数字信号处理电子教案

作为一位优秀的人民教师，通常会被要求编写教案，编写教案有利于我们准确把握教材的重点与难点，进而选择恰当的教学方法。优秀的教案都具备一些什么特点呢？以下是小编收集整理的《数字信号处理电子教案》，供大家参考，更多范文可通过本站顶部搜索您需要的内容。

第一篇：数字信号处理电子教案

电子科大2014本科数字图像处理教学大纲

《数字图像处理》课程教学大纲

课程英文名称：Digital Image Processing 课程代码：H0204430

学 时 数 ：48

课程类型： 专业选修课

适用学科专业： 电子信息工程

先修课程：概率论，线性代数，信号与系统 执 笔 者：解梅

编写日期：2013年11月 审 核 人：

学 分 数：3

一、课程性质和目标

(一)课程性质

针对高年级本科生开设的专业选修课

(二)课程目标

通过本课程的学习，要求学生掌握数字图像处理的基本概念、基本理论和处理方法。通过图像处理上机实验，培养学生的分析问题和解决问题的能力，掌握基本的图像处理算法设计，进一步巩固所学理论。

二、课程内容安排和要求

(一)教学内容、要求及教学方法

第一章 绪 论

授课学时：2学时

一、 内容：

 教学内容及要求

课程介绍、教学安排及学习要求 数字图像处理基本概念 数字图像处理的起源 数字图像处理的应用实例 数字图像处理的基本步骤 图像处理系统的部件 









要求：

 理解数字图像处理的概念

了解数字图像处理的发展历程，了解数字图像处理的应用领域   了解数字图像处理的基本步骤及系统部件

提升学生对数字图像处理课程的认识，激发学生对数字图像处理课程的学习兴趣

教学方法 

二、

 从一幅精彩的数字图像开始，把学生带入到一个精彩的图像处理世界。从而引出什么是数字图像，什么是数字图像处理的概念。在有了数字图像处理概念的基础上，再对数字图像处理的起源及发展历程进行详细介绍。

 按照数字图像处理应用的领域不同可以把数字图像处理的应用实例分成几大类，例如：空间领域、国防领域、生物医学领域、刑侦领域、多媒体领域等。对每类应用领域列举一些典型的实例，并展示生动精彩的图像。让学生对数字图像处理的应用有直观的认识。

 以怎样进行数字图像处理的提问，引出数字图像处理所需要的具体步骤，以及完成这些步骤所需的图像处理部件，让学生头脑里形成图像处理流程的整体框架。

 课堂上适时列举数字图像处理与日常生活相关的例子，激发学生学习数字图像处理知识的兴趣。

第二章

授课学时：4学时

一、 内容：

   

数字图像处理基础

教学内容及要求

视觉感知要素(1学时)

光和电磁波谱、图像感知和获取(1学时) 图像取样和量化(1学时)

像素间的一些基本关系、线性和非线性基本操作(1学时)

要求：

 了解人眼视构造、图像的形成以及人眼视觉系统适应、鉴别能力 了解可见光和电磁波谱的关系，掌握单色光和彩色光的概念 理解图像的获取方式，掌握图像形成的模型

掌握图像取样、量化以及灰度分辨率和空间分辨率的概念 掌握数字图像的表示方法，了解图像的放大与缩小的简单原理

牢固掌握像素间的4连接、8连接和混合连接的定义，熟悉区域和边界的概念 理解线性与非线性操作的含义

教学方法 











二、  关于视觉感知要素的内容主要根据人眼结构图，讲解图像在人眼中的形成过程，人眼对图像特征的感知特性，以及人眼对亮度的适应和鉴别能力。视觉感知要素的讲解实质上是为数字图像的获取作铺垫，因此，这部分内容让学生了解即可。

 关于光和电磁波谱，考虑到学生在大学物理课程里已经讲过，这部分可以简单讲解，但是对与数字图像处理密切相关的一些概念(单色光，灰度级、发光强度，光通量、亮度)需要具体讲解。

 图像的感知和获取部分主要是介绍几种图像获取的传感器(点状、带状、阵列传感器)，以及图像形成的模型，这部分内容比较简单，作简单讲解即可。

 关于图像取样和量化的内容，可以简单的复习数字信号处理中一维信号的取样和量化的概念，然后把图像看成二维信号，从而讲解数字图像处理中的量化和取样的概念。

 对于数字图像的表示、灰度级分辨率和空间分辨率，可以与图像取样和量化的过程结合起来讲解，便于学生理解。结合阵列传感器的图像取样过程，讲解图像的矩阵表示原理。结合取样和量化的过程，讲解灰度级分辨率和空间分辨率的概念，并以分辨率发生变化的图像为例帮助学生理解概念。

 关于像素间的关系，重点讲解像素相邻的概念，特别是4连接 8连接和混合连接的概念。为了帮助学生理解概念，在讲课过程中一定要结合像素的位置关系图进行讲解。

第三章

授课学时：8学时

一、 内容：



空间域图像增强

教学内容及要求

背景知识 某些基本灰度变换(2学时) 直方图处理(2学时)

用算术/逻辑操作增强，空间滤波基础(1学时) 平滑空间滤波(1学时)

锐化空间滤波器、混合空间增强法(2学时) 







要求：

 掌握空间域图像增强的一些基本变换方法，会用这些基本变化进行图像增强;

牢固掌握直方图均衡化处理和直方图匹配处理的方法，会用直方图均衡化和直方图匹配增

强图像;  掌握图像减法处理和图像平均处理方法 牢固掌握空间滤波的原理

掌握平滑线性滤波器的原理和统计排序滤波的方法 掌握拉普拉斯算子图像锐化方法

掌握梯度法图像锐化方法，其中包括Robet算子，Sobel算子图像增强

教学方法 







二、

 空间域图像增中，对单个像素点进行灰度变换来实现增强的方法是最基本的图像增强方法。此类增强法对学生直观的理解图像增强的概念及原理是非常有用的，因此在教学过程中应特别注意对该类方法的仔细分析讲解，也可以为后面的空间滤波打好基础。

