学数学教学改革的发展趋势,通过精选的教学内容和优化的课程体系,提出了多种教学手段激发学生的学习动力,增加应用实例使理论联系实际,提高自身素质,进而提高教学质量,让学生由课堂上被动学习转变为主动学习,成为课堂上的主体,逐渐喜欢上线性代数的学习。
关键词 线性代数 逻辑思维 教学改革
高等院校把线性代数作为一门非常重要的基础课程。这门课程不仅具有较强的逻辑性、抽象性和广泛的应用性特点,而且对于其它科目的学习也有至关重要的作用。然而,由于各种各样的因素,该课程的应用特色未能在教学中得到很好的体现,这门课程的重要性和应用价值并没有被学生认识到。我们写这篇文章主要想解决如下几个问题,拟解决的关键问题:(1)如何提高学生的学习兴趣?(2)如何提高学生的学习热情?(3)如何提高学生学习的积极主动性?(4)如何让学生学得轻松愉快?(5)如何让学生学得清楚明白?(6)如何提高学生的学术钻研精神?学生在学习中也经常感到困惑,原因在于这门课程本身就比较抽象,计算量大,再加上许多高校的线性代数课程学时偏紧,倾向于数学知识的灌输,轻视线性代数理论的产生背景,缺乏理论与实践相结合,因此使学生接受起来比较困难。另外,线性代数的教学目标不仅仅是要让学生掌握系统完整的分析学知识,更要结合当前数学学科发展的新形势,培养具有自我更新知识能力的终身学习者。这给教学方法的改革和探索提出更高的要求。可见,针对本校数学系的学生来探索、研究线性代数的新教学方法,并在实践中不断总结和完善,有着重要意义。本项目将结合“发现教学法”和“问题教学法”来研究《空间解析几何》的教学改革。结合以上几点问题,本文主要从以下几个方面探讨了线性代数教学改革方向:从教学内容方面对线性代数教学进行改革
我们本校有数学专业和非数学专业,根据学科性质的不同和要求的不同,应区别对待。当前高校线性代数的教学比传统的保姆式教学已经进步很多,但还是存在一些问题。例如,有的学生被动完成老师布置的作业,不知道主动钻研数学知识;有的学生不适应老师的教学方式,听不懂课也不敢告诉老师,慢慢失去学习兴趣;有的学生一遇到难题就害怕,缺乏自信,久而久之就觉得自己不够聪明,学不好线性代数;有的老师在课堂上总是看到不少学生眼神迷茫,听不懂课,久而久之就觉得学生水平太差,难以教导。其实,只要是智力正常的人,只要认真学习,肯定可以学好高等数学。所以要让学生乐于学习线性代数,让学生学得轻松愉快、学得清楚明白,在线性代数的学习中增加智慧提高自信,就必须探索和改进我们的教学方法。通过对线性代数课程的教学实践,探索如何在数学中有效地开展理论和实践相互结合的方法,并且在教学过程中利用数学软件辅助教学,使教学变得直观生动,并在后续课程运用此基本框架进行检验,不断修正和完善,最终建立一套完整的教学模式和一套标准的提高学生兴趣的教学质量评价体系。我们还可以通过课堂练习来提高学生的学习热情。虽然课堂练习有点老套,也有点耗费时间,但对于提高学生学习数学知识的热情却简单有效。我校高等数学的期末总评成绩的30%取决于平时分数,我们可以通过奖励平时分的方法鼓励学生上台做练习。这个方法可以极大地提高学生在课堂教学中的思考效率,增加学生的学习热情。
数学课堂上的思考总是比较耗费学生的脑力,这容易让学生在课堂上懈怠,学生思考累了就会向往休息,然后就容易进入“纯听众”的低效率状态。而课堂练习和奖励平时分就可以让学生参与课堂的表演,提高学生的兴趣和兴奋度。更进一步,我们可以利用“同宿舍的大学生十分团结、荣誉感强”的特点,在课堂练习中采用同宿舍集体奖励平时分的方法,每次都激发出很多学生的思考热情,提高教学效果。这种方法在实践中十分有效,不同宿舍的学生往往表现出你争我抢地上台做课堂练习的热情。将“发现教学法”用于极限语言的教学课堂。而对于数学专业的学生,由于对理论和应用都有相对较高的要求,因此教师在讲授过程中不但要强调计算,也要多加强调理论推导,培养数学专业学生的逻辑推导能力。从教学方法角度进行高校线性代数教学改革
