計算機電路基礎教學大綱1

1、計算機電路基礎教學大綱2009年03月20日Version 10修改記錄：版本日期制定人審核人審定人V102009-03-20袁文澹V20V3. 0一、課程性質和任務計算機電路基礎是嵌入式軟件專業(yè)的一門專業(yè)核心課程。本課程介紹了計算機相關電路的主要基礎，圍繞計算機系統(tǒng)的主要電路組成,介紹電子元器件基礎知識、電路分析基礎知識、數(shù)字電路基礎知識和模擬電路基礎知識,使學生掌握計算機電路的基礎知識、電路分析的基本方法和電路實踐操作的基本技能。本課程在給出電子技術基本概念基礎上，幫助學生掌握數(shù)字電路與模擬電路技術的基本思想，并通過系列的實驗，使學生掌握計算機電路基礎知識和基礎電子技術。二、課程適用對象

2、適用于三年制高職嵌入式專業(yè)課程方向第二學期的學生。三、預備課程l 無四、課程地位本課程是一門專業(yè)基礎核心課。五、課程教學目標通過本課程的理論學習和實驗，使學生達到：1、 了解并掌握基本元器件基礎知識和電路分析基本原理。2、 了解并掌握數(shù)字電路的基本類型、電路結構、工作原理。3、 了解并熟悉模擬電路的基本電路組成與工作原理，如串聯(lián)型直流電源、開關電源、A/D、D/A電路。4、 能閱讀基本的計算機電路，了解系統(tǒng)芯片、外圍接口芯片、存儲器芯片、邏輯門電路芯片等，為以后的計算機的專業(yè)課程打下良好的基礎。六、教學內容與要求本課程是嵌入式方向的一門專業(yè)基礎也是核心課程。其主要內容包括了電子元件、電路分析基

3、礎、數(shù)字電路和模擬電路的相關基礎知識。內容由淺入深逐步地展開，并通過相當?shù)膶嶒?，使教學與實踐相結合。具體內容編排如下所示第一章 電路分析的基礎知識 本章目標1. 了解元件基礎知識。2. 了解電路分析的基本原理和定律。第一節(jié) 電路的組成及電路分析的概念教學內容1. 電路的組成2. 電路分析的概念教學要求1. 了解電路的組成。2. 掌握電路分析的概念。第二節(jié) 電路中的主要物理量及參考方向教學內容1. 電流及其參考方向。2. 電壓及其參考極性。3. 功率。 教學要求1掌握電流及其參考方向。2掌握電壓及其參考極性。3了解功率。第三節(jié) 電路的基本元件教學內容1電阻、電容、電感元件2電流源、電壓源、受控源

4、 教學要求1了解電阻、電容、電感元件。2了解電流源、電壓源、受控源。第四節(jié) 基爾霍夫定律教學內容1基爾霍夫電流定律。2基爾霍夫電壓定律。 教學要求1掌握基爾霍夫電流定律。2掌握基爾霍夫電壓定律。第五節(jié) 簡單電阻電路的分析方法教學內容1二端網(wǎng)絡的等效概念。2簡單電阻電路的等效變換計算方法。3戴維南定理、疊加定理。4最大功率輸出。 教學要求1了解二端網(wǎng)絡的等效概念及電阻電路等效變換計算方法。2掌握戴維南定理、疊加定理。3掌握最大功率輸出的概念第二章 半導體器件的基本知識 本章目標1. 了解并掌握半導體器件的基本知識。2. 了解并掌握常規(guī)半導體器件的識別方法。第一節(jié) 半導體的基礎知識 教學內容1.

