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數(shù)字邏輯電路范文第1篇

Abstract: For "Digital Circuit" experiment exists many problems, such as the unreliable single pulse, device components are shielded, laboratory connecting wires are broken beyond repair and so on, a fully functional, superior performance device named "Digital Logic Circuits Experimental Apparatus" has been researched and produced, it overcomes the problem which are difficult to solve long-standing.

關(guān)鍵詞： 實(shí)驗(yàn)；單次脈沖；制作；解決問(wèn)題

Key words: experiment；single pulse；production；solution

中圖分類(lèi)號(hào)：TN79+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2011）28-0230-02

0 引言

實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是學(xué)生在教師指導(dǎo)下，運(yùn)用一定的儀器設(shè)備進(jìn)行獨(dú)立操作、通過(guò)觀察和分析事物的變化直接獲取知識(shí)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)與操作技能。可以說(shuō)，教學(xué)儀器、設(shè)備是加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)（訓(xùn)）教學(xué)的基礎(chǔ)和保證。然而，作為“數(shù)字電路”實(shí)驗(yàn)教學(xué)使用的主要設(shè)備――由眾多廠家生產(chǎn)，五花八門(mén)的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱、實(shí)驗(yàn)臺(tái)（柜），大多不同程度地存在著可靠性差、功能不全、維修不便等缺陷。導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)效果不佳，甚至出現(xiàn)一些無(wú)法克服的難題，嚴(yán)重制約了學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力的提高和對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握，限制了學(xué)生創(chuàng)新思維意識(shí)的形成。為此，根據(jù)多年的實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及實(shí)際需要，設(shè)計(jì)研制了《數(shù)字邏輯電路實(shí)驗(yàn)儀》，供我院數(shù)電實(shí)驗(yàn)教學(xué)使用，解決了數(shù)電實(shí)驗(yàn)教學(xué)中出現(xiàn)的難題，效果良好。

1 商家生產(chǎn)的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)設(shè)備存在的主要問(wèn)題

1.1 單次脈沖不可靠 脈沖數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)常要用到正（或負(fù)）跳變的單次階躍脈沖。但是，由于機(jī)械開(kāi)關(guān)的通斷時(shí)間往往達(dá)幾ms至幾十ms，在此期間會(huì)出現(xiàn)多次抖動(dòng)，相當(dāng)于連續(xù)出現(xiàn)了幾個(gè)脈沖信號(hào)或數(shù)目不定的脈沖串，顯然，用這樣的開(kāi)關(guān)產(chǎn)生的信號(hào)會(huì)導(dǎo)致電路產(chǎn)生誤動(dòng)作。對(duì)觸發(fā)器、寄存器、計(jì)數(shù)器等都要使用單次脈沖進(jìn)行觸發(fā)的時(shí)序電路而言，就會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的結(jié)果。為了消除這種開(kāi)關(guān)的抖動(dòng)、廠家生產(chǎn)的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱、臺(tái)、柜，通常在機(jī)械開(kāi)關(guān)與被驅(qū)動(dòng)的電路間加有防抖動(dòng)電路，但在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，先后購(gòu)置的商品實(shí)驗(yàn)儀都沒(méi)有很好地解決這個(gè)看似簡(jiǎn)單的問(wèn)題，很不可靠，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)理論與實(shí)際不一樣，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行。

1.2 元器件被屏蔽，是“試驗(yàn)”非“實(shí)驗(yàn)” 商家生產(chǎn)的這些實(shí)驗(yàn)設(shè)備多采用“積木”、“模塊”、“單元電路”的方式方法。電子元器件、電路板被屏蔽在設(shè)備或模塊的內(nèi)部，外部?jī)H漏出元件或電路的引腳連線(xiàn)插孔及圖符。元器件是什么形狀則看不到，集成電路管腳的識(shí)別、三極管等元器件極性及好壞的測(cè)量、判別難以進(jìn)行，學(xué)生無(wú)法建立感性認(rèn)識(shí)，理論不能聯(lián)系實(shí)際，動(dòng)手能力的提高無(wú)從談起，主觀能動(dòng)性很難得到發(fā)揮。雖不實(shí)用，亦有優(yōu)點(diǎn)：整齊美觀，便于展示，實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作也相應(yīng)簡(jiǎn)單一些。