 对于直方图均衡化处理，是本章的重点，应该着重讲解。可以从同一幅场景的不同对比度图像的灰度直方图差异引入直方图均衡化处理的概念，说明进行均衡化的必要性。关于均衡化的具体处理方法，需要注意从连续函数讲起，然后自然过渡到离散函数，从而引出数字图像的直方图均衡化处理，主要通过一幅数字图像均衡化实例来讲解。

 算术逻辑操作增强部分的内容很简单，可以用一些简单的例子进行讲述。

空间滤波基础部分主要介绍空间域滤波的原理。由于滤波的概念一般在频域分析中才出

现，因此，在讲这部分内容时，应该注意讲解与频域滤波的关联与区别。同时，重点讲解空间域滤波的模板卷积计算方法。

 平滑空间滤波器部分非常重要，但原理比较简单，可以用一些典型的滤波器，比如均值滤波，中值滤波器的具体处理过程及实例来讲解平滑滤波的图像增强方法。

 锐化空间滤波器部分涉及到一阶微分和二阶微分的知识，应该特别注意对这部分基础知识的详细讲解，为后面相应锐化滤波器的讲解打好基础，也便于学生掌握一阶微分滤波器和二阶微分滤波器的基本思想。对于具体的二阶微分算子和一阶微分算子理论应结合它们对图像的响应特征来讲，让学生真正明白锐化滤波器的设计原理，对具体的滤波器应与实例相结合来讲，便于学生理解。

第四章 频域图像增强

授课学时：8学时

一、 内容：

 教学内容及要求

背景知识、傅立叶变换和频域介绍(2学时)  平滑的频域滤波器(2学时) 频域锐化滤波器,同态滤波器(2学时) 频域增强的实现(2学时) 



要求：

 掌握二维离散傅里叶变换与反变换方法 掌握二维傅里叶变换幅值谱、相位谱、功率谱 理解二维傅里叶变换的一些基本性质

掌握频率滤波的基本方法，会用频域滤波器进行图像增强 理解频域滤波器与空域滤波器的关系

理解频域平滑滤波的原理，掌握几种常见的频域平滑滤波器 理解频域锐化滤波的原理，掌握几种常见的频域锐化滤波器 理解同态滤波的原理

理解频域滤波实现过程中图像周期延拓的原理及方法，会对图像进行周期的延拓 理解快速傅里叶变换的原理及方法

教学方法 

















二、

 频域图像增强是建立在二维离散傅里叶变换的基础之上进行的，因此，本章内容的开始要通过回顾学生以前学过的一维傅里叶变换的知识，从而引入二维傅里叶变换。并遵循先连续傅里叶变换再离散傅里叶变换。特别注意讲解一维傅里叶变换与二维傅里叶变换的关联，便于学生理解二维傅里叶变换与反变换方法。

 二维傅里叶变换的性质，可以从一维傅里叶变换的性质引申过来，把原来的时域概念转换成空间域概念。

 讲解频域滤波的基本方法时重点讲解频域滤波的流程，并通过基本滤波器的介绍来解释频域滤波的原理。

 频域与空域滤波器的关系对于学生而言比较难以理解，需要用简单的数学推导来解释频域滤波器与空域滤波的关系。

 频域平滑滤波器和频域锐化滤波器部分的内容，主要就是围绕图像低频成分和高频成分的提取来讲，这部分介绍了几种常见的滤波器。在讲解过程中特别注意详细讲解振铃现象的产生原因即克服办法。

 在频域滤波具体实现部分，主要讨论避免频率混叠而进行的图像周期延拓。可以以一维信号的卷积实例讲解图像周期延拓的必要性、可行性以及相应的延拓方法。  快速傅里叶变换是图像频域滤波实现的重要工具，需要对快速傅里叶变换的原理进行详细讲解，便于学生理解快速傅里叶变换的实现过程。

第五章 图像复原

授课学时：4学时

一、 内容：

 教学内容及要求

图像复原/退化模型，噪声模型(0.5学时) 针对噪声的空间滤波复原(0.5学时) 针对周期噪声的频率滤波方法(2学时) 线性位置不变的退化模型(0.5学时)

逆滤波、维纳滤波和约束最小二乘方滤波、几何均值滤波，几何变换(0.5个学时) 







要求：

 掌握图像复原/退化模型;

了解常见的噪声模型，及各种噪声出现的场合;

掌握针对只有噪声退化的空间滤波复原方法，知道什么滤波方法适合什么样的噪声; 掌握周期噪声的频域滤波原理; 掌握线性位置移不变退化模型;

掌握逆滤波方法和维纳滤波方法，理解约束最小二乘方滤波 了解几何均值滤波和几何变换

教学方法 











二、

 根据图像成像的过程，引出图像退化和复原过程的模型，帮助学生理解什么是图像复原，为什么要进行图像复原，并抛出怎样进行图像复原的问题，引起学生的学习兴趣。

 简化图像复原/退化模型过程，只考虑噪声存在的情况下，图像的退化与复原，从而讲解噪声的模型，以及各种噪声的特性及应用场合。

 根据噪声特性分析，讲解针对噪声的图像复原方法。可以回顾第三章中空间域滤波的方法，从而引出针对噪声的空间滤波图像复原方法。

 从分析周期噪声的频域特性入手，讲解周期噪声的频域滤波方法，同样可以结合第四章的频率滤波方法，讲解相应的频率滤波器。

 线性退化移不变数学模型需要用简单的数学推导来讲解，注意讲解图像退化数学模型在空间域和频域的不同表示方法，以及他们之间的关系。特别是退化函数的物理意义需要重点强调，进一步加强学生对图像模糊退化概念的理解