5、半導體的概念及其特性2. 本征半導體與本征激發(fā)3. P型半導體與N型半導體 教學要求1. 了解半導體的概念及其特性。2. 了解本征半導體與本征激發(fā)概念。3. 掌握P型半導體與N型半導體特性。第二節(jié) 半導體二極管教學內容1 二極管的結構與電路符號2 二極管的伏安特性3 二極管的主要參數(shù) 教學要求1掌握二極管的結構與電路符號。2掌握二極管的伏安特性。3掌握二極管的主要參數(shù)。第三節(jié) 半導體三極管教學內容1三極管的結構與電路符號2三極管的伏安特性和主要參數(shù)3三極管的分類和連接方式4三極管的放大作用 教學要求1掌握三極管的結構與電路符號。2掌握三極管的伏安特性和主要參數(shù)指標。3熟悉三極管的分類和連接方式

6、。4熟悉三極管的放大方式。第四節(jié) 場效應管教學內容1絕緣柵場效應管2結型場效應管 教學要求1掌握絕緣柵場效應管的結構與電路符號。2掌握絕緣柵場效應管的伏安特性和主要參數(shù)指標。3熟悉結型場效應管特性。4比較三極管與場效應管。第五節(jié) 基本電子元件識別教學內容1電阻、電感、電容元件識別2二極管、三極管元件識別 教學要求1掌握電阻、電感、電容元件識別。2掌握二極管、三極管元件識別。第三章 邏輯代數(shù)基礎本章目標1. 了解數(shù)制與編碼。2. 掌握布爾代數(shù)。3. 掌握函數(shù)的表示方法。4. 了解函數(shù)的標準形式。5. 掌握邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡方法。6. 掌握邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡法。第一節(jié) 數(shù)制與編碼 教學內容1.

7、進位計數(shù)制及相互轉換2. 二進制編碼 教學要求1了解進位計數(shù)制及相互轉換。3掌握二進制編碼。第二節(jié) 邏輯變量和邏輯代數(shù)的三種基本運算教學內容1邏輯變量和邏輯函數(shù)2基本邏輯運算及基本邏輯門3邏輯函數(shù)的表示方法。 教學要求1掌握邏輯變量和邏輯函數(shù)概念。2熟悉基本邏輯運算及基本邏輯門。3掌握邏輯函數(shù)的表示方法。第三節(jié) 邏輯代數(shù)的基本定律、規(guī)則和常用公式教學內容1. 邏輯代數(shù)的基本定律2. 邏輯代數(shù)的基本規(guī)則3. 常用公式 教學要求1掌握邏輯代數(shù)的基本定律。2掌握邏輯代數(shù)孤基本規(guī)則。3掌握邏輯運算的常用公式。第四節(jié) 邏輯函數(shù)的標準形式教學內容1邏輯函數(shù)的標準形式 教學要求1掌握邏輯函數(shù)的標準形式。第五

8、節(jié) 邏輯函數(shù)的化簡方法教學內容1 邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡方法2 邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡方法 教學要求1掌握邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡方法。2掌握邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡方法。第四章 門電路本章目標1. 掌握集成電路的特點和分類。2. 掌握TTL邏輯門電路的特點、TTL邏輯門電路的識別。3. 掌握CMOS邏輯門電路特點、CMOS邏輯門電路的識別。4. 熟悉數(shù)字集成電路的正確使用。第一節(jié) 數(shù)字集成電路的特點和分類教學內容1數(shù)字集成電路的特點2數(shù)字集成電路的分類 教學要求1掌握數(shù)字集成電路的特點。2掌握數(shù)字集成電路的分類。第二節(jié) TTL邏輯電路教學內容1. 最簡單的與門、或門和非門電路2. TTL與非門3. TTL門

9、的主要特性和參數(shù)4. 其它邏輯功能的TTL門5. 常用TTL門電路的識別 教學要求1掌握最簡單的與門、或門、非門電路。2掌握TTL與非門。3了解TTL門的主要特性參數(shù)和其它邏輯功能的TTL門4掌握常用TTL門電路產品的識別方法第三節(jié) CMOS邏輯電路教學內容1. CMOS非門及其主要參數(shù)2. 其它CMOS門電路3. CMOS邏輯門產品系列識別方法教學要求1 掌握CMOS非門的特性。2 了解其它CMOS門電路3 掌握常用CMOS邏輯門電路產品識別方法。技能提升熟悉集成電路的正確使用。  第五章 組合邏輯電路本章目標1. 掌握組合邏輯電路的特點。2. 掌握組合邏輯電路的分析方法。3. 熟