1.3 帶插頭的實(shí)驗(yàn)連接導(dǎo)線(xiàn)壞了難修復(fù) 市售的這些商品實(shí)驗(yàn)箱、實(shí)驗(yàn)臺(tái)（柜）都采用的是帶插頭可互迭的一次性連接導(dǎo)線(xiàn)。這種導(dǎo)線(xiàn)和與之配套的圓錐形插孔之間的接觸比較可靠，但可能是商業(yè)利益使然吧，導(dǎo)線(xiàn)與插頭處是密封在一起的，壞了無(wú)法修復(fù)，因而是一次性的。數(shù)字電路屬技術(shù)基礎(chǔ)課，開(kāi)課班級(jí)多，實(shí)驗(yàn)重復(fù)使用率高，由于反復(fù)插拔，連線(xiàn)接頭處很容易從內(nèi)部斷開(kāi)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中由此引起的隱性故障較難查找，影響實(shí)驗(yàn)效果，而且每根連線(xiàn)價(jià)格不菲，不能維修及重復(fù)使用，只能由生產(chǎn)廠家提供，造成很大浪費(fèi)。

1.4 產(chǎn)品有些部分華而不實(shí)，實(shí)驗(yàn)中根本用不上，完全可以刪繁就簡(jiǎn)。

2 自制數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)的功能特點(diǎn)

為了克服由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備缺陷造成的實(shí)驗(yàn)教學(xué)難題，提高實(shí)驗(yàn)效果，增強(qiáng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力，本著使用方便可靠、線(xiàn)路簡(jiǎn)單實(shí)用、結(jié)構(gòu)合理緊湊、易于自制、便于維修的指導(dǎo)思想，自行設(shè)計(jì)研制了功能較為齊全、富有特色、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的《數(shù)字邏輯電路實(shí)驗(yàn)儀》。本儀器可供各類(lèi)職業(yè)院校、業(yè)余電子愛(ài)好者使用雙列直插式大、中、小規(guī)模集成電路，進(jìn)行數(shù)字電路的實(shí)驗(yàn)和邏輯設(shè)計(jì)。若配以示波器、萬(wàn)用表等儀器儀表，利用面包板搭接電路，亦可完成模擬電子線(xiàn)路的實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)儀共由七個(gè)部分組成，下圖是該實(shí)驗(yàn)儀的面板圖。

2.1 單次脈沖發(fā)生器 經(jīng)過(guò)反復(fù)多次的實(shí)驗(yàn)，該部分最后選用了電路結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單的R-S單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器作為單次脈沖發(fā)生器。由于去耦電路完善，線(xiàn)路結(jié)構(gòu)合理，加之采用的是超高速的TTL門(mén)電路，所以電路工作非常穩(wěn)定、可靠，且單次脈沖的上升沿、下降沿都很陡。所制作的十五臺(tái)“數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)儀”，沒(méi)有一臺(tái)存在因?yàn)榘粹o型自復(fù)式開(kāi)關(guān)的通、斷而產(chǎn)生的“抖動(dòng)”現(xiàn)象，從而有效地解決了“時(shí)序電路”實(shí)驗(yàn)過(guò)程中因開(kāi)關(guān)“抖動(dòng)”而產(chǎn)生的誤動(dòng)難題。

2.2 多孔實(shí)驗(yàn)插座扳 多孔實(shí)驗(yàn)插座板俗稱(chēng)“面包板”，每塊插座板中央有一凹槽，凹槽兩邊各有相互對(duì)應(yīng)的65列小插孔，每一列的五個(gè)小孔其內(nèi)部是由一只彈性接觸簧片構(gòu)成的，故在電氣上是相互連通的。列于列的間距均是雙列直插式DIP封裝IC的標(biāo)準(zhǔn)間距。集成電路的引腳就分插在凹槽兩邊的小孔上。另外，插座扳上、下邊沿各有一排11組55個(gè)插孔，其中前后4組各20個(gè)插孔、中間的3組15個(gè)插孔在電氣上是分別連通的，可作為電源與地線(xiàn)插孔。本實(shí)驗(yàn)儀使用了四塊SYB-130型實(shí)驗(yàn)插座板，一次可容納多塊集成電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。小型開(kāi)關(guān)、晶體管、小電阻電容等分立元件也很容易插入。