 由图像退化数学模型引入逆滤波的概念，重点分析逆滤波存在的问题，根据这些问题引入维纳滤波，然后分析维纳滤波的局限性，进而引出约束最小二乘方滤波。其中重点分析逆滤波和维纳滤波方法，并注重以应用实例进行讲解。

第六章 彩色图像处理

授课学时：4学时

一、 内容：

 教学内容及要求

彩色基础及彩色模型，伪彩色处理(1学时) 全彩色处理，彩色变换(2学时) 平滑和尖锐化，彩色分割 (1学时) 



要求：

 理解三原色、二次色、颜料原色的概念

理解亮度、色调、饱和度的定义，了解色度图的含义

掌握三种基本的彩色模型(RGB， CMY(K)，HSI)的定义及表示方法

理解RGB彩色模型和HIS彩色模型之间的转换方法，了解HSI分量图像处理的原理 理解伪彩色处理中的强度分层技术及灰度级转换成彩色的原理

理解彩色变换中的补色、彩色分层、色调和彩色校正原理及直方图处理的方法 理解HIS彩色空间和RGB彩色空间的彩色分割方法 了解彩色边缘检测和彩色图像噪声

教学方法 













二、

 可以通过回顾第二章中人眼对图像的感知原理，来讲解人眼对彩色光的感知，从而引入三原色的概念。再以三原色的二次色图像讲解颜料原色的概念，并分析三原色和颜料原色之间的关联。

 在讲解颜色的色度、色调和饱和度特性的概念时，重点强调这种方法最适合人眼对彩色的描述，并引入色度图的表示方法。

 关于RGB彩色模型的讲述，主要围绕彩色立方体进行阐述，给学生最直观的理解。CMY彩色模型可以结合二次色的产生，讲解用RGB 分量来表示的方法。  HSI彩色模型较难理解，这部分内容要仔细讲解，重点以RGB彩色立方体为基础，分别对色度，色调和饱和度的确定方法进行讲解，帮助学生理解HSI彩色模型的表示原理及方法，并在此基础上讲解RGB彩色模型和HSI彩色模型之间转换方法。

 伪彩色图像处理部分，首先让学生明白什么是伪彩色处理，伪彩色处理具有怎样的意义，然后提出怎样进行彩色处理的问题，进入伪彩色处理方法的介绍。

 全彩色处理方法的部分后先让学生了解与伪彩色处理的区别，然后结合不同的彩色模型介绍全彩色的基本变化方法，注意彩色变换的概念比较抽象，一定要结合实例图像进行讲解

 关于彩色图像的平滑和锐化及彩色图像的分割内容，重点强调由于彩色图像的表示具有特殊性，因此与单色图像相比，其平滑和锐化的方法有一定的差异性。这部分均采用由单色图像的处理方法，转化到彩色图像的处理，帮助学生理解全彩色处理的基本原理及方法。

第八章 图像压缩

授课学时：6学时

一、 内容：

 教学内容及要求

图像压缩基础知识(1.5学时) 图像压缩模型及信息论要素(0.5学时) 无误差压缩编码(2学时) 有损压缩编码(2学时) 





要求：

 理解编码冗余、像素间冗余和心理视觉冗余的概念及出现的场合; 掌握信源、信息量、熵的基本概定义，理解熵编码的基本定理 牢固掌握霍夫曼编码方法 掌握算数编码方法 理解LZW编码方法

牢固掌握灰度编码及行程编码方法 掌握无损预测编码的原理 理解有损预测编码的原理

理解最佳预测器和最佳量化器的设计 了解变换编码的原理及过程 















  了解图像压缩标准

教学方法

二、

 本章首先需要让学生明白为什么要进行图像压缩，即图像压缩的必要性。从而可以过渡到三种数据冗余知识的讲解，各种数据冗余的讲解都要以实例的形式讲解，帮助学生理解其基本含义。

 在讲解了数据冗余过后，提出怎样进行图像压缩的问题，从而引出图像压缩的模型。 信息论要素部分，主要介绍一些基本概念和编码定理，为了引起学生的求知欲，可以提出

问题：描述一幅确定的图像究竟需要多大的数据量，怎样来评价一幅图像是否需要压缩，压缩是不是可以无限制的进行，从而引出相关的概念和编码定理，学生理解起来也较容易。

 无损压缩编码部分的讲解主要是通过具体的编码实例来介绍其编码的方法，不要独立讲编码的步骤，应该与实例的编码过程结合起来，让学生的思路跟着老师理解编码的原理及方法，每种方法讲述完毕的时候，一定要归纳总结，并和其他编码方式进行对比分析。

 有损压缩编码的讲解与无损压缩编码的过程进行对比分析结合起来，帮助学生理解其差异性。特别是有损预测编码与无损预测编码之间的对比分析，便于学生理解有损压缩与无损压缩的概念，并着重讲解最佳预测器和最佳量化器部分。

 变换编码部分，由于难度较大，只需要学生理解变换编码的原理及过程既可，因此讲解的时候重点注意概念和原理的阐述，具体方法可以简单讲解。

 图像压缩标准主要根据图像的不同种类讲解不同的压缩方法，需要注意各种标准之间的对比讲解，帮助学生理解。

第十章 图像分割

授课学时：4学时

一、 教学内容及要求 内容：

 基于像素的点和线的检测、边缘检测及边缘连接(1学时) 基于阈值的分割(2学时) 基于区域的分割(1学时) 



要求：

 掌握点检测、线检测、边缘检测的基本方法 掌握霍夫曼变换直线检测方法   理解全局阈值、局部阈值、自适应阈值的分割方法 理解最佳全局阈值分割原理 理解区域生长分割方法 理解区域分割与合并的分割方法 





二、教学方法

 关于间断检测可以结合第三章中空域滤波的原理，引入间断检测的基本原理。这一部分重点在检测模板的具体分析讲解，让学生真正理解间断检测模板的含义。特别是边缘检测部分，要结合一阶微分和二阶微分来深入剖析，边缘检测的原理及过程。