在线性代数教学中,为了确保其教学质量和效果,我们从以下几方面进行研究和探讨。
2.1注重能力的培养
使用“发现教学法”来实施极限语言的教学实践,是为了让学生深入体会极限语言的本质特征。由于极限语言在线性代数中极为重要,我们将在教学计划中,为这部分内容的教学预留比传统教学法多1/3的?r间,以期给学生打下扎实的基础。另外,为适应“发现教学法”教学模式,拟引入“2+2”教学方案,包括4个教学环节:创设问题的情境―探索、解决问题―方案讨论―总结评价。教师主要参与提出问题环节和总结评价环节,学生主要参与解决问题环节和方案讨论环节。
2.2加强知识应用的介绍
问题教学法,就是以问题为载体贯穿教学过程,使学生在设问和释问的过程中萌生自主学习的动机和欲望,进而逐渐养成自主学习的习惯,并在实践中不断优化自主学习的方法,提高自主学习能力的一种教学方法。问题教学法充分体现学生的主体地位,能有效地激发学生自主学习的主动性和积极性。由于数学知识的掌握,不仅仅在于发现问题,以问题贯彻学习的始末,还需要掌握严谨的证明过程。因此,我们将在定理的教学过程中渗入问题教学,而并非从始而终都使用问题教学法。故需要设计好科学的教学环节。结合传统问题教学法的几个步骤,我们拟将课堂分解为4个教学环节:教师提出问题(例如怎样求参数曲线的长度)―学生在教师引导下思考解决途径(例如用择线段去逼近曲线长度)―严谨的证明(证明曲线长度公式)―巩固练习(求解若干曲线的长度)。
2.3利用多媒体教学法
在现代的线性代数教学中,有许多定理需要进行推导。但由于教学改革需要,线性代数的课时数减了不少,由以前的每周4课时减少到每周3课时,这样课时的减少大大影响了定理证明过程介绍,很多证明就不能在像以前那样详细介绍了。为了解决这一现实问题,我们就需借助于多媒体,多媒体的引入大大提升了工作效率,探索如何在数学中有效地开展理论和实践相互结合的方法,并且在教学过程中利用数学软件辅助教学,使教学变得直观生动,并在后续课程运用此基本框架进行检验,不断加以修正和完善,最终建立一套完整的教学模式和一套标准的提高学生兴趣的教学质量评价体系。因此,多媒体的引入既节约了上课时间也提高了工作效率,显著增强教学成效。结论
高等院校把线性代数作为一门非常重要的基础课程。这门课程不仅具有较强的逻辑性、抽象性和广泛的应用性特点,而且对于其它科目的学习也有至关重要的作用。线性代数的教学改革是一个深远的问题,为了让学生学好这门课程,教师要花很多的时间和精力。在此基础上,针对这些问题进行了教学探索。通过我们的教学实践,发现学生的学习积极性日益高涨,并且一些学生由此产生继续深造的想法,取得较好的教学效果。
参考文献
[1] 马德炎.谈创新与大学数学教学[J].大学数学,2003(1).[2] 李大潜.关于高校数学教学改革的一些宏观思考[J].中国大学教学,2010(1).[3] 杨学志,职占江.高等数学课程教学改革探讨[J].学理论,2011(16).[4] 姜启源,谢金星.一项成功的高等教育改革实践[J].中国高教研究,2011(12).[5] Steven J.Leon.Linear Algebra with Applications,Sixth Edition[M].Pearson Education.Inc,2002:22-23.