選擇采用傳統(tǒng)的“面包板”，是因?yàn)閷W(xué)生可在其上隨心所欲地搭接電路。這對(duì)他們認(rèn)識(shí)、檢驗(yàn)、使用、選擇元器件、建立感性認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、提高動(dòng)手能力、發(fā)揮主觀能動(dòng)性等諸方面都能起到很好地作用。同時(shí)，用來(lái)搭接電路的單股導(dǎo)線(xiàn)到處有售，徹底解決了帶插頭的專(zhuān)用實(shí)驗(yàn)連線(xiàn)壞了無(wú)法修復(fù)，需外購(gòu)，要受制于人且遠(yuǎn)水解不了近渴還不經(jīng)濟(jì)的難題。但因?yàn)樵骷陌l(fā)放、回收、檢驗(yàn)比較費(fèi)時(shí)間，因而相應(yīng)增加了實(shí)驗(yàn)員的工作量。

2.3 脈沖信號(hào)源 信號(hào)源部分電路設(shè)計(jì)巧妙、新穎、獨(dú)特、成功：分為 1~100HZ、100~1KHZ、1K~30KHZ三個(gè)頻段，所需頻率由波段開(kāi)關(guān)與頻率細(xì)調(diào)旋鈕進(jìn)行選擇。脈沖輸出幅度0~9V連續(xù)可調(diào)，脈沖的占空比調(diào)節(jié)范圍可達(dá)（0~100%），而且在調(diào)節(jié)脈沖寬度時(shí)對(duì)輸出頻率無(wú)任何影響。脈沖的上升及下降時(shí)間都小于1微秒。另外，還單獨(dú)設(shè)置有TTL電平脈沖輸出插孔。一些技術(shù)指標(biāo)顯然高于廠家的產(chǎn)品。

2.4 穩(wěn)壓電源部分 實(shí)驗(yàn)儀設(shè)有+5V、+12V、-12V三組直流電源，均采用了集成組件三端穩(wěn)壓器進(jìn)行穩(wěn)壓。+5V電源除了給實(shí)驗(yàn)電路供電外，還要作為本實(shí)驗(yàn)儀內(nèi)各個(gè)部分的工作電源，因此選用了金屬封裝，較易散熱的LM7805K。7812、7912則采用了廉價(jià)的塑封型三端穩(wěn)壓器。這三種集成穩(wěn)壓器內(nèi)部均設(shè)有可靠的短路、超溫、限流等完善的保護(hù)措施，由于選用了盡可能大的散熱器，故各路輸出的直流電流均大于1.0A。

2.5 邏輯電平開(kāi)關(guān)部分 選用優(yōu)質(zhì)的單刀雙擲開(kāi)關(guān)，向?qū)嶒?yàn)電路提供“0”、“1”電平信號(hào)。若八位開(kāi)關(guān)不夠用，可由DIP封裝的雙列直插式微型多路開(kāi)關(guān)在多孔實(shí)驗(yàn)插座扳上進(jìn)行擴(kuò)充。

2.6 邏輯電平顯示部分 共八位。均加有驅(qū)動(dòng)電路?？蛇x用廉價(jià)的低功耗LSTTL、COMS等芯片完成實(shí)驗(yàn)。

2.7 計(jì)數(shù)譯碼顯示部分 可進(jìn)行百位數(shù)以?xún)?nèi)的計(jì)數(shù)、譯碼、顯示實(shí)驗(yàn)。若要增加位數(shù)，亦可在實(shí)驗(yàn)插件板上進(jìn)行擴(kuò)充。

旋鈕接插件開(kāi)關(guān)（含實(shí)驗(yàn)插件板）、數(shù)碼管及LED燈等均直接安裝、固定在一塊380*300*2.5mm的印刷電路板正反面上。其正面還有銅箔經(jīng)腐蝕后形成的儀器型號(hào)、各部分（用線(xiàn)條框起來(lái)）名稱(chēng)、字符等。背面的印刷電路上面焊著元器件。電源變壓器、三端穩(wěn)壓器則安裝在一個(gè)金屬框架上，與電路板背面用兩只把手（檢修時(shí)將整個(gè)儀器移出機(jī)箱用）固定在一起，還能起到支撐的作用。整個(gè)機(jī)箱為自制木結(jié)構(gòu)，尺寸為470*330*145mm。

