计算机电路基础教学大纲1

1、计算机电路基础教学大纲2009年03月20日Version 10修改记录：版本日期制定人审核人审定人V102009-03-20袁文澹V20V3. 0一、课程性质和任务计算机电路基础是嵌入式软件专业的一门专业核心课程。本课程介绍了计算机相关电路的主要基础，围绕计算机系统的主要电路组成,介绍电子元器件基础知识、电路分析基础知识、数字电路基础知识和模拟电路基础知识,使学生掌握计算机电路的基础知识、电路分析的基本方法和电路实践操作的基本技能。本课程在给出电子技术基本概念基础上，帮助学生掌握数字电路与模拟电路技术的基本思想，并通过系列的实验，使学生掌握计算机电路基础知识和基础电子技术。二、课程适用对象

2、适用于三年制高职嵌入式专业课程方向第二学期的学生。三、预备课程l 无四、课程地位本课程是一门专业基础核心课。五、课程教学目标通过本课程的理论学习和实验，使学生达到：1、 了解并掌握基本元器件基础知识和电路分析基本原理。2、 了解并掌握数字电路的基本类型、电路结构、工作原理。3、 了解并熟悉模拟电路的基本电路组成与工作原理，如串联型直流电源、开关电源、A/D、D/A电路。4、 能阅读基本的计算机电路，了解系统芯片、外围接口芯片、存储器芯片、逻辑门电路芯片等，为以后的计算机的专业课程打下良好的基础。六、教学内容与要求本课程是嵌入式方向的一门专业基础也是核心课程。其主要内容包括了电子元件、电路分析基

3、础、数字电路和模拟电路的相关基础知识。内容由浅入深逐步地展开，并通过相当的实验，使教学与实践相结合。具体内容编排如下所示第一章 电路分析的基础知识 本章目标1. 了解元件基础知识。2. 了解电路分析的基本原理和定律。第一节 电路的组成及电路分析的概念教学内容1. 电路的组成2. 电路分析的概念教学要求1. 了解电路的组成。2. 掌握电路分析的概念。第二节 电路中的主要物理量及参考方向教学内容1. 电流及其参考方向。2. 电压及其参考极性。3. 功率。 教学要求1掌握电流及其参考方向。2掌握电压及其参考极性。3了解功率。第三节 电路的基本元件教学内容1电阻、电容、电感元件2电流源、电压源、受控源

4、 教学要求1了解电阻、电容、电感元件。2了解电流源、电压源、受控源。第四节 基尔霍夫定律教学内容1基尔霍夫电流定律。2基尔霍夫电压定律。 教学要求1掌握基尔霍夫电流定律。2掌握基尔霍夫电压定律。第五节 简单电阻电路的分析方法教学内容1二端网络的等效概念。2简单电阻电路的等效变换计算方法。3戴维南定理、叠加定理。4最大功率输出。 教学要求1了解二端网络的等效概念及电阻电路等效变换计算方法。2掌握戴维南定理、叠加定理。3掌握最大功率输出的概念第二章 半导体器件的基本知识 本章目标1. 了解并掌握半导体器件的基本知识。2. 了解并掌握常规半导体器件的识别方法。第一节 半导体的基础知识 教学内容1.

5、半导体的概念及其特性2. 本征半导体与本征激发3. P型半导体与N型半导体 教学要求1. 了解半导体的概念及其特性。2. 了解本征半导体与本征激发概念。3. 掌握P型半导体与N型半导体特性。第二节 半导体二极管教学内容1 二极管的结构与电路符号2 二极管的伏安特性3 二极管的主要参数 教学要求1掌握二极管的结构与电路符号。2掌握二极管的伏安特性。3掌握二极管的主要参数。第三节 半导体三极管教学内容1三极管的结构与电路符号2三极管的伏安特性和主要参数3三极管的分类和连接方式4三极管的放大作用 教学要求1掌握三极管的结构与电路符号。2掌握三极管的伏安特性和主要参数指标。3熟悉三极管的分类和连接方式

6、。4熟悉三极管的放大方式。第四节 场效应管教学内容1绝缘栅场效应管2结型场效应管 教学要求1掌握绝缘栅场效应管的结构与电路符号。2掌握绝缘栅场效应管的伏安特性和主要参数指标。3熟悉结型场效应管特性。4比较三极管与场效应管。第五节 基本电子元件识别教学内容1电阻、电感、电容元件识别2二极管、三极管元件识别 教学要求1掌握电阻、电感、电容元件识别。2掌握二极管、三极管元件识别。第三章 逻辑代数基础本章目标1. 了解数制与编码。2. 掌握布尔代数。3. 掌握函数的表示方法。4. 了解函数的标准形式。5. 掌握逻辑函数的代数化简方法。6. 掌握逻辑函数的卡诺图化简法。第一节 数制与编码 教学内容1.

