電腦學電路的方法

A. 數字電路學習方法

數字電路的基本概念、基本原理、分析方法、設計方法和實驗調試方法。
1、同學們首先要掌握基本的原理和方法。只要掌握了基本的原理和方法，就可以分析給出的任何一種數字電路；也可以根據提出的任何一種邏輯功能，設計出相應的邏輯電路。
2、對於各類數字集成電路器件，重點是掌握他們的外部特性，包括邏輯功能和輸入、輸出端的電氣特性。為了更好的理解和運用電路器件的外部特性，需要熟悉他們的輸入電路和輸出電路的結構及其原理。至於內部的電路結構和詳細工作過程都不是重點，不需要去記憶。
3、重視實驗和課程設計。實驗前要先預習，實驗在本課程中有著重要的作用，它可以幫助驗證所學的理論，加深對理論知識的理解和掌握，培養理論聯系實際的能力，培養實際動手能力及實驗技能，培養分析問題與解決問題的能力；課程設計為綜合應用所學的數字電路知識、模擬工程設計提供了極好的課堂，可以利用課程設計加強自我綜合能力的訓練。
4、學會查閱器件手冊。從數字集成電路數據手冊上查找所需要的器件型號，同時研究所選器件的功能真值表（時序器件還要研究時序圖），從功能真值表中獲取以下信息：①該器件本身的邏輯功能，②該器件的正確使用方法，③使用中注意事項等。
5、按時、獨立地完成規定的作業。做習題是一個非常重要的環節，它對於鞏固概念、啟發思考、熟悉分析運算過程、暴露學習中的問題和不足是不可缺少的。
6、利用網路學習、輔導答疑、習題測試等。
7、經常瀏覽相關期刊、網站，了解數字電子技術的最新發展動態和新近推出的電子器件及其大致功能特點等。

學生應知應會內容

一、學生應會能力

1、數字電路分析能力

2、邏輯電路設計能力

3、常用儀器使用能力

4、邏輯電路製作能力

5、故障排除能力

6、模擬工具使用能力

7、實訓報告編寫能力

8、自學能力

9、職業素質養成

二、學生應知的理論知識

1、數字電路基礎

要知道：數字信號中1和0所表示的廣泛含義；十進制數、二進制數和十六進制數的表示方法與它們之間的相互轉換方法；8421BCD碼的表示方法及其與十進制數的轉換方法，邏輯函數、邏輯變數、邏輯狀態的含義；與、或、非所表示的邏輯事件；邏輯函數真值表的含義及表示規律和方法。

會寫出：邏輯與、或、非、與非、或非、與或非、異或、同或等的邏輯表達式、真值表、邏輯符號及其規律；邏輯函數式、真值表及邏輯圖三者間的轉換；負邏輯符號的邏輯式。

會使用：邏輯代數化簡邏輯函數式；最小項及其編號表示邏輯函數式；卡諾圖化簡邏輯函數式。

2、集成邏輯門電路

要知道：邏輯電路高電平、低電平與正負邏輯狀態的關系。CMOS反相器閾值電壓UTH的含義與VDD的關系。74H和74LS的UTH值的區別，集成邏輯電路主要參數的含義與所表示的性能。邏輯符號控制端符號上非號、小圓圈含義及其門電路上小圓圈符號含義的區別。三態門使能控制的作用及輸出高阻的含義。

會畫出：OD門、OC門、傳輸門、三態門的邏輯符號。與門、或門、非門、與非門、或非門輸入波形所對應的輸出波形。

會使用：OC門、OD門、傳輸門、三態門的功能。

會處理：CMOS集成邏輯電路的存放和焊接的措施，各種門電路空餘的輸入端、各種門電路系列間的介面。

3、組合邏輯電路

要知道:組合邏輯電路的特點,組合邏輯電路的分析步驟和設計步驟。編碼器、解碼器、數據分配器和數據選擇器的含義。

會分析：用邏輯函數化簡表達式、真值表描述的組合邏輯電路的邏輯功能。

會設計：根據邏輯事件設定輸入和輸出變數及其邏輯狀態的含義，根據因果關系列出真值表，寫出邏輯函數式並進行化簡後的邏輯圖。

會使用：用功能表表示的各種中規模集成器件的編碼器、優先編碼器、解碼器、數碼顯示七段解碼器、數據選擇器的引腳功能。

會畫出：用解碼器或數碼選擇器構成與或邏輯函數式的電路圖。

4、集成觸發器

要知道：觸發器的工作特點、基本RS觸發器功能，同步觸發器特點，脈沖邊沿觸發器工作特點，T和T』觸發器的功能。

會畫出：與非門、或非門組成基本RS觸發器的電路及邏輯符號圖，上升邊沿觸發的D觸發器、下邊沿觸發的JK觸發器和邏輯符號圖及其輸出波形圖，用JK和D觸發器構成T』觸發器的連線圖。