3 結(jié)束語(yǔ)

該實(shí)驗(yàn)儀制作于1994年。經(jīng)過(guò)多年的使用，部分實(shí)驗(yàn)插件板出現(xiàn)了接觸不良的現(xiàn)象（待換），還有外觀不是那么美觀外，功能、性能指標(biāo)仍能滿(mǎn)足教學(xué)需求，在我院數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)中仍然發(fā)揮著良好的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫津平.數(shù)字電子技術(shù)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2005.

[2]賈林科.自制實(shí)驗(yàn)設(shè)備解決教學(xué)難題[J].西部大開(kāi)發(fā)，2011.2.

數(shù)字邏輯電路范文第2篇

【關(guān)鍵詞】項(xiàng)目化教學(xué);數(shù)字;邏輯電路

我國(guó)傳統(tǒng)的職業(yè)教育是以“知識(shí)為本位”，強(qiáng)調(diào)學(xué)科知識(shí)的科學(xué)性與系統(tǒng)性，教學(xué)上注重新、舊知識(shí)之間的聯(lián)系，強(qiáng)調(diào)識(shí)記，但忽視了對(duì)學(xué)生操作技能和創(chuàng)新能力的培養(yǎng);強(qiáng)調(diào)以課堂、教師、教材為中心、即所謂的“三中心”，教師教什么學(xué)生就學(xué)什么，忽視了學(xué)生積極性、主動(dòng)性的發(fā)揮;在教學(xué)方法上采用“滿(mǎn)堂灌”，教學(xué)進(jìn)度上齊步走。這于當(dāng)今社會(huì)強(qiáng)調(diào)實(shí)用性和創(chuàng)新性不能同步，因而難以適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展需求。

隨著我校國(guó)家中等職業(yè)教育改革發(fā)展示范學(xué)校的審批，我們?cè)谌瞬排囵B(yǎng)模式、教學(xué)模式、學(xué)生評(píng)價(jià)模式等方面做了一系列的改革嘗試。項(xiàng)目化教學(xué)法的引入就是我們?cè)诮虒W(xué)模式改革中的大膽嘗試。

項(xiàng)目化教學(xué)是一種以學(xué)生自主探索為基礎(chǔ)，采用科學(xué)研究及實(shí)踐操作為主，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)接受知識(shí)的教學(xué)方法。教師應(yīng)將需要解決的問(wèn)題以項(xiàng)目的形式布置給學(xué)生，通過(guò)小組協(xié)助方式，在教師指導(dǎo)下由學(xué)生自己制定計(jì)劃，團(tuán)體協(xié)作完成整個(gè)項(xiàng)目，使學(xué)生理解和把握專(zhuān)業(yè)知識(shí)和相關(guān)技能，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力，加強(qiáng)他們的團(tuán)對(duì)協(xié)作精神。

在數(shù)字邏輯電路的設(shè)計(jì)中，我采用如下實(shí)施過(guò)程進(jìn)行教學(xué)：

一、確定項(xiàng)目任務(wù)

項(xiàng)目化教學(xué)的課前準(zhǔn)備是教學(xué)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，可以充分發(fā)揮學(xué)生的聰明才智，當(dāng)然教師也必須深入學(xué)生，提出一個(gè)或幾個(gè)設(shè)計(jì)方案，和學(xué)生一起討論，然后分組，引導(dǎo)各小組根據(jù)項(xiàng)目任務(wù)利用業(yè)余時(shí)間查找相關(guān)資料，確定項(xiàng)目的目標(biāo)，使各小組同學(xué)獨(dú)立進(jìn)行設(shè)計(jì)任務(wù)。這樣學(xué)生成了教學(xué)的主角，而教師則轉(zhuǎn)換為引導(dǎo)者，教學(xué)的服務(wù)者。比如確定如下任務(wù)：某項(xiàng)體育比賽A、B、C三個(gè)副裁判和一個(gè)D主裁判，主裁判的裁定計(jì)二票，其它裁判的裁定計(jì)一票，試設(shè)計(jì)一個(gè)表決電路，要求在多數(shù)票同意得分時(shí)電路發(fā)出得分信號(hào)，也就是設(shè)計(jì)一個(gè)表決器，全部工作由學(xué)生參與完成。由于這樣的電路在實(shí)際生活中隨處可見(jiàn)，同學(xué)們的興趣非常高漲，提問(wèn)聲此起彼伏。