第四篇:数字电路总结
数字电路总结
第一章数制和编码
1. 能写出任意进制数的按权展开式;
2. 掌握二进制数与十进制数之间的相互转换;
3. 掌握二进制数与八进制、十六进制数之间的相互转换;
4. 掌握二进制数的原码、反码及补码的表示方法;
5. 熟悉自然二进制码、8421BCD码和余3 BCD码
6. 了解循环码的特点。
第二章 逻辑代数基础
1. 掌握逻辑代数的基本运算公式;
2.掌握代入规则,反演规则,对偶规则;
熟悉逻辑表达式类型之间的转换---“与或”表达式转化为“与非”表达式;
3. 熟悉逻辑函数的标准形式---积之和(最小项)表达式及和之积(最大项)式表达式。(最小项与最大项之间的关系,最小项表达式与最大项表达式之间的关系)。
4. 了解正逻辑和负逻辑的概念。
第三章:数字逻辑系统建模
1.熟悉代数法化简函数
(AABA,AABAB, ABACBCABAC, A+A=AAA=A)
2.掌握图解法化简函数
3.了解列表法化简函数(Q-M法的步骤)
4.能够解决逻辑函数简化中的几个实际问题。
a.无关项,任意项,约束项的处理;
b.卡诺图之间的运算。
5.时序逻辑状态化简
掌握确定状态逻辑系统的状态化简;
了解不完全确定状态逻辑系统的状态化简。
第四章:集成逻辑门
1. 了解TTL“与非”门电路的简单工作原理;
2. 熟悉TTL“与非”门电路的外特性:电压传输特性及几个主要参数,输出高电平,输出低电平、噪声容限、输入短路电流、扇出系数和平均传输延迟时间。
3. 熟悉集电集开路“与非”门(OC门)和三态门逻辑概念,理解“线与”的概念;
4. 掌握CMOS“与非”门、“或非”门、“非”门电路的形式及其工作原理。
5. 熟练掌握与、或、非、异或、同或的逻辑关系。
7.掌握R-S、J-K、D、T触发器的逻辑功能、特征方程、状态转换图、状态转换真值表。不要求深入研究触发器的内部结构,只要求掌握它们的功能,能够正确地使用它们;
8.了解触发器直接置 “0”端RD和直接置“1”端SD的作用。
9.了解边沿触发器的特点;
10.熟悉触发器的功能转换。
11.了解施密特电路、单稳态电路的功能用途;
212.了解ROM、PROM、EPROM,EPROM有何不同;
13.能用PLD(与或阵列)实现函数
第五章: 组合逻辑电路
1、熟悉组合逻辑电路的定义;
2、掌握组合电路的分析方法:根据电路写出输出函数的逻辑表达式,列出真值表,根
据逻辑表达式和真值表分析出电路的路基功能。
3、掌握逻辑电路的设计方法:根据设计要求,确定输入和输出变量,列出真值表,利
用卡诺图法化简逻辑函数写出表达式,画出电路图。
4、掌握常用组合逻辑部件74LS283)、74LS85)、74LS138)、四选一数据选择器和八选
一数据选择器74151的应用(利用138译码器、八选一数据选择器实现组合逻辑函数等)。
5、了解组合电路的竞争与冒险。
第六章: 同步时序电路
1. 了解时序电路的特点(定义);
2. 记住时序电路的分析步骤,掌握时序电路的分析方法,能够较熟练地分析同步时序
电路的逻辑功能。
3. 记住时序电路的设计步骤,掌握时序电路的设计方法,会同步时序电路的设计(含状
态化简)。
第七章: 常用时序逻辑部件
4. 了解常用的时序逻辑部件,如各种计数器(74LS161、74LS163、74LS193)、移位寄
存器(74LS194)及寄存器;不要求详尽的去研究其内部电路,但能够应用时序逻辑部件构成给定的逻辑功能。
5. 会看时序逻辑部件及组合逻辑部件的功能表,根据功能表掌握其逻辑功能、典型应
用及功能扩展
6. 掌握掌握连成任意模M同步计数器的三种方法:预置法,清0法,多次预置法;
7. 掌握序列码发生器的设计过程
第八章 了解A/D,D/A转换的基本原理。
思考题
1. BCD码的含义是什么?
2. 数字电路的特点是什么?