會寫出：RS觸發器、D觸發器、JK觸發器的狀態方程式。

會背出：JK觸發器的輸出Q的狀態在CP下降沿作用下與輸入JK狀態的關系。

會使用：集成觸發器直接置位、復位端SD、RD、和 、的狀態在各種情況下的設置方法。

5、時序邏輯電路

要知道：時序邏輯電路的工作特點、同步時序邏輯電路的分析方法、寄存器和移位寄存器及計數器的功能。同步與非同步的含義。

會使用：由功能表反映的雙向移位寄存器、各種類型各種型號中規模集成計數器引腳功能、非同步和同步清零或置數。

會畫出：用反饋清零、反饋置數方法在非同步或同步情況下的N進制計數器電路接線。

6、脈沖電路

要知道：微分、積分電路功能；555定時器各引腳的功能、其閾值輸入端及輸出端電壓的邏輯規律；單穩態觸發器、多諧振盪器和施密特觸發器三種電路的基本功能。

會選用：實現脈寬定時、延時控制脈沖、脈寬調制、波形變換、整形、聲響電源、時鍾脈沖、標准時基脈沖信號等功能的電路結構類型。

會識別：各類結構單穩態觸發器對輸入觸發脈寬的要求和有效觸發的沿口類型。

會畫出：施密特觸發器波形變換或整形的輸出波形。

會計算：各類結構觸發器的輸出脈寬、各類結構多諧振盪器的振盪頻率。

7、半導體存儲器

要知道：只讀存儲器（ROM）和隨機存取存儲器（RAM）的邏輯功能和兩者性能的區別、存儲器地址解碼器的功能、地址輸入線與字線W 下標i數值的關系；字線、位線、存儲單元，字長、位元組的含義。掩模ROM和可編程ROM（PROM）功能及其存儲單元電路的區別。PROM的三種類型及其工作性能的區別。RAM中兩類電路存儲單元結構的區別。

會計算：半導體存儲器的存儲容量。

會畫出：RAM存儲容量字擴展和位擴展的電路及其連線。

8、數/模和模/數轉換器

要知道：數/模轉換器和模/數轉換器的功能、R-2R倒T形電阻網路DAC輸入數字量與輸出電壓關系式；數/模轉換器的采樣/保持、量化和編碼含義、V-T型雙積分式和逐次逼近型兩種A/D轉換器的基本工作原理和特點。

會計算：用電壓值表示不同位數的ADC或DAC的解析度和允許最大絕對誤差。
數字電路所需的先修課程是電路分析基礎和模擬電路，後續課程是微機原理、微型計算機、介面技術等。
數字電路在研究的對象和方法上都跟模擬電路有很大的不同，表1.5.1把它們作了一個簡單的對比。
表1.5.1 模擬電路與數字電路的比較
內 容 模 擬 電 路 數 字 電 路
工作信號 模擬信號 數字信號

管子工作狀態 放大
飽和導通或截止

研究對象 放大性能
邏輯功能

基本單元電路 放大器
邏輯門、觸發器

分析工具 圖解法、微變等效電路法
真值表、卡諾圖、邏輯表達式、狀態轉換圖、布爾代數
顯然，模擬電路和數字電路的差異是很大的，初學者應當在學習方法上作一些改變，以適應數字電路的特點，才能取得良好的效果。
1.在數字電路中，所有的變數都歸結為0和1兩個對立的狀態。通常，我們只需關心信號的有或無，電平的高或低，開關的通或斷，等等，而不必理會某個變數的詳細數值。比如電平幅值的微小變化就可能毫無意義。
2.數字電路的研究方法以邏輯代數（又稱布爾代數）作為數學基礎。它主要研究輸入，輸出變數之間的邏輯關系，並建立了一套邏輯函數運算及化簡的方法。布爾代數又稱雙值代數，由於其變數取值只有0和1兩種可能，比之模擬電路，數字電路中沒有復雜的計算問題。
3.由於數字集成電路技術的高度發展，數字電路更鮮明地體現了管路合一的特點。初學者應充分注意這一特點。一般來說，學習電路結構不是我們的目的，目的是掌握電路功能。

數字系統通常由輸入介面、輸出介面、數據處理和控制器構成。輸入介面和輸出介面的主要任務是將模擬量轉換為數字量，或將數字量轉換為模擬量，處理器的主要作用是控制系統內部各部件的工作，使它們按照一定的程序操作。通常以是否有控制器作為區分功能部件和數字系統的標志，凡是包含控制器且能夠按順序進行操作的系統，無論規模大小，一律稱為數字系統。