二、制定計(jì)劃

學(xué)生根據(jù)實(shí)際問(wèn)題設(shè)計(jì)出的邏輯電路圖是五花八門(mén)的，但哪個(gè)是正確的不要急于告訴他們，而是讓他們自己介紹自己設(shè)計(jì)的邏輯電路圖，有的同學(xué)設(shè)計(jì)出的邏輯電路圖雖然很合理，但在介紹時(shí)存在很多漏洞;有的同學(xué)雖然設(shè)計(jì)得不合理，但介紹自己設(shè)計(jì)的電路圖時(shí)語(yǔ)言簡(jiǎn)練、幽默，不時(shí)博得同學(xué)們的陣陣掌聲;有的同學(xué)雖然設(shè)計(jì)出了電路，但不敢上臺(tái)介紹，我就引導(dǎo)他，讓他慢慢的進(jìn)入角色，并且不斷的鼓勵(lì)他，使他能夠完整的介紹自己的電路。學(xué)生都急著想知道自己的設(shè)計(jì)是否合理，都想讓我做出公正的評(píng)價(jià)，我就在這樣輕松愉快的氣氛下，把邏輯電路圖的設(shè)計(jì)方法的思路介紹了一下，然后同學(xué)們開(kāi)始互相討論，互相幫助來(lái)修改自己的“杰作”，學(xué)生們?cè)谠O(shè)計(jì)電路過(guò)程中，手腦并用，互幫互學(xué)，不但學(xué)到了知識(shí)，而且對(duì)他的語(yǔ)言表達(dá)能力和社交能力也得到了很好的提高。最后，通過(guò)不斷激烈的討論、修改，學(xué)生們形成了各種各樣的邏輯電路圖：有與門(mén)、或門(mén)、與非門(mén)……他們的邏輯圖思路清晰、簡(jiǎn)潔，充分體現(xiàn)了他們的聰明才智。

三、實(shí)施計(jì)劃

按照邏輯電路圖所需要的門(mén)電路，我又要求他們?cè)谖姨峁┑牟牧现羞x擇自己所需的元器件，按照自己的設(shè)計(jì)連接電路，驗(yàn)證自己的設(shè)計(jì)是否正確。因?yàn)槲姨峁┰骷r(shí)，有意識(shí)的把好多元器件混在一起，讓他們自己選擇，這樣可以讓他們認(rèn)識(shí)各種元件，有的同學(xué)一下子就找到所需的元件;有的同學(xué)不認(rèn)識(shí)集成塊;有的同學(xué)不認(rèn)識(shí)三極管;有的同學(xué)不知道電容器;有的同學(xué)什么都不知道……他們就相互幫助，相互介紹，拿到各自需要的元件，在這時(shí)我恰如其分地插入話(huà)題，告訴他們各種元器件的分類(lèi)、特點(diǎn)和應(yīng)用，及該如何選擇所需元件，他們恍然大悟，很快和平時(shí)課堂上的內(nèi)容聯(lián)系起來(lái)。然后他們開(kāi)始接線(xiàn)，有的同學(xué)很快就把線(xiàn)接好了;有的同學(xué)卻不知道該怎么接線(xiàn);有的同學(xué)不知道電源在哪里;有的同學(xué)甚至把元件用導(dǎo)線(xiàn)短接起來(lái)，問(wèn)題接二連三的出來(lái)，在我的鼓勵(lì)下，他們互相幫助，互相討論，接線(xiàn)時(shí)不停出現(xiàn)的問(wèn)題，有的原因他們自己找到了，有的原因找不到，我就帶著他們找，并提醒學(xué)生在接線(xiàn)過(guò)程中應(yīng)注意的一些事項(xiàng)，在學(xué)生的努力和我的指導(dǎo)下，他們獨(dú)立完成了電路的連接，當(dāng)學(xué)生向我展示他們的作品時(shí)，他們臉上的笑容是那么的燦爛 ，那么的滿(mǎn)足，那么的充滿(mǎn)自信。