 霍夫曼变换直线检测是一种重要的直线检测方法，其原理简单，易于实现。但是对学生而言，深入理解其原理可能有难度，因此这部分的讲解要循序渐进，结合图形图像深入剖析其原理。

 阈值分割，重点在于自适应阈值、最佳全局阈值和自适应阈值分割的讲解，特别注意要结合具体事例的直方图特性来讲解，否则学生对阈值分割的内涵不能真正理解。

 基于区域的分割，只需要学生理解区域生长、分割和合并的基本原理即可。因此在讲解这部分内容应配合一些实例讲解其原理。

(二)自学内容和要求 无

(三)实践性教学环节和要求  图像增强处理(2学时) 要求学生掌握图像增强的基本方法;  图像复原处理(2学时) 要求学生掌握图像复原的基本方法;  彩色图像处理(2学时)

要求学生理解彩色模型的含义，掌握彩色图像处理的基本方法;  图像分割(2学时)

要求学生掌握图像分割的基本原理和算法的设计;

三、考核方式

本课程的考核方式包含平时考核、上机实验考核和期末考核，其各项所占比例为平时考核10%，上机实验考核10%，期末考核80%

四、建议教材及参考资料

(一)教材：

Rafael C. Gonzalez, etc. Digital Image Processing 3rd. 北京：电子工业出版社，2010年

(二)参考资料：

1. Rafael C. Gonzalez,etc. Digital Image Processing Using MATLAB. 北京：电子工业出版社，2010年

2.朱志刚. 《数字图像处理》. 北京：电子工业出版社，2002年 3. 章毓晋. 《图象工程》. 北京：清华大学出版社, 2006年 4. http:///gonzalezwoods

第二篇：《数字电子技术》电子教案范文

广东外语艺术职业学院

04— 05 学年第一学期 数字电子技术基础

授课教案 第本

本课程共有教案本 课程类型

专业必修课

授课对象

信息技术系现代技术教育、网络技术、计算机应用专业

授课教师

席铁壮王政辉

开课单位

信息技术系

编写日期

2005年2月

教材处理情况 总体说明

本课程是计算机科学与技术专业的硬件基础课程，其先修课为高等数学、普通物理、电路基础、模拟电路，后读课程为计算机组成原理、微机原理、单片机原理、计算机接口技术、计算机网络技术等。 教材的选用：

数字电子技术基础简明教程(第二版) 清华大学电子学教研组编 余孟尝主编

高等教育出版社

1999年10月第2版

删减的内容

补充更新的内容

备注

具体教案 章节

第一章逻辑代数基础

课时安排

本章共10 学时。

进度安排：概述(绪论、数制)1.5学时，1.1节2学时，1.2节5学时，1.3节1学时，习题课0.5学时。

教学目的要求

逻辑代数是分析和设计数字电路的数学工具，本章主要介绍逻辑代数的公式、定理及逻辑函数的化简方法。要求掌握常用数制及其转换，基本和常用逻辑运算，逻辑代数的公式、定理，逻辑函数的公式、图形化简法，逻辑函数的五种表示方法及相互之间的转换。

教学重点

逻辑代数的公式、定理、逻辑函数的的公式、图形化简法。

教学难点

公式、定理、规则的正确应用，逻辑函数化简的准确性

教学内容

概述

逻辑代数、数制及其转换、BCD码。 1.1 基本概念、公式和定理 1.2 逻辑函数的化简方法

1.3 逻辑函数的表示方法及其相互之间的转换

作业

课后反思

具体教案 章节

第二章门电路

课时安排

本章共12学时。

进度安排：2.1节2，2.2节0.5，2.3节4.5，2.4节4.5，习题课0.5。

教学目的要求

集成逻辑门是构成数字逻辑电路的基本单元。本章主要介绍CMOS和TTL集成逻辑门的逻辑功能和电气特性。要求掌握高、低电平与正、负逻辑的概念，二极管、三极管、MOS管的开关特性，熟悉二极管与门和或门，三极管非门的电路结构及工作原理;熟悉CMOS和TTL反相器的电路结构工作原理，掌握其电气特性和功能。掌握与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门、三态门、OD门、OC门、CMOS传输门的逻辑符号、逻辑功能。熟悉各种门电路的特点使用方法。

教学重点

CMOS和TTL集成门电路，重点是外部特性，即逻辑功能和电气特性。

教学难点

CMOS和TTL集成门电路的电气特性。

教学内容

概述

门电路，逻辑变量与两状态开关，高、低电平与正、负逻辑，分立元件门电路和集成门电路等概念。

2.1 半导体二极管、三极管和MOS管的开关特性 2.2 分立元件门电路 2.3 CMOS集成门电路 2.4 TTL集成门电路

作业

课后反思

具体教案 章节

组合逻辑电路

课时安排

本章共15学时。

进度安排：概述、3.1节2.5，3.2节2，3.3节4.5，3.4节1.5，3.5节1，3.6节2，3.7节0.5，习题课1。

教学目的要求

本章主要介绍组合逻辑电路的分析和设计方法以及常用典型组合电路的功能、应用。 要求：掌握组合电路的特点、基本分析和设计方法，掌握加法器、比较器、编码器和译码器、数据选择器和分配器、只读存储器等常用组合电路的功能、应用及实现方法。熟悉典型中规模集成组合逻辑器件的功能、应用及用中规模集成器件实现组合逻辑函数的方法。了解组合电路中的竞争冒险。

