《计算机电路基础（1）》课程教学大纲

第一部分 大纲说明

一.课程的性质和任务

本课程是“计算机应用”专业必修的技术基础课，是一门实践性很强的课程。通过本课程的学习，使学生掌握数字电路级、数字逻辑级的基础知识、基本分析方法和基本技能，了解数字系统级的基础知识，为深入学习本专业后续课程及从事数字电子技术实际工作打下初步基础。

二.与其他课程的关系

后续课程为《计算机组成原理与汇编语言》、《微机接口技术》等。

三.教学总体要求

1.学会以下分析和使用方法：

· 简单直流电阻电路的基本分析方法;

· 用布尔代数表达式、真值表、逻辑图、卡诺图、波形图描述逻辑函数的方法；

· 组合逻辑电路的分析方法；

· 同步时序逻辑电路的分析方法；

· 常用中规模组合逻辑器件和时序逻辑器件的使用方法。

2.培养以下几方面的初步能力：

· 使用常用测试仪器(万用表、示波器及信号源等)的能力；

· 分析组合逻辑电路、同步时序逻辑电路、简单数字系统功能的能力；

· 选用中小规模标准器件实现简单逻辑问题的能力。

四.课程内容要求的层次

课程内容的要求分了解、熟悉、掌握三个层次。

第二部分 多种媒体教材一体化总体设计初步方案

一.课程教学总学时数、总学分数

总学时72,学分4(其中实验学时18,录象学时待定)

二.文字教材、音像教材、CAI课件及相互关系

文字教材是主要教学媒体，包括教学的主体内容、辅导和实验 ;录象教材采用专题· 重点的形式,用以表现课程的重点、难点及文字教材不易表述而利于电视媒体表现的内容；CAI课件演示教材中涉及时间、空间等抽象性、动态性的教学内容及自检自测、模拟实验的内容。