3. 三态门的特点是什么,说明其主要用途?
4. OC门的特点是什么,说明其主要用途?
5. TTL集成逻辑门的基本参数有哪几种?
6. 什么是“与”逻辑关系、“或”逻辑关系、“非”逻辑关系?
7. 什么是“同或”逻辑关系、“异或”逻辑关系?
8. 简化逻辑函数的意义是什么?
9. 几种数制如何进行相互转换?
10. 怎样取得二进制数的原码、反码和补码?
11. 将十进制数125编写成8421BCD码和余3BCD 码;
12. 什么是最小项及最小项表达式?
13. 怎样用代数法化简逻辑函数?
14. 怎样用卡诺图法化简逻辑函数?
简化后的逻辑表达式是。
A.唯一B.不唯一
C.不确定D.任意。
15. 什么是组合电路?什么是时序电路?各自的特点是什么?
16. 组合电路的表示形式有几种,是哪几种?
17. 组合电路的分析步骤是什么?
18. 组合电路的设计步骤是什么?
19. 半加器与全加器的功能有何区别?
20. 译码器、编码器、比较器如何进行级联?
21. 如何用数据选择器实现逻辑函数?
22. 竞争与冒险的起因是什么?
23. D触发器与J-K触发器的特征方程和状态转换图是什么?
24. 如何用J-K触发器实现T触发器?
25. 什么是同步时序电路和异步时序电路?其特点是什么?
26. 同步时序电路的分析步骤是什么?
27. 同步时序电路的设计步骤是什么?
28. 全面描述时序电路的方程有几个?是哪几个?
29. 状态化简的意义是什么?怎样进行状态化简?
30. 怎样用中规模同步集成计数器设计任意模值计数器?
31. 怎样用移位寄存器构成环形计数器?
32. 什么是ROM?什么是RAM?
33. PLD、PLA、GAL、PAL,FPGA、CPLD的含义是什么?
34. 画出ADC工作原理框图,写出三种ADC电路的名称。
35. 计算R-2R网络DAC的输出电压。
36. 欲将正弦信号转换成与之频率相同的脉冲信号,应用
(a)T’触发器;(b)施密特触发器;(c)A/D转换器(d)移位寄存器 37.
第五篇:数字电路学习方法
数字电子技术基础学习方法
数字电子技术基础’’课程总体上分为以下几部分:
一是数字电路的基本单元电路:门电路和触发器。二是数字电路的分析与设计工具:逻辑代数。
三是组合电路或时序电路的分析与设计。
四是各种典型电路集成器件的结构、性能和工作原理。五是存储器和可编程逻辑器件。根据“数字电子技术基础”课程的特点,在学习过程中应注意以下几点: 1,注重掌握基本概念、基本原理、基本分析和设计方法
数字电子技术发展很快,各种用途的电路千变万化,但它们具有共同的特点,所包含的基本原理和基本分析和设计方法是相通的。我们要学习的不是各种电路的简单罗列,不是死记硬背各种电路,而是要掌握它们的基本概念、基本原理、基本分析与设计方法。只有这样才能对给出的任何一种电路进行分析,或者根据要求设计出满足实际需要的数字电路。2,抓重点,注重掌握功能部件的外特性
数字集成电路的种类很多,各种电路的内部结构及内部工作过程千差万别,特别是大规模集成电路的内部结构更为复杂。学习这些电路时,不可能也没有必要一一记住它们,主要是了解电路结构特点及工作原理,重点掌握它们的外部特性(主要是输入和输出之间的逻辑功能)和使用方法,并能在此基础上正确地利用各类电路完成满足实际需要的逻辑设计o 3,注意归纳总结