7、进位计数制及相互转换2. 二进制编码 教学要求1了解进位计数制及相互转换。3掌握二进制编码。第二节 逻辑变量和逻辑代数的三种基本运算教学内容1逻辑变量和逻辑函数2基本逻辑运算及基本逻辑门3逻辑函数的表示方法。 教学要求1掌握逻辑变量和逻辑函数概念。2熟悉基本逻辑运算及基本逻辑门。3掌握逻辑函数的表示方法。第三节 逻辑代数的基本定律、规则和常用公式教学内容1. 逻辑代数的基本定律2. 逻辑代数的基本规则3. 常用公式 教学要求1掌握逻辑代数的基本定律。2掌握逻辑代数孤基本规则。3掌握逻辑运算的常用公式。第四节 逻辑函数的标准形式教学内容1逻辑函数的标准形式 教学要求1掌握逻辑函数的标准形式。第五

8、节 逻辑函数的化简方法教学内容1 逻辑函数的代数化简方法2 逻辑函数的卡诺图化简方法 教学要求1掌握逻辑函数的代数化简方法。2掌握逻辑函数的卡诺图化简方法。第四章 门电路本章目标1. 掌握集成电路的特点和分类。2. 掌握TTL逻辑门电路的特点、TTL逻辑门电路的识别。3. 掌握CMOS逻辑门电路特点、CMOS逻辑门电路的识别。4. 熟悉数字集成电路的正确使用。第一节 数字集成电路的特点和分类教学内容1数字集成电路的特点2数字集成电路的分类 教学要求1掌握数字集成电路的特点。2掌握数字集成电路的分类。第二节 TTL逻辑电路教学内容1. 最简单的与门、或门和非门电路2. TTL与非门3. TTL门

9、的主要特性和参数4. 其它逻辑功能的TTL门5. 常用TTL门电路的识别 教学要求1掌握最简单的与门、或门、非门电路。2掌握TTL与非门。3了解TTL门的主要特性参数和其它逻辑功能的TTL门4掌握常用TTL门电路产品的识别方法第三节 CMOS逻辑电路教学内容1. CMOS非门及其主要参数2. 其它CMOS门电路3. CMOS逻辑门产品系列识别方法教学要求1 掌握CMOS非门的特性。2 了解其它CMOS门电路3 掌握常用CMOS逻辑门电路产品识别方法。技能提升熟悉集成电路的正确使用。  第五章 组合逻辑电路本章目标1. 掌握组合逻辑电路的特点。2. 掌握组合逻辑电路的分析方法。3. 熟

10、悉组合逻辑电路的设计方法。4. 常用组合逻辑电路应用第一节 组合逻辑电路的特点教学内容1. 组合逻辑电路的概念2. 组合逻辑电路的特点 教学要求1. 了解组合逻辑电路的基本概念。2. 了解组合逻辑电路的特点。第二节 组合逻辑电路的分析教学内容1 组合逻辑电路的分析 教学要求1 掌握组合逻辑电路的分析方法。第三节 组合逻辑电路的设计教学内容1组合逻辑电路的设计 教学要求1 了解组合逻辑电路的设计方法。第四节 常用组合逻辑电路教学内容1编码器、译码器2加法器3数据分配器、数据选择器4数值比较器 教学要求1 掌握编码器、译码器。2 掌握加法器。3 掌握数据分配器、数据选择器。4 了解数值比较器。精练

11、掌握组合逻辑电路的基本特性，熟悉常用组合逻辑电路的功能应用。技能提升1在FPGA实验平台上分别实现编码器、译码器、数据选择器。2在FPGA实验平台上实现加法器。第六章 时序逻辑电路本章目标1. 掌握时序电路的特点。2. 掌握触发器的工作原理。3. 了解时序电路的一般分析方法。4. 掌握计数器时序电路特点。5. 掌握移位寄存器和数码寄存器时序电路特点。第一节 时序逻辑电路与触发器教学内容1时序逻辑电路的特点2触发器 教学要求1掌握时序逻辑电路的特点。2掌握基本RS触发器。3掌握主从触发器、边沿触发器。4了解集成触发器。第二节 时序电路的一般分析方法教学内容1. 分析时序逻辑电路的一般步骤2. 同

12、步时序逻辑电路的分析举例3. 异步时序逻辑电路的分析举例 教学要求1. 熟悉分析时序逻辑电路的一般步骤。2. 熟悉同步时序逻辑电路的分析实例。3. 了解异步时序逻辑电路的分析实例。第三节 计数器教学内容1. 二时制计数器2. N进制计数器3. 集成电路的应用 教学要求1. 掌握二进制计数器。2. 了解N进制计数器。3. 了解集成电路计数器的应用技能提升计数器是计算机控制器的状态表示的一种方法，它是硬布线逻辑控制器的FSM的主要组成部分。1设计实现有限状态机FSM，其FSM具有九个状态；2设计实现一个具有4个基本指令集的CPU控制器。第四节 数码寄存器和移位寄存器教学内容1数码寄存器2移位寄存器