四、檢查評(píng)估

接線(xiàn)完畢，同學(xué)們開(kāi)始進(jìn)行自我評(píng)估 ，并講解有關(guān)的實(shí)際應(yīng)用。有的學(xué)生在展示作品的過(guò)程中可以非常直觀地演示該體育比賽的全部表決過(guò)程;有的學(xué)生在項(xiàng)目工作中卻出現(xiàn)這樣或那樣的問(wèn)題;還有的學(xué)生只能做出電路但不能和實(shí)際聯(lián)系起來(lái);我就和學(xué)生一起檢查他們的電路，然后一起分析問(wèn)題解決問(wèn)題。我首先充分肯定了他們的成績(jī)，然后概括了組合邏輯電路的設(shè)計(jì)思路，及正確的設(shè)計(jì)方法和他們?cè)谶B接電路時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)。

在項(xiàng)目化教學(xué)中，學(xué)習(xí)過(guò)程成為一個(gè)人人參與的創(chuàng)造實(shí)踐活動(dòng)，注重的不是最終的結(jié)果，而是完成項(xiàng)目的過(guò)程。學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐過(guò)程中，理解和把握課程要求的知識(shí)和技能，體驗(yàn)創(chuàng)新的艱辛與樂(lè)趣，培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。通過(guò)實(shí)際操作，不但可以訓(xùn)練他們?cè)诠ぷ髦信c其他同學(xué)協(xié)調(diào)、合作的能力，還可以充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能。

五、歸檔或結(jié)果應(yīng)用

作為項(xiàng)目的實(shí)踐教學(xué)產(chǎn)品，應(yīng)盡可能具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。因此，項(xiàng)目工作的結(jié)果應(yīng)該歸檔或應(yīng)用到企業(yè)和學(xué)校的生產(chǎn)教學(xué)實(shí)踐中。

項(xiàng)目化教學(xué)以小組為單位完成任務(wù)，學(xué)生學(xué)習(xí)氣氛濃烈，通過(guò)討論交流促進(jìn)知識(shí)的積累，提高了學(xué)生的參與意識(shí)，培養(yǎng)了他們的團(tuán)隊(duì)合作精神。這種自主的學(xué)習(xí)方式，使學(xué)生的個(gè)性化得到充分發(fā)展，加強(qiáng)了自我學(xué)習(xí)能力和自我調(diào)控能力的進(jìn)步，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

項(xiàng)目化教學(xué)雖然強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體性，但教師的任務(wù)就未必減輕。它要求教師不僅能組織和管理好教學(xué)，具有扎實(shí)的學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)及信息加工能力，還應(yīng)具備項(xiàng)目規(guī)劃、管理和評(píng)價(jià)等方面的能力。對(duì)本專(zhuān)業(yè)融會(huì)貫通，隨時(shí)回答學(xué)生的提問(wèn)，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景，培養(yǎng)協(xié)作學(xué)習(xí)的氣氛。項(xiàng)目化教學(xué)在實(shí)施過(guò)程中，教師必須加強(qiáng)監(jiān)督管理。由于采取分組協(xié)作學(xué)習(xí)的方式，其分組的原則、組員搭配、內(nèi)容分工等方面直接影響到實(shí)施的效果。因此必須分工明確，推行“一幫一”的措施，促進(jìn)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作，提高教學(xué)質(zhì)量。

綜上所述，項(xiàng)目教學(xué)法是在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的影響下，通過(guò)選取“工程項(xiàng)目”來(lái)創(chuàng)設(shè)“情景”，通過(guò)“協(xié)作學(xué)習(xí)”的方式開(kāi)展學(xué)習(xí)，通過(guò)完成“工程項(xiàng)目”來(lái)達(dá)到“意義建構(gòu)”，是一種比較有效的教學(xué)方法。它突破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，通過(guò)解決學(xué)生身邊的一些現(xiàn)實(shí)問(wèn)題來(lái)實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握，大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

參考文獻(xiàn)

[1]朱榮欣.教師崗位培訓(xùn)教程[M].中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社.