数字集成电路的应用广泛,学好数字电子技术课程需要掌握一些典型电路,因为这些典型电路是构成数字系统的部件。掌握它们包括了解它们的功能、结构特点及应用背景,并注意总结归纳,掌握其本质。例如,译码器和数据选择器都可以实现逻辑函数,但两者的区别是,一个n位二进制输入端的译码器,只能用于产生变量数不大于n的组合逻辑函数,它可以附加门电路,实现多个输出的组合逻辑电路二一个n个地址输人端的数据选择器,可以实现变量数为n+1的逻辑函数。由于数据选择器只有一个输出端,所以只能实现单个输出的逻辑函数。4,注意理论联系实际 电子技术基础课程学习的最终落脚点是对实际电路的分析和设计。经过理论分析和计算得到的设计结果还必须搭建实际电路进行测试,以检验是否满足设计要求。由于电子器件的电气特性具有分散性,理论设计出的电路在实际中也会出现意想不到的现象。例如用实验验证计数器74161和一些门构成的六十进制计数译码显示电路。一些同学的理论设计和线路连接均没有问题,但实验中出现了由竞争冒险产生的错误计数,此时只要在反馈门的输出端与地之间接一个小电容。即可消除竞争冒险。5.注意新技术的学习
电子技术的发展是以电子器件的发展为基础的,新的器件层出不穷,旧的器件随时被淘汰。因此教材中出现的集成电路芯片有可能已不生产,要用发展的观点使用教材。
可编程器件的迅速发展使数字电路或系统的实现更灵活,可靠性高,功耗低,体积小。可编程器件的使用离不开eda软件。eda已成为从事电子电路设计人员必须掌握的技术,也是培养学生分析解决问题的能力和创新能力的一个重要环节。篇二:如何才能学好数字电子技术
如何才能学好《数字电子技术基础》
《数字电子技术基础》是电子技术基础知识的数字电路部分。是十分重要的基础课程。
数字电子技术基础是理工科专业的必修课程。特别是电子信息、计算机、自动控制专业等等,必须认真学好这门课程,才能学好以后的专业基础课程。如计算机硬件、单片机、接口技术、电子电路仿真技术、protel教程等等。所以对于立志成为优秀电子电气工程师的同学,应当刻苦努力学习,付出辛勤的汗水才能真正掌握这门基础课。如何才能学好这门课程?下面谈谈自己的一些看法。
一.数字电路与模拟电路的不同的特点
在模拟电路中处理的是模拟信号,模拟信号在时间和数值上均具有连续性。即对应于任意时间值t, 模拟信号均有确定的函数值u(t)和i(t)与之对应并且u(t)和i(t)的幅值是连续取值的.,例如正弦波信号就是典型的模拟信号,如图0.0.1(a)所示。在数字电路中处理的是数字信号。与模拟信号不同,数字信号在时间和数值上具有离散性。u(t)和i(t)在时间上不连续,总是发生在离散的瞬间,而且它们的数值是一个最小量值的整数倍,并以此倍数作为数字信号的数值。如图0.0.1(b)所示。
大多数的物理量所转换的信号均为模拟信号,在信号处理时可以通过电子电路将模拟信号和数字信号互相转化。
由于模拟信号和数字信号不同的特点,所以模拟电路和数字电路处理方法不同。不应将学习模拟信号的方法套用于数字电路的学习。
二.学好数字电路的最基本的基础知识
三.应注意多实践 1.学习中除了认真领会基本知识,认真搞清楚各种电路的基本原理及特点外,还要认真实践。
(1)做好数字电路的各个实验。注意各个实验电路的逻辑关系。电路波形等等
(2)多做习题、练习题。提高自己解题的能力。例如:逻辑函数的公式法和卡
诺图化简方法。画逻辑电路图、画波形图、画时序电路图等等。