13、3集成移位寄存器74LS1644移位寄存器构成的移位型计数器 教学要求1 了解数码寄存器。2 掌握移位寄存器。3 熟悉移位寄存器及其构成的移位型计数器。第七章 存储器和可编程逻辑器件本章目标1. 掌握RAM的基本电路特性。2. 掌握ROM的分类、应用。3. 了解可编程逻辑器件类型、应用。第一节 RAM教学内容1 RAM的基本电路结构2 RAM的存储单元3 RAM的容量扩展 教学要求1掌握RAM的基本电路结构。2掌握RAM的存储单元特点。3了解RAM容量的扩展。第二节 ROM教学内容1. ROM的分类2. ROM的结构及工作原理3. ROM的应用 教学要求1掌握ROM的分类和ROM的工作原理。2

14、掌握ROM的应用。第三节 可编程逻辑器件 教学内容1 概述2 PLD的逻辑表示和分类3 PLA4 PAL5 FPGA 教学要求1掌握PLD的分类和PLD的工作原理。2掌握可编程逻辑器件的应用。第八章 电源电路本章目标1. 了解串联型直流稳压电源的电路特征和工作原理。2. 理解开关直流稳压电源的电路特征和工作原理。3. 熟悉常用的电源用主控制芯片。4. 熟悉常用的电源用大功率器件。5. 数字系统中常用的电源电路模块设计。第一节 串联型直流稳压电源教学内容1. 串联型直流稳压电源电路特征2. 串联型直流稳压电源的工作原理 教学要求1掌握串联型直流稳压电源电路特征。2熟悉串联型直流稳压电源的工作原理

15、。第二节 开关直流稳压电源教学内容1. 开关直流稳压电源电路特征2. 开关直流稳压电源的工作原理 教学要求1熟悉开关直流稳压电源的电路特征。2熟悉开关直流稳压电源的工作原理。第三节 电源常用主控制芯片教学内容1. 78L052. TL4943. SG3845 教学要求1掌握78L05芯片电路特性。2熟悉TL494芯片脉宽调制原理。3熟悉SG3845芯片电路特性。技能提升1识别串联直流稳压电源电路图。2识别开关直流稳压电源电路图。第九章 电路设计EDA简介本章目标1. 掌握PROTEL工具。2. 了解其它电路设计辅助工具。第一节 PROTEL99SE教学内容1. PROTEL99SE的使用方法。

16、2. 电路原理图文件SCH的设计。3. 印刷电路板文件PCB的设计。 教学要求1掌握PROTEL99SE工具的使用方法。2掌握PROTEL99SE工具下的SCH文件的设计。3熟悉PROTEL99SE工具下的PCB文件的设计。第二节 其它电路设计辅助工具介绍教学内容1. PROTEL DXP2. POWER PCB3. OrCAD 教学要求1. 了解PROTEL DXP2004。2. 了解POWER PCB5.0。3. 了解OrCAD。 技能提升用PROTEL99SE制作简单的电路原理图和电路印刷板图。七、课时分配章节主要内容课时小计（课时）讲授实践第一章电路分析的基础知识1.1电路的组成及电路

17、分析的概念1.2电路中的主要物理量及参考方向1.3电路的基本元件1.4基尔霍夫定律1.5简单电阻电路的分析方法第二章半导体器件的基本知识2.1半导体的基础知识2.2半导体二极管2.3半导体三极管2.4场效应管2.5基本电子元件识别第三章逻辑代数基础3.1数制与编码3.2逻辑变量和逻辑代数的三种基本运算3.3逻辑代数基本定律、规则和常用公式3.4逻辑函数的标准形式3.5逻辑函数的化简方法第四章门电路4.1数字集成电路的特点和分类4.2TTL逻辑电路4.3CMOS逻辑电路第五章组合逻辑电路5.1组合逻辑电路的特点5.2组合逻辑电路的分析5.3组合逻辑电路的设计5.4常用组合逻辑电路第六章时序逻辑电

18、路6.1时序逻辑电路与触发器6.2时序电路的一般分析方法6.3计数器6.4数码寄存器和移位寄存器第七章存储器和可编程逻辑器件7.1RAM7.2ROM7.3可编程逻辑器件第八章电源电路8.1串联型直流稳压电源8.2开关直流稳压电源8.3电源常用主控制芯片第九章电路设计EDA简介9.1PROTEL99SE9.2其它电路设计辅助工具介绍八、考核评估方式及标准平时作业20%考勤10%演示20%笔试50%九、参考书目1 童诗白等著.数字电子技术. 北京：清华大学出版社，2003.012 童诗白等著.模拟电子技术. 北京：清华大学出版社，2002.33 陈星弼，唐茂成著.晶体管原理与设计. 成都：电子科技大学出版社，2005.074 张雨印编著.半导体光电子学.