10、悉組合邏輯電路的設計方法。4. 常用組合邏輯電路應用第一節(jié) 組合邏輯電路的特點教學內容1. 組合邏輯電路的概念2. 組合邏輯電路的特點 教學要求1. 了解組合邏輯電路的基本概念。2. 了解組合邏輯電路的特點。第二節(jié) 組合邏輯電路的分析教學內容1 組合邏輯電路的分析 教學要求1 掌握組合邏輯電路的分析方法。第三節(jié) 組合邏輯電路的設計教學內容1組合邏輯電路的設計 教學要求1 了解組合邏輯電路的設計方法。第四節(jié) 常用組合邏輯電路教學內容1編碼器、譯碼器2加法器3數(shù)據(jù)分配器、數(shù)據(jù)選擇器4數(shù)值比較器 教學要求1 掌握編碼器、譯碼器。2 掌握加法器。3 掌握數(shù)據(jù)分配器、數(shù)據(jù)選擇器。4 了解數(shù)值比較器。精練

11、掌握組合邏輯電路的基本特性，熟悉常用組合邏輯電路的功能應用。技能提升1在FPGA實驗平臺上分別實現(xiàn)編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器。2在FPGA實驗平臺上實現(xiàn)加法器。第六章 時序邏輯電路本章目標1. 掌握時序電路的特點。2. 掌握觸發(fā)器的工作原理。3. 了解時序電路的一般分析方法。4. 掌握計數(shù)器時序電路特點。5. 掌握移位寄存器和數(shù)碼寄存器時序電路特點。第一節(jié) 時序邏輯電路與觸發(fā)器教學內容1時序邏輯電路的特點2觸發(fā)器 教學要求1掌握時序邏輯電路的特點。2掌握基本RS觸發(fā)器。3掌握主從觸發(fā)器、邊沿觸發(fā)器。4了解集成觸發(fā)器。第二節(jié) 時序電路的一般分析方法教學內容1. 分析時序邏輯電路的一般步驟2. 同

12、步時序邏輯電路的分析舉例3. 異步時序邏輯電路的分析舉例 教學要求1. 熟悉分析時序邏輯電路的一般步驟。2. 熟悉同步時序邏輯電路的分析實例。3. 了解異步時序邏輯電路的分析實例。第三節(jié) 計數(shù)器教學內容1. 二時制計數(shù)器2. N進制計數(shù)器3. 集成電路的應用 教學要求1. 掌握二進制計數(shù)器。2. 了解N進制計數(shù)器。3. 了解集成電路計數(shù)器的應用技能提升計數(shù)器是計算機控制器的狀態(tài)表示的一種方法，它是硬布線邏輯控制器的FSM的主要組成部分。1設計實現(xiàn)有限狀態(tài)機FSM，其FSM具有九個狀態(tài)；2設計實現(xiàn)一個具有4個基本指令集的CPU控制器。第四節(jié) 數(shù)碼寄存器和移位寄存器教學內容1數(shù)碼寄存器2移位寄存器

13、3集成移位寄存器74LS1644移位寄存器構成的移位型計數(shù)器 教學要求1 了解數(shù)碼寄存器。2 掌握移位寄存器。3 熟悉移位寄存器及其構成的移位型計數(shù)器。第七章 存儲器和可編程邏輯器件本章目標1. 掌握RAM的基本電路特性。2. 掌握ROM的分類、應用。3. 了解可編程邏輯器件類型、應用。第一節(jié) RAM教學內容1 RAM的基本電路結構2 RAM的存儲單元3 RAM的容量擴展 教學要求1掌握RAM的基本電路結構。2掌握RAM的存儲單元特點。3了解RAM容量的擴展。第二節(jié) ROM教學內容1. ROM的分類2. ROM的結構及工作原理3. ROM的應用 教學要求1掌握ROM的分類和ROM的工作原理。2