教学重点

组合电路的分析和设计方法，常用中规模集成器件的功能和应用。

教学难点

组合电路的设计

教学内容 概述

组合电路的特点，功能表示方法及分类 3.1 组合电路的基本分析方法和设计方法 3.2 加法器和数值比较器 3.3 编码器和译码器 3.4 数据选择器和分配器

3.5 用中规模集成电路实现组合逻辑函数 3.6 只读存储器(ROM) 3.7 组合电路中的竞争冒险

作业

课后反思

具体教案 章节

触发器

课时安排

本章共11学时。

进度安排：概述、4.1节2，4.2节1.5，4.3节1，4.4节1，4.5节2，4.6节2，4.7节0.5，习题课1。

教学目的要求

本章主要介绍各类触发器的辑功能及触发方式，它是构成时序电路的基本单元。

要求：熟悉RS，JK，D，T触发器的电路结构，工作原理，掌握RS，JK，D，T触发器的逻辑符号，逻辑功能表示方法，触发方式及触发器间的相互转换。了解触发器的电气特性，熟悉常用集成触发器的特点和应用。

教学重点

各类触发器的逻辑功能及触发方式。

教学难点

触发器的触发方式

教学内容

概述

对触发器的基本要求，触发器的现态、次态，触发器的分类。 4.1基本触发器 4.2同步触发器 4.3主从触发器 4.4边沿触发器

4.5时钟触发器的功能分类及转换 4.6触发器逻辑功能表示方法及转换 4.7触发器的电气特性

作业

课后反思

具体教案 章节

时序逻辑电路

课时安排

本章共16学时。

进度安排：概述、5.1节4，5.2节6，5.3节3，5.4节1，5.5节1，习题课1。

教学目的要求

本章主要介绍时序电路的分析和设计方法以及计数器、寄存器等常用典型时序电路的功能及应用。

要求：掌握时序电路的特点、分类、功能描述方法，时序电路的基本分析和设计方法。熟悉计数器、寄存器、RAM、顺序脉冲发生器的功能，应用。掌握同步、异步计数器的工作原理，常用中规模集成计数器的功能、应用以及用中规模集成计数器构成N进制计数器的方法。了解三态逻辑和微机总线接口，可编程计数器，可编程逻辑器件(PLD)的基本结构及分类，PLA、PAL、GAL的基本原理、特点及应用。

教学重点

时序电路的分析和设计方法。计数器、寄存器的功能、分类、常用中规模集成计数器的功能、应用。

教学难点

时序逻辑电路的设计方法。

教学内容

概述

时序电路的特点，功能表示方法，分类 5.1 时序电路的基本分析和设计方法 5.2 计数器

5.3 寄存器和读/写存储器

5.4 顺序脉冲发生器、三态逻辑和微型计算机总线接口 5.5可编程时序逻辑电路

作业

课后反思

具体教案 章节

脉冲的产生、整形电路

课时安排 本章共4学时。进度安排：概述、6.1节2，6.2节1，6.3节1。

教学目的要求

本章主要介绍555定时器电路及多谐振荡器、施密特触发器和单稳态触发器等脉冲产生和整形电路的原理、功能、特点和应用。

要求：掌握555定时器，多谐、施密特、单稳的电路结构，工作原理，功能、特点和应用。

教学重点

多谐振荡器，施密特触发器，单稳态触发器的功能与应用

教学难点

多谐、施密特、单稳的工作原理

教学内容

概述

矩形脉冲的基本特点，555定时器电路及功能 6.1 多谐振荡器 6.2 施密特触发器 6.3 单稳态触发器

作业

课后反思

具体教案 章节

第七章数模、模数转换电路

课时安排

本章共4学时，概述，7.1节2学时，7.2节2学时。

教学目的要求

本章主要介绍D/A转换器，A/D转换器的基本原理，几种典型D/A，A/D转换器电路。 要求熟悉D/A，A/D转换器的基本原理及倒T型电阻网络D/A转换器，逐次渐近型、双积分型和并联比较型A/D转换器的基本工作原理，输出量和输入量间的定量关系，主要特点及参数。

教学重点

典型D/A，A/D转换器电路基本工作原理，输出量与输入量之间的定量关系、特点及参数。

教学难点

典型D/A，A/D转换器的基本工作原理。

教学内容

概述

7.1 D/A转换器 7.2 A/D转换器

作业

课后反思

广东外语艺术职业学院 课程授课教案填写说明

存档教案要求一门课程一份，除了课后反思一栏要求每一位任课教师根据自己上课的情况填写外，其他内容可以是备课小组集体智慧的结晶，而且评估更注重集体备课、资源共享的情况。

课程名称请按《教学指导书》上的课程名称填写。(以教务处网上发布的电子版《教学指导书》为准) 课程教案按开课学期分装成册并在封面注明是第几本和共几本。

课程类型请按《教学指导书》中的课程分类填写：公共类必修课/教育类必修课/学科类必修课/实践和研究课/公共类限选课/教育类限选课/学科类限选课/任选课。 授课教师请填写本学期本课程所有任课教师的姓名。

教材处理中的总体说明主要填写选用该教材的理由、该教材的主要特点。 教材处理情况中删减和补充的内容都必须写明变更的理由。

教材处理中的备注栏主要填写该课程选用的练习册、教参、教学辅助材料等。

第三篇：《数字电子线路》课程教案5

 本次重点内容：

1、二极管门电路的工作原理。

2、门电路的延迟时间。  教学过程

第3章 逻辑门电路

3. 1 概述

门电路——用以实现各种基本逻辑关系的电子电路

正逻辑——用1表示高电平、用0表示低电平的情况; 负逻辑——用0表示高电平、用1表示低电子的情况。 (此处用数字电路网络课程或PowerPoint)

二、动态开关特性 (PowerPoint)

在高速开关电路中，需要了解二极管导通与截止间的快速转换过程。

当输入电压UI 由正值UF 跃变为负值UR 的瞬间，VD 并不能立刻截止，而是在外加反向电压 UR作用下，产生了很大的反向电流IR ，这时 iD= IR≈- UR/R，经一段时间 trr后二极管VD 才进人截止状态，如图3. 2. 3 (c) 所示。通常将trr 称作反向恢复时间。