三.考核

课程根据本大纲要求命题， 采用闭卷方式统一考试，重点考核基本概念，基本知识，基本技能，其中实验内容约占10% 。

四.学时分配

序 号

教 学 内 容

计 划

学 时

理论教学

实验

一

电路基本概念

6

二

半导体基本器件

4

三

开关理论基础

6

四

门电路

6

3

五

组合逻辑电路

9

3

六

时序逻辑电路

15

6

七

可编程逻辑器件

6

八

数字系统

2

综合实验

6

合计

54

18

第三部分 教学内容和教学要求

一.电路基本概念

1.教学内容

· 电路与电路模型；

· 电路基本物理量；

· 电路基本元件；

· 基尔霍夫电流定律与电压定律、电路的等效概念等；

· 直流电阻电路的基本分析方法。

2.教学要求

· 了解电路的基本概念和分类；

· 掌握电流、电压、功率的表达式及其物理概念；

· 熟悉电阻、电容、电感、电源四种电路基本元件的特性；

· 掌握基尔霍夫电流定律和电压定律；

· 熟悉电路的等效概念及对直流电阻电路的简单分析方法。

二.半导体基本器件

1.教学内容

· PN结；

· 半导体二极管；

· 双极型晶体三极管；

· CMOS场效应晶体三极管。

2.教学要求

· 了解PN结的物理结构与特性；

· 熟悉半导体二极管的正偏与反偏特性及主要参数；

· 熟悉双极型晶体三极管三个工作区的特点及参数；

· 了解场效应晶体三极管三个工作区的特点及参数。

三.开关理论基础

1.教学内容

· 数制与码制；

· 逻辑变量与逻辑函数；

· 布尔代数基本定律与基本运算规则；

· 卡诺图的结构及其在逻辑函数化简中的应用。

2.教学要求

· 熟悉二进制数、十六进制数、十进制数的计数规律与转换方法，BCD码的编码方

法；

· 熟悉布尔代数基本定律与基本运算规则；

· 掌握逻辑函数的几种常用表示方法（布尔代数表达式、、真值表、逻辑图、卡

诺图、波形图）；

· 掌握与、或、非、与非、与或非、异或、同或逻辑关系及其对应逻辑图符。

四.门电路

1.教学内容

· 分立元件三极管非门；

· 常用集成门电路的工作原理、参数及使用方法。

2.教学要求

· 了解三极管非门的电路结构与工作原理；

· 了解与非门和三态门的基本工作原理；

· 掌握常用TTL集成门（例如与非门、三态门）的主要特性参数与使用方法；

· 了解CMOS电路系列主要特性参数。

五.组合逻辑

1.教学内容

· 组合逻辑电路的特点和分析方法；

· 组合逻辑电路的设计方法；

· 常用中规模组合逻辑器件的概念与使用。

2.教学要求

· 掌握组合逻辑电路的特点与分析方法；

· 熟悉组合逻辑电路的设计方法；

· 掌握数据选择器、译码器、编码器、数据比较器、加法器等中规模

组合逻辑标准器件的逻辑功能与使用方法。

六.时序逻辑

1.教学内容

· 双稳态触发器；

· 时序逻辑电路的特点和一般分析方法；

· 常用中规模时序逻辑器件（寄存器、计数器等）的功能与使用方法；

· 脉冲波形产生电路。

2.教学要求

· 掌握双稳态触发器的功能、开关参数及使用方法；

· 熟悉同步时序逻辑电路的特点与分析方法；

· 掌握常用标准中规模寄存器、移位寄存器、计数器的逻辑功能与使用方法；

· 熟悉由门电路组成的多谐振荡器的原理，了解单稳态触发器、施密特触发器的功能和用途。

七.可编程逻辑

1.教学内容

· 只读存储器（ROM，EPROM，E2PROM，EAROM）；

· 可编程逻辑阵列（PLA，FPLA）；

· 可编程阵列逻辑（PAL）。

2.教学要求

· 熟悉ROM的基本原理和使用特点；

· 了解PLA、PAL的逻辑结构。

八.数字系统

1.教学内容

· 数字系统的基本概念。

2.教学要求

· 了解数字系统的基本概念。

第四部分 实验内容

实验总学时：18学时，1学分

实验1 常用仪器设备的使用及集成门电路测试（3学时）

实验2 组合逻辑（3学时）

实验3 时序逻辑（1）（3学时）

实验4 时序逻辑（2）（3学时）

实验5 设计性实验（6学时 ）

计算机电路基础(1)实验是本课程必不可少的重要教学环节,由各地方电大负责开出.必做实验五个(其中一般性实验4个,综合性实验1个),规定实验未完成或不合格不能获得本课程学分,提倡有条件的地方进行实验操作和动手能力的考核.

　

　

　

　

　

　

　

　

　

《计算机电路基础（1）》课程教学大纲

第一部分 大纲说明

一.课程的性质和任务

本课程是“计算机应用”专业必修的技术基础课，是一门实践性很强的课程。通过本课程的学习，使学生掌握数字电路级、数字逻辑级与数字系统级的基础知识、基本分析方法和基本技能，为深入学习本专业后续课程及从事数字电子技术实际工作打下初步基础。

二.与其他课程的关系

先修课程为《高级语言程序设计》，后续课程为《计算机组成原理与汇编语言》、《微机接口技术》等。

三.教学总体要求

1.正确理解以下基本概念和术语：

· 电路，电流，电压，功率，基尔霍夫定律；

· 二极管，双极型晶体管，场效应晶体管；

· 数制，码制，逻辑变量，逻辑函数，与、或、非逻辑，布尔代数，真值表，逻辑图，卡诺图，波形图；

· TTL集成门，CMOS集成门；

· 组合逻辑，数据选择器，数据分配器，译码器，编码器，比较器，全加器；

· 时序逻辑，双稳触发器，寄存器，移位寄存器，计数器，同步，异步，单稳触发器，史密特触发器；

· 随机读写存储器（RAM），只读存储器（ROM ，EPROM， E2PROM，EAROM），可编程逻辑阵列（PLA，FPLA），通用阵列逻辑（GAL），现场可编程门阵列（FPGA），在系统编程（ISP）；

· 数字系统，数据通路，由顶向下，算法状态机，ASM流程图，控制器；

2.学会以下分析和使用方法：

· 简单直流电阻电路的基本分析方法;

· 用布尔代数表达式、真值表、逻辑图、卡诺图、波形图描述逻辑函数的方法；

· 组合逻辑的分析方法；

· 同步时序逻辑的分析方法；

· 常用标准中规模组合逻辑器件和时序逻辑器件的使用方法；

· 常用可编程逻辑器件的使用方法；

3.培养以下几方面的初步能力：

· 使用常用测试工具(万用表、逻辑笔、示波器)的能力；

· 分析组合逻辑、同步时序逻辑、简单数字系统功能的能力；

· 选用中小规模标准器件实现简单逻辑问题的能力；

· 选用ISP器件实现简单逻辑问题的能力；

四.课程内容要求的层次

课程内容的要求分了解、熟悉、掌握三个层次。

第二部分 多种媒体教材一体化总体设计初步方案

一.课程教学总学时数、总学分数

总学时72,学分4(其中实验学时18,录象学时待定)

二.文字教材、CAI课件及相互关系

文字教材是主要教学媒体，包括教学的主体内容、辅导和实验 ;录象教材采用专题的形式,重点表现课程的重点、难点及文字教材不易表述而利于电视媒体表现的内容;CAI课件演示教材中涉及时间、空间等抽象性、动态性的教学内容及自检自测、模拟实验的内容.