[2]高耀攀.技能訓(xùn)練教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施[M].中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社.

數(shù)字邏輯電路范文第3篇

論文關(guān)鍵詞：數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì),教學(xué)模式,教學(xué)方法,實(shí)踐教學(xué)

一、三本院校課程教學(xué)現(xiàn)狀

三本學(xué)生中多才多藝的較多，平時(shí)開(kāi)展各種社團(tuán)活動(dòng)比較頻繁，學(xué)生自主創(chuàng)新思維活躍，但能夠有條不紊自主學(xué)習(xí)的學(xué)生可能只有一少部分，許多學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)沒(méi)有興趣，課余時(shí)間幾乎不學(xué)習(xí)。在教學(xué)過(guò)程中，剛開(kāi)始學(xué)生還可以接受一些新知識(shí)，但隨著教學(xué)的深入，學(xué)習(xí)難度的增大，學(xué)生感到了困難，隨之學(xué)習(xí)的興趣也越來(lái)越低，主動(dòng)學(xué)習(xí)便是一句空話(huà)，學(xué)生也就是為了應(yīng)付考試，甚至不少學(xué)生都是考前突擊。這一特點(diǎn)在《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)中也同樣存在。要提高本課程的教學(xué)質(zhì)量，我們?cè)诙ㄎ唤虒W(xué)目標(biāo)，設(shè)置教學(xué)內(nèi)容，采用教學(xué)手段和方法的時(shí)候都必須以這一實(shí)際情況為前提。

二、教學(xué)理念，教育目標(biāo)

三本教學(xué)有別于一本和二本，教學(xué)注重于學(xué)生應(yīng)用能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，教學(xué)過(guò)程中突出培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)，分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力，以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，以教學(xué)為主線(xiàn)，樹(shù)立能力培養(yǎng)目標(biāo)為重中之重的思想，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)模式多元化，努力培養(yǎng)“寬口徑、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”，適應(yīng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)和社會(huì)需求的應(yīng)用型人才。三本教育要加強(qiáng)通識(shí)教育，注重文理滲透理工結(jié)合，體現(xiàn)本科教育的基礎(chǔ)性和可發(fā)展性。努力探索人才培養(yǎng)新舉措，深入推進(jìn)人才培養(yǎng)模式改革，實(shí)現(xiàn)多元化人才培養(yǎng)新格局，大力實(shí)施“育人為本，全面發(fā)展”的人才培養(yǎng)戰(zhàn)略，拓寬基礎(chǔ)學(xué)科的范圍和基礎(chǔ)教學(xué)的內(nèi)涵。

三、教材選取

考慮到三本學(xué)生理論基礎(chǔ)較差，教材選取不應(yīng)選擇理論研究或理論推導(dǎo)比較復(fù)雜的教

材，否則會(huì)讓學(xué)生還未涉及到重要的知識(shí)點(diǎn)就已經(jīng)因?yàn)殡y度過(guò)大而喪失信心。教材選取要以應(yīng)用為宗旨，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合。編寫(xiě)原則遵循由淺入深，通俗易懂，重點(diǎn)和難點(diǎn)采取闡述與比喻相結(jié)合，例題與習(xí)題相結(jié)合，實(shí)例與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，針對(duì)數(shù)字電路課程實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，增加了與教材相應(yīng)的實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容。

四、教學(xué)內(nèi)容

在三本的《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)》教學(xué)中，應(yīng)該注重基礎(chǔ)教學(xué)，要求學(xué)生熟悉布爾代數(shù)的基本定律，掌握卡諾圖與公式化簡(jiǎn)法；掌握數(shù)字電路中常用的基本單元電路和典型電路構(gòu)成、原理與應(yīng)用；掌握常用的中小規(guī)模組合邏輯電路和集成電路功能和設(shè)計(jì)方法。具有查閱集成電路器件手冊(cè)，合理選用集成電路器件的能力。對(duì)集成芯片，重點(diǎn)分析電路的外特性和邏輯功，以一些典型集成電路為例介紹如何查閱集成電路手冊(cè)、資料等，使學(xué)生學(xué)會(huì)在實(shí)際應(yīng)用中正確選擇和使用集成芯片[11]。