(3)可以自己制作一些简单的数字电路。如电子钟、声、光报警电路、简单的计数电路等等。以便进一步掌握数字电路的基础知识。
我相信:只要努力学习,认真实践就一定可以学好数字电子技术基础这门课程。
祝朋友们成功学好数字电子技术基础知识。篇三:学习数字电路之心得体会
学习数字电路之心得体会
不知不觉中,本学期数字电路的学习就要结束了,现在回想一下,到底学了哪些东西呢?如果不看书的话,真有点记不住学习内容的先后顺序了,看了目录以后,就明白到底学了什么东西了,最开始学的内容还比较简单,而后面的内容就学得糊里糊涂了,似懂非懂,按老师的说法,就是前面的东西只有十几度的水温,而到了后面,温度就骤升了,需要花更多的时间。
其实吧,总的来说,学习的思路还是很清楚的,最开始学的是数制与码制,特别是二进制的一些东西,主要是为后面的学习打基础,因为对于数字电路来说,输入就是0和1,输出也是这样,可以说,明白二进制是后面学习最基础的要求。到第二章,又学了一些逻辑代数方面的基本知识,首先就有很多的逻辑代数的公式,然后就是逻辑函数了,我感觉这里的函数和原来学的其实都差不多,只不过这里是逻辑函数,每一个变量的取值只有0和1罢了,然后就是用不同的方式来表达逻辑函数,学了很多方法,有逻辑图,波形图等等,过后又学了逻辑函数的两种标准形式—最小项之和和最大项之积,还有逻辑函数的化简方法,之后还有一些无关项和任意项的知识。总而言之,前两章的内容还是比较简单的,都是一些基础的东西,没有多大的难度,学习起来也相对轻松。
第三章老师没有讲,是关于门电路的知识,我认为还是比较重要的,因为数字电路的构成就是一系列的门电路的组合,以此来完成一定的功能。第四章讲的是组合电路,说白了,就是组合门电路来实现
特定的功能,其最大的特点就是此时的输出只与此时的输入有关,并且电路中不含记忆原件。首先,学习组合电路,我们要知道如何去分析,确定输入与输出,写出各输出的逻辑表达式并且化简,然后就可以列出真值表了,那么,这个电路的功能也就一目了然了,而关于组合电路的设计,其实就是组合电路分析方法的逆运算,设计思路很简单,只要按着步骤来,一般没什么问题,在数电实验课上,就有组合逻辑电路的设计,需要我们自己去设计一些具有特定功能的组合电路,还是挺有趣的。过后还学了一些常用的组合逻辑电路,比如编码器,译码器,数据选择器,加法器等等,我感觉这些电路都挺复杂的,分析起来都很麻烦,更别说设计了,我要做的就是明白它的工作原理,知道它的设计思想就行了。最后了解了一下组合逻辑电路中存在的竞争冒险现象。
我觉得第五章和第六章是比较难的,第五章讲的是触发器,就是一种具有记忆功能的电路,我感觉这一章是学得比较乱的,首先,触发器的种类有点多,有sr锁存器,d触发器,jk触发器,每种触发器有不同的功能,其次,触发器还有不同的触发方式,很容易弄混淆,总之,第五章的话,我还需要多花时间才行。第六章是时序逻辑电路,就是将前面的组合逻辑电路和触发器弄在一起,形成一种输出不仅取决于当前输入,还与以前的输入有关的电路,同组合电路一样,时序电路也有其分析方法,只不过相对于组合逻辑电路,时序逻辑电路的分析更难一些,不仅有输出方程,还有驱动方程和特性方程,还要将得到的驱动方程带入到相应触发器的特性方程,得到状态方程,然后通过状态转换表或状态转换图等等的形式表达出来。接着讲了寄存器和计数器这两种时序逻辑电路,同样是比较麻烦的。最后是时序逻辑电路的设计,这个好像非常麻烦,想要学好,我还需要多看书才行,我觉得时序逻辑电路是非常有用的,可以实现很多功能,一定要学好才行。