14、掌握ROM的應用。第三節(jié) 可編程邏輯器件 教學內容1 概述2 PLD的邏輯表示和分類3 PLA4 PAL5 FPGA 教學要求1掌握PLD的分類和PLD的工作原理。2掌握可編程邏輯器件的應用。第八章 電源電路本章目標1. 了解串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源的電路特征和工作原理。2. 理解開關直流穩(wěn)壓電源的電路特征和工作原理。3. 熟悉常用的電源用主控制芯片。4. 熟悉常用的電源用大功率器件。5. 數(shù)字系統(tǒng)中常用的電源電路模塊設計。第一節(jié) 串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源教學內容1. 串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源電路特征2. 串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源的工作原理 教學要求1掌握串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源電路特征。2熟悉串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源的工作原理

15、。第二節(jié) 開關直流穩(wěn)壓電源教學內容1. 開關直流穩(wěn)壓電源電路特征2. 開關直流穩(wěn)壓電源的工作原理 教學要求1熟悉開關直流穩(wěn)壓電源的電路特征。2熟悉開關直流穩(wěn)壓電源的工作原理。第三節(jié) 電源常用主控制芯片教學內容1. 78L052. TL4943. SG3845 教學要求1掌握78L05芯片電路特性。2熟悉TL494芯片脈寬調制原理。3熟悉SG3845芯片電路特性。技能提升1識別串聯(lián)直流穩(wěn)壓電源電路圖。2識別開關直流穩(wěn)壓電源電路圖。第九章 電路設計EDA簡介本章目標1. 掌握PROTEL工具。2. 了解其它電路設計輔助工具。第一節(jié) PROTEL99SE教學內容1. PROTEL99SE的使用方法。

16、2. 電路原理圖文件SCH的設計。3. 印刷電路板文件PCB的設計。 教學要求1掌握PROTEL99SE工具的使用方法。2掌握PROTEL99SE工具下的SCH文件的設計。3熟悉PROTEL99SE工具下的PCB文件的設計。第二節(jié) 其它電路設計輔助工具介紹教學內容1. PROTEL DXP2. POWER PCB3. OrCAD 教學要求1. 了解PROTEL DXP2004。2. 了解POWER PCB5.0。3. 了解OrCAD。 技能提升用PROTEL99SE制作簡單的電路原理圖和電路印刷板圖。七、課時分配章節(jié)主要內容課時小計（課時）講授實踐第一章電路分析的基礎知識1.1電路的組成及電路

17、分析的概念1.2電路中的主要物理量及參考方向1.3電路的基本元件1.4基爾霍夫定律1.5簡單電阻電路的分析方法第二章半導體器件的基本知識2.1半導體的基礎知識2.2半導體二極管2.3半導體三極管2.4場效應管2.5基本電子元件識別第三章邏輯代數(shù)基礎3.1數(shù)制與編碼3.2邏輯變量和邏輯代數(shù)的三種基本運算3.3邏輯代數(shù)基本定律、規(guī)則和常用公式3.4邏輯函數(shù)的標準形式3.5邏輯函數(shù)的化簡方法第四章門電路4.1數(shù)字集成電路的特點和分類4.2TTL邏輯電路4.3CMOS邏輯電路第五章組合邏輯電路5.1組合邏輯電路的特點5.2組合邏輯電路的分析5.3組合邏輯電路的設計5.4常用組合邏輯電路第六章時序邏輯電

18、路6.1時序邏輯電路與觸發(fā)器6.2時序電路的一般分析方法6.3計數(shù)器6.4數(shù)碼寄存器和移位寄存器第七章存儲器和可編程邏輯器件7.1RAM7.2ROM7.3可編程邏輯器件第八章電源電路8.1串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源8.2開關直流穩(wěn)壓電源8.3電源常用主控制芯片第九章電路設計EDA簡介9.1PROTEL99SE9.2其它電路設計輔助工具介紹八、考核評估方式及標準平時作業(yè)20%考勤10%演示20%筆試50%九、參考書目1 童詩白等著.數(shù)字電子技術. 北京：清華大學出版社，2003.012 童詩白等著.模擬電子技術. 北京：清華大學出版社，2002.33 陳星弼，唐茂成著.晶體管原理與設計. 成都：電子科技大學出版社，2005.074 張雨印編著.半導體光電子學.