《数字电子技术》课程整体设计

《数字电子技术》课程整体设计说课人湖南机电职业技术学院电气工程学院整体设计汇报内容课程简介课程定位课程教学设计理念课程整体设计第一次课设计最后一次课设计课程简介：课程基本信息适用专业：机电一体化技术专业课程代码：20203007课程性质：理论课学时：48学时学分：3学分授课对象：本专业2012级学生•电路分析•模拟电子技术前导课程本课程•PLC应用技术•单片机应用技术后续课程当前的职业教育理念提出：课程教育主要是要增强学生的职业能力。学生所面对的职业岗位群以及岗位的技能要求决定课程定位返回•数字电子技术机电一体化专业重要专业基础课程，衔接前导基础课及后续专业课的桥梁，对培养职业能力起主要支持作用。职业岗位岗位能力学习领域机电产品装配工机电产品（设备）调试维护工机电产品（设备）售后技术员信号检测处理；系统程序测试、系统故障处理。产品装配图的识读与绘制；装配工艺编制与管理能力；电气原理图、安装接线图的识读与绘制；电气元器件的选择与检测；PLC控制系统分析和故障检测安全保护措施的正确采用、工量具、材料等的正确选用模拟电子技术……数字电子技术PLC及其应用单片机应用技术…机电产品（设备）现场工程师传感器应用技术电工技术学校类别中职高职普通高校共同点培养数字电路系统的安装、设计和调试的基本能力。不同点侧重电子元器件的认识、检测和安装侧重数字电路系统的安装、调试和故障检修。侧重理论的学习，强化数字电路系统的设计、优化与性能分析。与其它层次学校的比较设计理念教Teach学Learn做Do以完成工作任务为主线，链接相应的理论知识和技能实训。围绕这个实际电路学习数字电路器件，分析电路工作原理及功能。边学边做，在制作过程中不断深入学习调试方法、故障检测与排除方法。返回课程教学设计理念：紧紧围绕当前的职业教育理念，突出高职教育以能力培养为本的思想，突出机电一体化技术专业学生的职业能力培养。职业岗位的能力要求课程教学目标职业岗位的工作过程学习情境和能力训练项目职业岗位的工作内容课程教学方法和教学手段设计确定选择项目项目内容学时项目一产品质量检测仪的设计与制作14项目二一位加法计算器的设计与制作6项目三由触发器构成的改进型抢答器的制作10项目四数字电子钟的设计与制作18合计48课程整体设计：项目设计返回整体设计:教学进度表整体设计:教学进度表整体设计：知识与能力目标返回★能熟练地使用常用电子仪器如万用表、逻辑笔和数字示波器等，能正确地调试、测量基本单元电路的逻辑功能，检查与排除电路故障；★能合理选择实验板、搭接实验电路，合理布置实验现场；★能阅读和绘制简单数字电子产品电气原理图★会查阅电子器件手册★能设计、制作与调试简易电子产品的整机电路及正确书写电子产品说明书。★知道数制和码制的基本概念，理解其相互转换的方法；★了解真值表、卡诺图、逻辑电路图描述逻辑事件的方法，理解各种方法的特点与作用，掌握化简逻辑函数的基本方法；了解各种门电路的基本特点及典型应用；★掌握触发器的基本特点及典型应用；理解不同触发器转换的一般方法；★掌握555集成电路的外部特性与典型应用，理解定时电路与脉冲整形电路的基本原理；★理解编译码器、计数器、寄存器、存储器、A/D与D/A转换器的原理，掌握上述器件常用集成电路的外部特性与使用方法；★理解组合逻辑电路与时序逻辑电路的区别，掌握组合逻辑电路的分析方法与设计方法，理解时序逻辑电路的分析方法项目一产品质量检测仪的设计与仿真调试项目二一位加法计算器的设计与仿真调试项目三抢答器的设计与仿真调试项目四数字电子钟的设计与仿真调试项目知识目标能力目标具有严谨的电子产品设计风格；具有良好的工作习惯；能遵循硬件开发的基本流程，如任务分析、电路设计、元器件选型、仿真、调试等，且各个环节规范有序；能充分考虑设计电路的可靠性，具有较强的产品质量意识与成品意识；符合企业基本的7S管理要求整体设计：素质目标整体设计：情境设计周次2课内项目数字电子钟的设计与仿真调试情境设计团队一个新的项目---数字电子钟的设计。这次客户要求①时间以24小时为一个周期；②显示时、分、秒；③具有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间；④具有报时功能，当时间到达整点前5秒进行蜂鸣报时；⑤为了保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供表针时间基准信号。子项目4－1数字电子钟设计方案的确定4－2数字电子钟单元电路设计4－3数字电子钟电路仿真和调试课时4142子情境接手项目后，团队很自然的进入工作流程，论证系统硬件方案，完成硬件设备选型。工作过程中，团队成员由于有了前面几个项目设计的经验，设计过程更加熟练。不断的优化单元设计方案，使设计更加完美。团队的整体电路设计完成后，进行系统硬件安装、系统联调，利用EWB软件仿真完成仿真。任务解读系统任务画出硬件框图硬件设备选型脉冲信号产生电路设计寄存器功能测试计数器设计译码驱动及显示单元设计软件安装、调试整体电路绘制软件仿真整体设计：考核方案第一节课设计数字时代给大家带来的好处:数码相机，数字电视，电子词典，MP3、U盘等数字电子技术的应用非常广泛。20世纪中期至21世纪初，电子技术特别是数字电子技术得到了飞速的发展，使工业、农业、科研、医疗以及人们的日常生活发生了根本性的变革。