学了数电过后,我感触最深的就是通过它可以实现功能的特点,以前都不知道通过电路实现特定功能,学了数电之后才找到一种方法来实现一些功能,这对以后我们的电子设计是很有好处的,并且的话,数电的设计思想对我们写程序也是至关重要的,只有知道设计思想,才能写出程序,因此,应该把学好,打好以后学习的基础。2011级电信二班 *** 刘兴建篇四:数字电路学习要点
数字电路学习要点
1、数字电路基础
要知道:数字信号中的1和0所表示的广泛含义,十进制数二进制数十六进制数的表示方法和相互之间的转换方法;8421bcd码的表示方法及其与十进制数的转换方法,逻辑函数逻辑变量逻辑状态的含义,与或非所表示的逻辑事件逻辑函数真值表的含义及表示规律和方法。
会写出:逻辑与、或、非、与非、或非、与或非、异或、同或等的逻辑表达式,真值表、逻辑符号及其规律;逻辑函数式、真值表及其逻辑图三者之间的转化,负逻辑符号的逻辑式。
会使用:逻辑代数化简逻辑函数式;最小项及其编号表示逻辑函数式,卡诺图化简逻辑函数式。
2、集成逻辑门电路
要知道:逻辑电路高电平低电平与正负逻辑状态的关系。cmos反相器阈值电压uth的含义与所表示的性能。逻辑符号控制端符号上非号、小圆圈含义及其门电路上小圆圈符号含义的区别。三态门使能控制的作用及输出高阻的含义。
会画出:od门oc门传输门三态门的逻辑符号。与门、或门、非门、与非门、或非门输入波形所对应的输出波形。
会使用:oc门od门传输门三态门的功能。
会处理:cmos集成逻辑电路的存放和焊接的措施,各种门电路空余的输入端,各种门电路系列间的接口。
3、组合逻辑电路
要知道:组合逻辑电路的特点,组合逻辑电路的分析步骤和设计步骤,编码器译码器数据分配器和数据选择器的含义。
会分析:用逻辑函数化简表达式、真值表描述的组合逻辑电路的逻辑功能。
会设计:根据逻辑事件设定输入和输出变量及其逻辑状态的含义,根据因果关系列出真值表,写出逻辑函数式并进行化简后的逻辑图。会使用:用功能表表示的各种中规模集成器件的编码器、优先编码器、译码器、数码显示七段译码管、数据选择器的引脚功能。
4、集成触发器
要知道:触发器的工作特点、基本rs触发器功能、同步触发器特点、脉冲边沿触发器工作的特点,t和t’触发器的功能。
会画出:与非门、或非门组成基本rs触发器的电路及逻辑符号图,上升边沿触发的d触发器、下边沿触发的jk触发器和逻辑符号图及其输出波形图,用jk和d触发器构成t’触发器的连线图。
会写出:rs触发器,d触发器,jk触发器的状态方程式。
会背出:jk触发器的输出q的状态在cp下降沿作用下与输入jk状态下的关系。会使用:集成触发器的直接置位,复位端sd、rd的状态在各种情况下的设置方法。
5、时序逻辑电路
要知道:时序逻辑电路的工作特点、同步时序逻辑电路的分析方法,寄存器和移位存储器及计数器的功能,同步和异步的含义。
会使用:由功能表所反映的双向移位寄存器、各种类型各种型号中规模集成设计器引脚功能、异步和同步清零或置数。
会画出:用反馈清零、反馈置数方法在异步或同步情况下的n进制计数器电路连线。
6、脉冲电路
要知道:微分积分电路功能;555定时器各引脚功能、阈值输入端及输出端电压的逻辑规律;单稳态触发器、多谐振荡器和施密特触发器三种电路的基本功能。
