摘 要： 数字电路中《组合逻辑电路设计》是一个重点，这部分内容与实际生活联系紧密，研究它具有非常重要的现实意义。本文采用逆向思维法、举例法、讨论比较法、归纳法等多种方法设计了《组合逻辑电路设计》的教学方案，目的在于提高课堂教学质量，增强学生学习兴趣。
关键词： 数字电路 《组合逻辑电路设计》 教学方案
组合逻辑电路是数字电路中的一个重要内容，分为组合逻辑电路分析和设计两大块内容。组合逻辑电路分析是根据已知电路确定其所实现的逻辑功能，而组合逻辑电路设计是根据实际问题所要求达到的逻辑功能，求出实现该功能的最简逻辑电路图，两者是相逆的过程。其中，组合逻辑电路设计在教材中起着承前启后的作用，既是对前面所学的逻辑门电路、真值表、逻辑表达式和逻辑代数等知识的综合应用，又为后续编码器、译码器等中规模组合逻辑电路的学习奠定基础，掌握这节内容是学好数字电路的重要一环，对培养学生正确的逻辑思维能力，提高分析问题和解决问题的能力都有十分重要的作用。要想上好这一部分内容，精心设计教学方案是前提条件，我通过几年的电路教学，总结出了该课题的教学方案，现与大家一起分享。
一、引入课题
通过复习组合逻辑电路的分析过程（根据电路写出各输出端的逻辑表达式→化简和变换逻辑表达式→列出真值表→得到逻辑功能），我引导学生进行逆向思维，并提出问题：“当遇到实际的逻辑问题应如何解决？”让学生推导出解决该逻辑问题的步骤，发现其实它就是组合逻辑电路分析的逆过程，从而引出本节课的课题――组合逻辑电路的设计。
二、新课讲授
1.举例：利用基本门电路实现一个三位判奇电路。
解题过程：（1）分析题目：根据题目要求确定输入情况和输出情况，本题中用A、B、C作为输入变量，用F作为输出变量。当三个变量中有奇数个变量为1时，输出为1。否则，输出为0。
（2）列真值表
（（4）根据逻辑表达式画出电路图
2.通过学习上面例题的解题过程，布置一道类似的题目：设计一个四位判偶电路，请学生完成，并请2位学生上黑板解题。
3.请学生观察刚才两道题目的解题过程，发现两者的解题思路是一样的，从而归纳出组合逻辑电路设计的步骤。
（1）分析题目的逻辑关系，列出真值表。
从实际问题抽象出电路的输入输出，建立输入和输出之间的逻辑关系，并正确地列出真值表，是组合逻辑电路设计的关键，它的正确与否直接关系着设计的正确与否。一般把引起事件的原因作为输入变量，把事件的结果作为输出变量，再以二值逻辑的0、1两种状态分别代表变量的两种不同状态，并根据给定的因果关系列出真值表。在教学过程中，教师可以采用多媒体手段，通过形象的比喻、生动的画面吸引学生的注意力，帮助学生理解题目。
（2）根据真值表写出逻辑函数表达式。
具体方法为：①由真值表中找出使逻辑函数输出为1的对应输入变量取值组合；②每个输入变量取值组合状态以逻辑乘形式表示，用原变量表示变量取值1，用反变量表示变量取值0；③将所有使输出为1的输入变量取值逻辑乘进行逻辑加，即得到逻辑函数表达式。
（3）化简表达式。
为了使逻辑电路中包含的逻辑门最少且连线最少，要对逻辑表达式进行化简，求出描述实际问题的最简表达式。一般采用逻辑代数公式或卡诺图进行化简，但当逻辑表达式较复杂时，采用卡诺图化简更快更简单，且出错率低。
（4）根据题目要求画出逻辑电路图。
根据简化后的逻辑表达式，结合题目的具体要求，如果对所用逻辑门电路有一定限制，就需把表达式变换为与所选门对应的形式，最后选择合适的门电路替换表达式中的运算符号，即可画出逻辑图。
4.分析刚才的例题，电路要求由三种基本逻辑门电路组成，请同学们思考一个问题：能否用其他学过的门电路实现它们的逻辑功能呢？我让学生分组讨论，激发学习兴趣，提高分析问题、归纳总结问题的能力，同时培养创新能力，最后每组推选一名代表起来作总结。我针对三组讨论的结果进行小结。可以发现例题的表达式可以写成：F=A�B�C，从而得到如下的电路图。
从上面两个电路图可以看出，组合逻辑电路的设计不是唯一的，利用不同的元器件可以设计出完全不同的电路图。那么如何才能得到最简单最实用的电路呢？在组合逻辑电路设计时它有一个标准，利用SSI电路进行设计时，最简的标准是所有门电路的数目最少，输入端数目也最少；利用MSI电路进行设计时，最简的标准是MIS电路集成块的个数最少、品种最小、连线也最少。只有了解了这个标准，学生在设计电路时才能得到最佳电路。
三、课题总结
1.组合逻辑电路设计的步骤。
分析题目列真值表→写逻辑表达式→化简表达式→画出逻辑电路图。
2.组合逻辑电路的设计不是唯一的，学生在设计时应该根据标准得到最佳电路。
上述就是组合逻辑电路设计的整个教学方案，当然其中还有很多不足之处，还需不断改进和完善。教学方案设计的质量是提高课堂教学质量的第一关，设计出高质量的教学方案，是广大教师一生追逐的目标。
参考文献：
［1］阎石.数字电子电路.中央广播电视大学出版社.
［2］陈其纯.电子线路.高等教育出版社.