产生 trr的主要原因是由于二极管在正向导通时，P区的多数载流子空穴大量流入N区，N区的多数载流子电子大量流入P区，在P区和N区中分别存储了大量的电子和空穴，统称为存储电荷。当UI 由UF 跃变为负值 UR时，上述存储电荷不会立刻消失，在反向电压的作用下形成了较大的反向电流 IR，随着存储电荷的不断消散，反向电流 也随之减少，最终二极管VD 转为截止。 当二极管VD 由截止转为导通时，在P区和N区中积累电荷所需的时间远比trr 小得多，故可以忽略。

3. 2. 2 三极管的开关特性

一、静态开关特性及开关等效电路

3. 2. 3 二极管门电路

一、二极管与门电路

二、二极管或门电路

表3.2.3 或门输入和输出的逻辑电平 表

表3.2.5 非门的真值表

表3.2.4 或门的真值

二、或非门电路 列出其真值表

第四篇：《数字电子线路》课程教案6

3.3 TTL反相器的输入输出特性

 本次重点内容： TTL反相器的电压传输特性  教学过程

一. 工作原理

TTL反相器的电路如图1所示，当输入端为高电平时， 的BE结都不导通，而BE结相当于一个正向导通的二极管，给 提供基极电流，使 导通，进而 导通， 和 截止， 输出低电平。 ~ 各极电位如下表所示。

图2-1 TTL反相器的电路图

当输入端为低电平(0.3V)时， 中的BE结导通， 的基极电位为 V+0.7V=1V，它不能使 的BC结和 的BE结正向导通，因此 和 截止, 和 导通， 输出高电平。 ~ 各极电位如下表所示。

根据表1和表2可列出该电路输入、输出电平关系，因此它是一个非门。

二、TTL反相器的外特性及主要电器参数

了解门电路的外特性，进而理解电路的主要电气参数是正确使用数字集成电路的基础。现仍以TTL反相器为例来讨论门电路的各种外特性以及有关的电气参数。

1. 电压传输特性

电压传输特性描述了输出电压与输入电压的函数关系，即 。 对于图2-1所示的典型反相器，其电压传输性如图2-2所示，其中 是加在多射极晶体管 某个发射极的输入电压， 是输入电压。

图2-2 TTL反相器的电压传输特性 电压传输特性分为以下几部分： ① 段(截止区) 当 <0.6V时， ， 、 截止,输出高电平 。

② 段(线性区) 当0.6V≤ <1.3V时， ，此时 导通， 随 升高而下降，经过 、 两级射随器使 下降。 仍截止。

③ 段(转折区) 当 ≥1.3V时，随着输入电压略微升高，输出电压急剧下降。这是由于此时 开始导通， 尚未饱和， 、 、 和 均处于放大状态，故 稍有提高，均可使 很快下降。所以 的斜率比 段要大的多。通常把电压传输特性曲线上转折区中点所对应的输入电压称为门槛电压(或阈值电压)，以 表示。对于典型的TTL反相器， =1.3~1.4V，可以粗略地认为，当 < 时，反相器将截止，输出高电平。

④ de段(转折区) 当 ≥1.4V时， 2.1V，此时 和 饱和， 截止，输出低电平， =3V，且输出电平基本不随 的增大而变化。

由电压传输特性可得反相器的几个重要参数：输出的高电平 ，输出低电平 、关门电平 、开门电平 、下限抗干扰电压容限 、上限抗干电压扰容限 等。

① 和

电压传输特性曲线截止区所对应的输出电压为 ，饱和区所对应的输出电压为 。

② 和 和 是两个很重要的参数。首先引入额定高电平和额定低电平的概念。由于各器件的 和 总存在差异(离散性)，通常要规定一个额定值。TTL反相器的额定高电平为3V，额定低电平为0.35V。任何一个实际的反相器只要 ≥3V，

≤0.35V，它的这两个参数就是合格的。 开门电平 是指输出电平达到额定低电平(0.35V)时，所允许的输入高电平的最小值。通常认为，只有当 ≥ 时，输出才是低电平; < 时，输出将不是低电平。在特性曲线上， 是输出电压为0.35V时所对应的输入电压。 的典型值为1.4V，一般要求小于1.8V。

关门电平 是在保证输出电压为额定高电平的90%(即2.7V)时，所允许的输入低电平的最大值。通常认为，只有 ，输出才是高电平，否则将不是高电平。 的典型值为1.0V，一般要求大于0.8V。

③ 抗干扰能力 和

一般用噪声容限的数值来表明电路的抗干扰能力。在输入为低电平时，输出应为高电平，如果这时输入端引入了一个正向干扰，当它叠加到输入低电平上，使总和超过 时，就不能保证输出为高电平。输入为低电平时，在保证输出仍为高电平的条件下，所允许的最大正向干扰幅度即为该电路的底电平噪声容限(下限抗干扰电压容限)以 表示。显然有 其中 为输入低电平的上限。

同理，当输入为高电平的下限值 时，在保证输出为低电平的前提下，输入端所允许的最大负向干扰幅度即为该电路的高电平噪声容限(上限抗干扰电压容限)，以 表示，从而 。

2. 输入特性

TTL反相器的输入特性是指输入电流 与输入电压 间的函数关系

。假定电流 由信号源流入 的发射极时方向为正，反之为负。典型TTL反相器的输入特性如下图所示。

图2-3 TTL反相器的输入特性

由输入特性可得参数： ① 输入短路电流 当 时， ，对应特性曲线上的M点，该电流称为输入短路电流，记作 。若该门的输入端由前级TTL驱动，这个电流将是前级门的灌电流负载之一，它将流入前级门的 管。

② 反向漏电流

当 时， 流入 管，且 ，该电流称为反向漏电流，记作 。它是输入端为高电平时从该输入端流入 的电流，由前级门的输出级供给。

必须注意的是，当 V时， 管的CE结将会被击穿，使 猛增。另外，当 ≤-1V时， 的BE结也可能被烧坏。这两种情况下，都会使反相器损坏。因此在使用时，尤其在混合使用电源电压不同的集成电路时，应采取相应措施，将输入电平钳制在安全工作区域内。