会选用:实现脉宽定时,延时控制脉冲,脉宽调制、波形变换、整形、声响电源、时钟脉冲、标准时基脉冲信号等功能的电路结构类型。会识别:各类结构单稳态触发器对输入触发脉宽的要求和有效触发的沿口类型。
会画出:施密特触发器的波形变换或整形的输出波形。
会计算:各类结构触发器的输出脉宽、各类结构多谐振荡器的振荡频率。
7、半导体存储器
要知道:只读存储器(rom)和随机存储器(ram)的逻辑功能和两者性能的区别,存储器地址译码器的功能,地址输入线与字线w下标i数值的关系,字线位线存储单元的区别。prom的三种类型及其工作性能的区别,ram中两类存储单元结构的区别。
会计算:半导体存储器的存储容量。
会画出:ram存储容量字扩展和位扩展的电路连线。
8、数/模和模/数转换器
要知道:数/模和模/数转换器的功能、r~2r倒t形电阻网路dac输入数字量与输出电压关系式;数模转换器的采样保持量化和编码含义、v~t型双积分式和逐次逼近型两种ad转换器的基本工作原理和特点。
会计算:用电压值表示不同位数的adc或dac的分辨率和允许最大误差。
9、数字电路与模拟电路学习中的区别
数字电路所需的先修课程是电路分析基础和模拟电路,后续课程是微机原理、微型计算机、接口技术等。【1】数字电路中所有变量都归结为0和1两个对立状态。通常,只
需关心信号的有或无,电平的高或低,开关的通或断,而不必理会某个变量的详细数值。比如电平幅值的微小变化就可能毫无意义。
【2】数字电路的研究方法以逻辑代数为基础,研究输入与输出变量
之间的逻辑关系,并建立了一套逻辑函数运算化简方法。
【3】电路结构不是学习目的,目的是掌握电路功能。篇五:数字电路学习感想
数字电路学习感想
姓名:xxx 学号:xxxxxxxxxxxx 现在已经是第十二周了,离数字电路课程结课也只剩下一周时间了。时间真的过的好快。回想过去,感觉昨天才踏进西大校园,而下周就要上完,紧接着就是不知道什么时候就来的考试,哎!感觉挺纠结的,只是还没学会,马上就要考试了。
接下来就简单谈谈自己对数字电路课程的感受吧。第一章,数制与码制 只是一些常用的基础知识。其实好多码制我们也不
用去可以的去记,只用知道它是怎么回事就行,用到的时候查一
下就行了。主要就熟练地掌握反码补码的求法以及2、10、16进
制数之间的快速转化就差不多了。
第二章,逻辑代数基础 我觉得代入、反演、对偶定理都挺重要的,还有
就是逻辑表达式的常用化简公式以及卡诺图法化简逻辑函数。个
人觉得卡诺图是最好用的(可能是老记不住那几个公式吧),所以
一定要熟练掌握卡诺图的使用方法。总之第二章是基础,是以后
几章学习的工具。
第三章,第四章,主要介绍了mos管 这里就不做详尽的探讨了。组合逻辑电路 到这一章,我们才真正的接触到电路,以前的都 是铺垫罢了。主要掌握几种常见的组合逻辑电路:编码器、译码
器、数据选择器、加法器、数值比较器等。这些都是常见常用的电路,所以如果我们现在没记牢,下去一定要多看几遍,争取把
这几个电路弄懂弄通,不然感觉以后更深层次的电路设计我们就
更无从下手了。
第五章,触发器 这章也是重点,我们要在认识sr、jk、t、d触发器的 基础上熟练掌握各种电路结构触发器所具有的动作特点,以及触
发器的逻辑功能分类和描述方法。
第六章,时序逻辑电路 时序是区别组合的。这里对clock的引入又加
深的它的难度,所以我们要特别注意,看清电路的出发方式。设
计电路时更要选择合适的触发器。差不多就这么多了。