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摘 要： 数字电路中《组合逻辑电路设计》是一个重点，这部分内容与实际生活联系紧密，研究它具有非常重要的现实意义。本文采用逆向思维法、举例法、讨论比较法、归纳法等多种方法设计了《组合逻辑电路设计》的教学方案，目的在于提高课堂教学质量，增强学生学习兴趣。
关键词： 数字电路 《组合逻辑电路设计》 教学方案
组合逻辑电路是数字电路中的一个重要内容，分为组合逻辑电路分析和设计两大块内容。组合逻辑电路分析是根据已知电路确定其所实现的逻辑功能，而组合逻辑电路设计是根据实际问题所要求达到的逻辑功能，求出实现该功能的最简逻辑电路图，两者是相逆的过程。其中，组合逻辑电路设计在教材中起着承前启后的作用，既是对前面所学的逻辑门电路、真值表、逻辑表达式和逻辑代数等知识的综合应用，又为后续编码器、译码器等中规模组合逻辑电路的学习奠定基础，掌握这节内容是学好数字电路的重要一环，对培养学生正确的逻辑思维能力，提高分析问题和解决问题的能力都有十分重要的作用。要想上好这一部分内容，精心设计教学方案是前提条件，我通过几年的电路教学，总结出了该课题的教学方案，现与大家一起分享。
一、引入课题
通过复习组合逻辑电路的分析过程（根据电路写出各输出端的逻辑表达式→化简和变换逻辑表达式→列出真值表→得到逻辑功能），我引导学生进行逆向思维，并提出问题：“当遇到实际的逻辑问题应如何解决？”让学生推导出解决该逻辑问题的步骤，发现其实它就是组合逻辑电路分析的逆过程，从而引出本节课的课题――组合逻辑电路的设计。
二、新课讲授
1.举例：利用基本门电路实现一个三位判奇电路。
解题过程：（1）分析题目：根据题目要求确定输入情况和输出情况，本题中用A、B、C作为输入变量，用F作为输出变量。当三个变量中有奇数个变量为1时，输出为1。否则，输出为0。
（2）列真值表
（（4）根据逻辑表达式画出电路图
2.通过学习上面例题的解题过程，布置一道类似的题目：设计一个四位判偶电路，请学生完成，并请2位学生上黑板解题。
3.请学生观察刚才两道题目的解题过程，发现两者的解题思路是一样的，从而归纳出组合逻辑电路设计的步骤。
（1）分析题目的逻辑关系，列出真值表。
从实际问题抽象出电路的输入输出，建立输入和输出之间的逻辑关系，并正确地列出真值表，是组合逻辑电路设计的关键，它的正确与否直接关系着设计的正确与否。一般把引起事件的原因作为输入变量，把事件的结果作为输出变量，再以二值逻辑的0、1两种状态分别代表变量的两种不同状态，并根据给定的因果关系列出真值表。在教学过程中，教师可以采用多媒体手段，通过形象的比喻、生动的画面吸引学生的注意力，帮助学生理解题目。
（2）根据真值表写出逻辑函数表达式。
具体方法为：①由真值表中找出使逻辑函数输出为1的对应输入变量取值组合；②每个输入变量取值组合状态以逻辑乘形式表示，用原变量表示变量取值1，用反变量表示变量取值0；③将所有使输出为1的输入变量取值逻辑乘进行逻辑加，即得到逻辑函数表达式。
（3）化简表达式。
为了使逻辑电路中包含的逻辑门最少且连线最少，要对逻辑表达式进行化简，求出描述实际问题的最简表达式。一般采用逻辑代数公式或卡诺图进行化简，但当逻辑表达式较复杂时，采用卡诺图化简更快更简单，且出错率低。
（4）根据题目要求画出逻辑电路图。
根据简化后的逻辑表达式，结合题目的具体要求，如果对所用逻辑门电路有一定限制，就需把表达式变换为与所选门对应的形式，最后选择合适的门电路替换表达式中的运算符号，即可画出逻辑图。
4.分析刚才的例题，电路要求由三种基本逻辑门电路组成，请同学们思考一个问题：能否用其他学过的门电路实现它们的逻辑功能呢？我让学生分组讨论，激发学习兴趣，提高分析问题、归纳总结问题的能力，同时培养创新能力，最后每组推选一名代表起来作总结。我针对三组讨论的结果进行小结。可以发现例题的表达式可以写成：F=A�B�C，从而得到如下的电路图。
从上面两个电路图可以看出，组合逻辑电路的设计不是唯一的，利用不同的元器件可以设计出完全不同的电路图。那么如何才能得到最简单最实用的电路呢？在组合逻辑电路设计时它有一个标准，利用SSI电路进行设计时，最简的标准是所有门电路的数目最少，输入端数目也最少；利用MSI电路进行设计时，最简的标准是MIS电路集成块的个数最少、品种最小、连线也最少。只有了解了这个标准，学生在设计电路时才能得到最佳电路。
三、课题总结
1.组合逻辑电路设计的步骤。
分析题目列真值表→写逻辑表达式→化简表达式→画出逻辑电路图。
2.组合逻辑电路的设计不是唯一的，学生在设计时应该根据标准得到最佳电路。
上述就是组合逻辑电路设计的整个教学方案，当然其中还有很多不足之处，还需不断改进和完善。教学方案设计的质量是提高课堂教学质量的第一关，设计出高质量的教学方案，是广大教师一生追逐的目标。
参考文献：
［1］阎石.数字电子电路.中央广播电视大学出版社.
［2］陈其纯.电子线路.高等教育出版社.
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