3. 输入负载特性

称为输入负载特性，其中 是外接于反相器输入端(即 发射极)的电阻， 是由 基极电流流过 时产生的压降，它不是外加电压。TTL反相器输入负载特性及测试方法如图2-18所示。

图2-4 TTL反相器的的输入负载特性

2-18左图可以看出，当 增加时 也增高。当 由时， ，此时反相器输入电平为关门电平 ，将此时的 记作 (关门电阻)。由此，可以粗略地认为，当 时，输入电平为低电平，反相器截止，输出高电平 ;当 时，将因输入电平高于 而使输出电平降低。 愈大，输出电平将愈低，直至 。因此，当TTL电路的输入端开路时，认为该输入端接逻辑高电平。通常，TTL电路的多余输入端一般不宜开路，以免引入干扰信号。对多余输入端有三种处理方法：与信号端并接使用;对于要求保持高电平的多余端经一个 的电阻接电源正极;对于要求保持低电平的多余端接地。

图2-6 TTL反相器的低电平输出特性 图2-7 TTL反相器的高电平输出特性 4. 输出特性

TTL反相器的输出特性反映了输出电压 与输出电流 的关系，如图2-

6、2-7。图中的电流方向是拉电流为负，灌电流为正。由典型的TTL反相器可知，在输出 为低电平时，随着灌入 的负载电流的增大， 的饱和程度将减轻，从而 将略有增大，如图2-19中的CA段所示。此时的输出等效电路如图2-20(a)所示，输出阻抗 。当灌入电流达到 (约为40mA)后， 可能脱离饱和进入放大状态， 将增大很多。此时，理应为逻辑0的低电平可能会被抬高到同代表逻辑1的高电平差不多大小，从而引起逻辑上的失效。所以不允许反相器工作在AB段。

图2-8 TTL反相器的的等效输出电路

当反相器截止时，输出为高电平，此时负载电流为拉式电流，输出阻抗

。等效电路如图2-20(b)所示。显然拉电流增大时， 将压下降，当

= 时输出电平为 。通常不允许 > 。 5. 扇出系数

输入特性和输出特性反映了驱动门与负载门之间的相互影响，当门电路级联使用时，必须注意这个问题。通常用扇出系数 来描述门电路驱动同类电路的个数。

由于 << ，故通常有 > ，即把反相器输出低电平时的管电流负载能力当作反相器的扇出系数。

6. 空载功耗

当输出端空载，反相器输出低电平时，电路的功耗称为空载导通功耗 ，其测试电路如图2-21(a)所示。 ， 为空载导通时的电源电流。

当输出端空载，反相器输出高电平时，电路的功耗称为空载截止功耗 ，其测试电路如图2-21(b)所示。 ， 为空载截止时的电源电流。

图2-9 TTL反相器的TTL反相器空载功耗

由于

比 大，因此一般用 表示门电路的功耗。 7. 平均传输延迟时间

在实际逻辑电路中，一级门的输出往往就是下级门的输入。由于晶体管的接通时间 和关闭时间 均不为0，也就是说它们的导通、截止过程都需要一定的时间，所以当TTL反相器的输入信号发生变化时，它的输出不能立即变化，而存在一定的延迟时间，如图2-22所示。图中，输出波形下降沿的50%处( 点)与输入波形上沿的50%处(A电)的时间间隔称为导通延迟时间 输出波形上升沿的50%处( 点)与输入波形下沿的50%处(B点)的时间间隔称为截止延迟时间 。 与

的平均值称为平均传输延迟时间 (简称传输延迟)，即

它是衡量门电路开关速度的一个重要指标。典型TTL反相器的 约为10ns。

图2-10 TTL反相器的TTL反相器平均传输延迟时间

第五篇：《数字电子线路》课程教案1

 本次重点内容：

1、数制转换

2、BCD码。

3、逻辑函数的表示方法  教学过程

第1章 逻辑代数基础 1.1 概述

1.1.1 数字信号和数字电路。

1、数字信号与模似信号

模拟信号 — 幅度随时间连续变化

数字信号 — 断续变化(离散变化)，时间上和幅值上均离散化，多采用0、1二种数值组成。

模拟信号，脉冲信号，数字信号如图所示。

模拟信号

脉冲信号

数字信号

2、模拟电路与数字电路

模拟电路 — 传输或处理模拟信号的电路，如：电压、功率放大等;

数字电路 — 处理、传输、存储、控制、加工、算运算、逻辑运算、数字信号的电路。

如测电机转速：电机-光电转换-整形-门控-计数器-译码器-显示 时基电路

1.1.2 数字电路的分类

微电子技术的迅猛发展导致了数字电路的飞速发展。

1、 按电路类型分类

(1)组合逻辑电路 输出只与当时的输入有关，如：编码器、加减法器、比较器、数据选择器。

(2)时序逻辑电路 输出不仅与当时的输入有关，还与电路原来的状态有关。 如：触发器、计数器、寄存器

2、 按集成度分类 SSI →MSI→LSI→VLSI 表1.1.1 数字集成电路分类

3、 按半导体的导电类型分类 (1) 双极型电路

(2) 单极型电路 1.1.3数字电路的优点

1、 易集成化。 两个状态“0”和“1”，对元件精度要求低。

2、 抗干扰能力强，可靠性高。 信号易辨别不易受噪声干扰。

3、便于长期存贮。 软盘、硬盘、光盘。

4、通用性强，成本低，系列多。

(国际标准)TTL系例数字电路、门阵列、可编程逻辑器件。

5、保密性好。 容易进行加密处理。

1.2 数制和码制

1.2.1数 制

一、十进制 表示法

与同学讨论

二、

八、十六进制的表示方法及特点

二、二进制

三、八进制和十六进制 八进制

逢八进一;系数0～7 ;基数8; 权8 n。 2.十六进制

逢十六进一;系数：0～

9、A、B、C、D、E、F;基数16;权16n。 表1.2.1 十进制、二进制、八进制、十六进制对照表

1.2.2 不同数制间的转换

一、各种数制转换成十进制

二进制、八进制、十六进制转换成十进制时，只要将它们按权展开，求出各加权系数的和，便得到相应进制数对应的十进制数。

例：

二、十进制转换为二进制

将十进制数的整数部分转换为二进制数采用“除2取余法”; 将十进制小数部分转换为二进制数采用“乘2取整法”。 例1.1.1将十进制数(107.625)10转换成二进制数。