三.考核

课程根据本大纲要求命题，理论考试采用闭卷方式统一考试，占70%，能力考试占30%，重点考核基本概念，基本知识，基本技能。

四.学时分配

知识单元序号

教学内容

计划学时

一

电路基本概念

5

二

半导体基本器件

3

三

开关理论基础

7

四

门电路

5 + 3

五

组合逻辑电路

7 + 3

六

时序逻辑电路

10 + 6

七

可编程逻辑器件

10 + 6

八

数字系统

7

　

第三部分 教学内容和教学要求

一.电路基本概念

1.教学内容

· 电路与电路模型；

· 电路基本元件；

· 电路基本物理量；

· 基尔霍夫电流定律与电压定律；

· 直流电阻电路的基本分析方法；

2.教学要求

· 了解电路的基本概念和分类；

· 熟悉电流、电压、功率的表达式及其物理概念；

· 了解电阻、电容、电感、电源四种电路基本元件的特性；

· 熟悉基尔霍夫电流定律和电压定律；

· 熟悉直流电阻电路的支路法分析方法；

二.半导体基本器件

1.教学内容

· PN结；

· 半导体二极管；

· 双极型晶体三极管；

· 场应晶体三极管；

2.教学要求

· 了解PN结的物理结构与特性；

· 熟悉半导体二极管的正偏与反偏特性及主要参数；

· 熟悉双极型晶体三极管的工作模式及特性参数；

· 熟悉场效应晶体三极管的工作模式及特性参数；

三.开关理论基础

1.教学内容

· 数制与码制；

· 逻辑变量与逻辑函数；

· 布尔代数基本定律与基本运算规则；

· 卡诺图的结构及其在逻辑函数化简中的应用；

2.教学要求

· 熟悉二进制数、十六进制数、十进制数的计数规律与转换方法，BCD码的编码方

法；

· 掌握逻辑函数的几种常用表示方法（布尔代数表达式、、真值表、逻辑图、卡

诺图、波形图）；

· 掌握布尔代数基本定律与基本运算规则；

· 掌握与、或、非、与非、与或非、异或、同或逻辑关系及其对应逻辑图符；

四.门电路

1.教学内容

· 分立元件三极管非门的分析；

· TTL集成门；

· CMOS集成门；

2.教学要求

· 了解三极管非门的电路结构与工作原理；

· 了解TTL集成与非门、或非门、与或非门、三态门的电路结构；

· 了解CMOS集成非门、与非门、或非门、三态门的电路结构；

· 掌握TTL集成门和CMOS集成门的外特性（逻辑功能、主要特性参数）与使用方

法；

五.组合逻辑

1.教学内容

· 组合逻辑电路的特点和分析方法；

· 组合逻辑电路的设计方法；

· 常用中规模组合逻辑标准构件；

2.教学要求

· 掌握组合逻辑电路的特点与分析方法；

· 熟悉组合逻辑电路的设计方法；

· 掌握数据选择器、数据分配器、译码器、编码器、数据比较器、加法器等中规模

组合逻辑标准构器件的逻辑功能与使用方法；

六.时序逻辑

1.教学内容

· 双稳触发器；

· 寄存器、移位寄存器；

· 计数器；

· 时序逻辑电路的特点和一般分析方法；

· 脉冲波形产生电路；

2.教学要求

· 掌握双稳触发器的特征方程和使用方法；

· 掌握常用标准中规模寄存器、移存器、计数器的逻辑功能与使用方法；

· 熟悉同步时序逻辑电路的特点与分析方法；

· 了解555定时器、单稳触发器、施密特触发器的功能、用途和特性；

七.可编程逻辑

1.教学内容

· 随机读写存储器（RAM）；

· 只读存储器（ROM，EPROM，E2PROM，EAROM）；

· 可编程逻辑阵列（PLA，FPLA）；

· 通用阵列逻辑（GAL）；

· 现场可编程门阵列（FPGA）；

· 在系统编程（ISP）技术；

2.教学要求

· 熟悉RAM的分类及其存储元的记忆原理与使用特点；

· 熟悉EPROM、E2PROM、EAROM的存储元记忆原理，使用特点；

· 了解FPLA、GAL、FPGA的逻辑结构；

· 熟悉ISP器件的逻辑结构，使用特点；

· 熟悉isp__synario软件工具的使用方法；

八.数字系统

1.教学内容

· 数字系统的基本概念；

· 数据通路；

· 由顶向下的设计方法；

· 小型控制器的逻辑结构；

2.教学要求

· 熟悉数字系统与逻辑功能部件的区别；

· 熟悉数据信号与控制信号的区别；

· 了解ASM流程图的组成和用途；

· 了解小型控制器的组成方法；

第四部分 实验内容

实验总学时：18学时，1学分

实验1 常用仪器设备的使用及集成门电路测试（3学时）

实验2 组合逻辑（3学时）

实验3 时序逻辑（1）（3学时）

实验4 时序逻辑（2）（3学时）

实验5 设计性实验（