“数字化”：许多传统使用模拟技术的领域转而使用数字技术。电视技术雷达技术通信技术计算机、自动控制航空航天数码相机MP3、MP421世纪是信息数字化的时代，数字电子技术是电子信息类各专业的主要技术基础课程之一。数电技术的应用数码相机智能仪器计算机本课程学习的内容及完成的任务:产品质量检测仪的设计与制作一位加法计算器的设计与制作由触发器构成的改进型抢答器的制作数字电子钟的设计与制作学习指南各种数字电路千变万化，但它们所包含的基本原理、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、死记硬背，而是要掌握基本概念、基本原理、基本分析与设计方法。数字集成电路的种类繁多，各种电路的内部结构及工作过程千差万别，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，主要需要了解电路结构特点及工作原理，重点掌握它们的外部特性。数字电子技术是一门实践性和应用性很强的学科。由实际问题入手，通过指导同学们完成各项工作任务，学习相关知识和理论，引出相关概念及相关电路，将技能训练和理论学习相结合，达到学习要求。注重掌握基本概念、基本原理、基本分析和设计方法。抓重点，注重掌握功能部件的外特性。注意理论联系实际。课程学习要求与方法返回最后一次课设计：知识总结本学期已经完成的四个项目：产品质量检测仪的设计与制作一位加法计算器的设计与制作由触发器构成的改进型抢答器的制作数字电子钟的设计与制作最后一次课设计：知识结构组合逻辑电路时序逻辑电路产品质量检测仪的设计与仿真调试一位加法计算器的设计与仿真调试抢答器的设计与仿真调试数字电子钟的设计与仿真调试产品设计与制作方案及功能测试数字电子逻辑基础基本门电路编码器译码器加法器各类触发器时序电路图的分析触发器功能表寄存器计数器各类计数芯片的功能表最后一次课设计：知识结构组合逻辑电路时序逻辑电路产品设计与制作方案及功能测试需求分析交流产品功能需求分析报告产品使用环境分析设计方案确定设计方案仿真实现仿真测试功能编制清单设备清单采购清单采购产品产品组装产品组装功能测试验收产品功能最后一次课设计：知识拓展学习本课程后的拓展项目：电动机运行故障监测报警电路的制作叮咚门铃的制作数字电压表的设计与制作锯齿波发生器的设计与制作最后一次课设计：知识展望返回结合专业特点多地控制一盏灯两地开关控制一盏灯比较简单，如果三地及以上开关控制相对就比较麻烦。用组合逻辑就很容易实现三地及以上的控制，但这种逻辑控制有修改比较麻烦的特点。为了实现多地控制更快的方便设计与修改，下学期要学习的《PLC》或者《单片机》就能解决这个问题。返回如果多个开关控制一盏灯提问：能否用三个（或四个以上）开关控制一盏灯呢？下图的电路可以有开关完成这样的功能：其中的开关B是一个双刀双掷开关。提问：三个开关控制一盏灯我们可以用数字逻辑电路的分析方法来分析它的工作原理：A、B、C三个开关，每个都有上、下两种位置，3个开关共有8种位置组合。假设开关拔上为“0”，拔下为“1”，灯泡L灭为“0”，亮为“1”，在上图所示的电路中，A、B、C为“000”组合，灯泡是灭的（L=0），如果拔动了其中一个开关，例如C，则变为“001”组合，灯泡亮（L＝1）……这样逐一分析8种开关的位置组合，可得到L与A、B、C的逻辑关系真值表：《数字电子技术》课程单元设计说课人：田智湖南机电职业技术学院电气工程学院•以实用型抢答器为载体，学生五人为小组，通过组装比赛、抢答效果竞赛的方式，学习触发器的工作原理及使用特点，掌握常用集成触发器的型号和引脚的功能；掌握时序逻辑电路的分析与设计方法。情境3“用触发器构成的改进型抢答器”单元设计教师行为学生行为教学过程讲授法竞赛法头脑风暴法、工作计划法分析法小组教学法小组教学法小组教学法抢答器样品、PPT、工具计算机、贴纸、粘贴板计算机、PPT、投影仪计算机、软件、加工工具和材料计算机计算机、PPT、投影仪教学方法教学媒体•展示抢答器样品，组织模拟抢答比赛，布置项目任务•下发任务单、引导文、作业单•讲解触发器知识，解答学生疑问•组织小组讨论•观察学生的学习和工作表现解答学生疑问•讲解触发器相关知识•对学生的工作计划方案提出修改建议•协助解决设计过程中出现的问题•观察学生的学习和工作表现•检查学生项目完成的情况，并提出修改意见和建议•解答学生疑问•组织项目成果汇报答辩•对学生在此学习情境中的表现做总结和评价，填写工作评价单•通过比赛了解抢答器的相关功能，学习触发器的相关知识•查阅搜集相关资料信息，•与教师沟通，明确定工作任务•小组讨论，填写工作计划单、制作工具/材料单•工作计划方案汇报（展示产品参数）•根据教师意见修改工作计划案•用仿真软件绘制抢答器原理图•编写使用说明书•演算技术参数•对项目完成的情况进行自我检查和反思，修改不足之处，填写实施检查表•制作项目汇报PPT•项目成果汇报答辩•总结在此学习情境中的收获与体会，评价自己的表现，填写工作评价单和教学反馈单资讯(45min)计划(45min)决策(30min)实施(150min)检查(60min)评价(30min)教学单元设计《用触发器构成的改进型抢答器》学习情境3（8学时）一、资讯二、计划三、决策四、实施五、检查六、评估