B. 如何學習電子電路分析方法

這個問題很大，解決這個問題是一個系統工程，首先需要時間，其次還要多看書和多實踐，邊看書邊實踐。
學好這門學科至少包括下列三方面的內容，這三方面技能缺一不可，並且相互影響，它們之間是一個不可分割的整體。
(1)掌握電路工作原理，也就是能夠看懂電路圖。
(2)了解故障分析理論和檢查方法，也就是面對變化萬端的故障現象能夠做到心中有「譜」，有思路、有方法，能下手。
(3)具備動手操作的能力，也就是能夠參與實踐活動，在游泳中學會游泳，在動手實踐中鞏固學到的理論知識。
從學習方法上講，看一遍書是不能解決問題的，看一本書是不行的，應進行系統的看書。
看書時，要先通讀1～2遍，在通讀過程中能看懂的就記下來，不能看懂的問題就暫時放一邊，繼續向下看。不要第一遍就精讀，就想搞懂書中的所有問題，對初學者來講這是不可能的，也不科學。通過幾遍通讀，對電路工作原理有了一定的整體了解之後，再去精讀全書。學習中，要以一本書為主教材，輔以多本同類型的書作為參考書，在主教材中有看不懂的部分時，可參考其他書的相關部分，搞懂問題。
從理論與實踐之間的關繫上講，理論不能脫離實踐，實踐要由理論來指導。
看看書，動動手，兩者交錯進行是一個好方法。實踐中遇到問題去請教書本，這種帶著問題讀書的方法比單純讀書的效果要好得多。在實踐中學到的感性知識又可以加深對理論知識的認識和理解。
從動手操作上講，應先從簡單的開始，循序漸進，逐步深入。例如，先熟悉一些常見元器件的外形特徵，學著用萬用表去檢測它們的質量，不要一開始就去動手修理電器。
方法提示
對這門學科有些了解之後，應該集中精力和時間解決一個個小問題，積少成多，不要全面開花。例如，先分析電源電路工作原理，再試著自己裝一個小小的穩壓電源，然後去學著修理電源電路故障。在一段相對集中的時間內專門學習電源電路，這樣就會對電源電路有比較深入的了解，直至能夠掌握。
2.學習應從這里起步
電子技術的面很廣，但學習時應該從元器件入手。
元器件是組成電子電路的最小單位，是分析電路工作原理的基礎，也是修理中最終檢測、更換的對象，從了解、掌握元器件的外形特徵、結構、工作原理、主要特性、檢測方法入門，再進入電路工作原理的學習。當然，也不是要求了解所有的元器件，入門階段主要是了解電阻器、電容器等最基本的元器件。
3.記不住和不能理解沒關系
學習中記不住和無法理解是一種很正常的現也普遍存在於初學者之中。凡是記不住的東是自己接觸次數少的、不常用的東西。要在過程中找出適合自己的記憶方法，電路圖成千上萬，靠死記硬背是根本行不通的。
凡是無法理解的問題都是因為自己對這方面基礎知識掌握不夠，或基礎知識不夠全面造成的;另一個可能是自己的理解方法出了問題，任何問題的理解都從低層開始，例如，不管什麼電路，都要分析一個電流迴路，這是相當錯誤的理解方法。一方面是因為這樣做學不好電路分析;另一方面使自己的學習很累，結果失去了學習的自信心，非常有害。
方法提示
學習的初級階段，許多東西記不住可以先放一邊，隨著學習的進行，許多問題會自然消失。切不可為一兩個問題而花費自己大量的精力和時間，這會影響自己的
學習信心。凡是在實踐中遇到的問題，通過理論學習後解決的都能記得比較清楚，實踐活動可以加強記憶。
4.畫電路圖是學習電路工作原理的好方法
學習電路工作原理的過程中，在看懂電路工作原理之後，可以對電路圖多畫幾次，它可以檢驗學習的效果，也可以加深對電路工作原理的理解。
凡是很快能夠畫出的電路，就是掌握得比較好的部分;總是畫不出或畫錯的部分，就是學習中的薄弱環節。
畫電路圖時要根據電路工作原理來進行，不要死記、默畫。
5.檢驗自己學習效果的方法
對看過的電路圖能夠很快而准確地進行分析，並能用自己的語言講出電路的工作原理，能夠在不看書的情況下畫出學過的電路圖，說明電路工作原理的學習已經收到良好的效果。
6.學習感到很困難怎麼辦
萬事開頭難，初學階段感到學習電子技術這門學科很困難是非常正常的事情，看不懂、記不住等問題是必然會遇到的，但是總有開頭、起步的過程。
認識到學習電子技術這門學科的難度，樹立一定能夠學好的信心，運用科學的學習方法，學習中不斷總結適合自己的記憶技巧，堅持數月必有好處。
入門階段產生許多困難的原因主要有下列幾個方面。
(1)教材選擇不對。所選的教材起點高了一些，應從更基礎的教材學起。
(2)學習的方法不對。要加大基礎知識學習的力度，要有系統性，並更多地投入實踐活動，擴展知識的結構和面，建立更多的感性認識。
(3)學習計劃太狠。暫時適當縮小、調整學習計劃，調整一下學習目標，訂一個通過努力能夠完成的學習計劃，重新建立學好這門技術的自信心。
(4)配套不夠。學習的配套工作不全面，比如只是看書沒有去動手等。
7.從基礎開始，循序漸進，欲速則不達
電路分析或修理中問題特別多者，說明基礎知識掌握的不好。有的基礎知識在書上一看就懂，一用就錯，這時問題就自然來了。如果發現自己看書時不懂的問題特別多，就說明看這本書的准備知識還不夠，應從更基礎的書看起。
不能採取跳躍式學習，認為自己已經懂的就不去認真學習，跨過幾節看後面的內容，這時必然會出現問題很多的現象。古人雲：欲速則不達。

C. 如何學習電子電路

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