将十进制数的整数部分转换为二进制数采用“除2取余法”，它是将整数部分逐次被2除，依次记下余数，直到商为0。第一个余数为二进制数的最低位，最后一个余数为最高位。

解：① 整数部分转换

所以，

②小数部分转换

将十进制小数部分转换为二进制数采用“乘2取整法”，它是将小数部分连续乘以2，取乘数的整数部分作为二进制数的小数。

由此可得十进制数(107.625)10对应的二进制数为 (107.625)10=(1101011.101)2

三、二进制与八进制、十六进制间相互转换 1.二进制和八进制间的相互转换 (1) 二进制数转换成八进制数。 二进制数转换为八进制数的方法是：整数部分从低位开始，每三位二进制数为一组，最后不足三位的，则在高位加0补足三位为止;小数点后的二进制数则从高位开始，每三位二进制数为一组，最后不足三位的，则在低位加0补足三位，然后用对应的八进制数来代替，再按顺序排列写出对应的八进制数。

例1.1.2 将二进制数(11100101.11101011)2转换成八进制数。 (11100101.11101011)2=(345.726)8 (2) 八进制数转换成二进制数。

将每位八进制数用三位二进制数来代替，再按原来的顺序排列起来，便得到了相应的二进制数。

例1.1.3 将八进制数(745.361)8转换成二进制数。 (745.361)8= (111100101.011110001)2 2.二进制和十六进制间的相互转换 (1) 二进制数转换成十六进制数。 二进制数转换为十六进制数的方法是：整数部分从低位开始，每四位二进制数为一组，最后不足四位的，则在高位加0补足四位为止;小数部分从高位开始，每四位二进制数为一组，最后不足四位的，在低位加0补足四位，然后用对应的十六进制数来代替，再按顺序写出对应的十六进制数。

例1.1.4 将二进制数(10011111011.111011)2转换成十六进制数。 (10011111011.111011)2=(4FB.EC)16 (2)十六进制数转换成二进制数。

将每位十六进制数用四位二进制数来代替，再按原来的顺序排列起来便得到了相应的二进制数。

例1.1.5 将十六进制数(3BE5.97D)16转换成二进制数。 (3BE5.97D)16=(11101111100101.100101111101)2 1.2.3 二进制代码

讨论：码的作用;BCD码。

一、二-十进制代码

将十进制数的0～9十个数字用四位二进制数表示的代码，称为二-十进制码，又称BCD码。

表1.2.2 常用二-十进制代码表(重点讲解8421码、和余3码)

注意：有权码和无权码的意义。

二、码制 1.格雷码

表1.2.3 格雷码与二进制码关系对照表

重点：格雷码的规律(反射码——“反射”的含义) 2.奇偶校验码

为了能发现和校正错误，提高设备的抗干扰能力，就需采用可靠性代码，而奇偶校验码就具有校验这种差错的能力，它由两部分组成。

表1.2.4 8421奇偶校验码

1.3逻辑函数及其表示法

1.3.1 基本逻辑函数及运算

1、与运算 ——— 所有条例都具备事件才发生

开关：“1” 闭合，“0” 断开 灯：“1” 亮，“0” 灭

真值表：把输入所有可能的组合与输出取值对应列成表。 逻辑表达式： L=K1*K2 (逻辑乘) 逻辑符号：原有符号：

2、或运算 ——— 至少有一个条件具备，事件就会发生。

逻辑表达式：L=K1+K2 (逻辑加)

逻辑符号：

3、非运算： — 结果与条件相反

逻辑表达式：

逻辑符号：

1.3.2 几种导出的逻辑运算

一、与非运算、或非运算、与或非运算

二、异或运算和同或运算

逻辑表达式：

相同为“1”，不同为“0”

1.3.3 逻辑函数及其表示法

一、逻辑函数的建立

举例子说明建立(抽象)逻辑函数的方法，加深对逻辑函数概念的理解。 例1.3.1 两个单刀双掷开关 A和B分别安装在楼上和楼下。上楼之前，在楼下开灯，上楼后关灯;反之下楼之前，在楼上开灯，下楼后关灯。试建立其逻辑式。

真值表如下：

例1.3.2 比较A、B两个数的大小

二、逻辑函数的表示方法 1.真值表

逻辑函数的真值表具有唯一性。逻辑函数有n个变量时，共有 个不同的变量取值组合。在列真值表时，变量取值的组合一般按n位二进制数递增的方式列出。用真值表表示逻辑函数的优点是直观、明了，可直接看出逻辑函数值和变量取值之间的关系。

分析逻辑式与逻辑图之间的相互转换以及如何由逻辑式或逻辑图列真值表。 2.逻辑函数式

写标准与-或逻辑式的方法是：

(l)把任意一组变量取值中的1代以原变量，0代以反变量，由此得到一组变量的与组合，如 A、B、C三个变量的取值为 110时，则代换后得到的变量与组合为 A B 。

(2)把逻辑函数值为1所对应的各变量的与组合相加，便得到标准的与-或逻辑式。 3.逻辑图

逻辑图是用基本逻辑门和复合逻辑门的逻辑符号组成的对应于某一逻辑功能的电路图。

例1.3.3 已知真值表，试写出逻辑式并画出逻辑图。