對(duì)于三本學(xué)生而言，在電路設(shè)計(jì)中要求學(xué)生掌握基本的設(shè)計(jì)方法，但可以適當(dāng)降低對(duì)電路設(shè)計(jì)的要求，增強(qiáng)電路分析方法的教學(xué)。學(xué)生可以分析較復(fù)雜的電路，并且能夠利用已有的電路進(jìn)行修改，使電路滿(mǎn)足自己設(shè)計(jì)的需要。

五、教學(xué)手段與教學(xué)方法

（一）采用現(xiàn)代化教學(xué)

《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)》課程的特點(diǎn)就是電路圖、邏輯圖特別多，如果采用板書(shū)形式教學(xué)，既浪費(fèi)課堂時(shí)間也達(dá)不到好的教學(xué)效果。教學(xué)過(guò)程中采用多媒體教學(xué)，可以使一些抽象的、難以解決的概念變得形象，易于學(xué)生接受。對(duì)于集成電路的分析和設(shè)計(jì)，為了增強(qiáng)演示效果，除了在PPT中添加更多的動(dòng)畫(huà)效果外，還可以采用Flash或Authorware軟件制作動(dòng)畫(huà)效果，使電路的變化過(guò)程一目了然。

（二）結(jié)合實(shí)際教學(xué)

在授課過(guò)程中，針對(duì)三本學(xué)生可以結(jié)合生活中的應(yīng)用舉例，如目前LCD顯示、數(shù)字溫度計(jì)、十字路通燈控制、數(shù)字頻率計(jì)、多媒體PC機(jī)里的顯示卡、聲卡是用數(shù)電中的數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)圖像顯示和聲音播放、制造業(yè)中的數(shù)控機(jī)床等都應(yīng)用了數(shù)電技術(shù)。通過(guò)這些實(shí)例的介紹，可以使學(xué)生真正了解數(shù)字電路課程的重要性，從而提高對(duì)數(shù)字電路學(xué)習(xí)的興趣和學(xué)習(xí)積極性。

（三）網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)可有兩種方式，一是上傳教師課堂教學(xué)過(guò)程的視頻到校園網(wǎng)；二是教師制作圖文并茂的課件，以及與該課程有緊密關(guān)系的資料一起上傳到網(wǎng)上。目前大部分三本學(xué)生宿舍都可以登錄校園網(wǎng)，學(xué)生可以在任何時(shí)間進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的方式解決了學(xué)生傳統(tǒng)的看書(shū)自學(xué)枯燥無(wú)味的問(wèn)題。

六、實(shí)踐教學(xué)

實(shí)踐教學(xué)一般分為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)兩大部分?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)從屬于理論教學(xué)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容均為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。教師給出實(shí)驗(yàn)步驟、電路圖，學(xué)生按部就班、驗(yàn)證結(jié)果，通過(guò)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，使得學(xué)生對(duì)于課堂所學(xué)基本概念和方法的理解和掌握更加透徹，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)的精神和方法，訓(xùn)練嚴(yán)格嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)是理論和實(shí)際相互聯(lián)系的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)，但是僅僅是這種以教師為主導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，不能激發(fā)起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和積極性，學(xué)生仍然不善于綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決問(wèn)題。課程設(shè)計(jì)的目標(biāo)就是為了加強(qiáng)基礎(chǔ)、拓寬知識(shí)面、增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和工程實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、發(fā)展個(gè)性、啟發(fā)創(chuàng)新、加強(qiáng)理論與實(shí)驗(yàn)。學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，自行設(shè)計(jì)電路和測(cè)試方案，增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，學(xué)生既動(dòng)腦又動(dòng)手，解決問(wèn)題的能力大大提高[12]。

除此之外，還可以設(shè)置一些電子設(shè)計(jì)大賽，成立電子設(shè)計(jì)興趣小組，在教師的指導(dǎo)下開(kāi)展設(shè)計(jì)性和專(zhuān)題研究性實(shí)驗(yàn)，為希望進(jìn)一步發(fā)展的學(xué)生提供良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和創(chuàng)新研究場(chǎng)所，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和創(chuàng)造性，極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手能力。

七、結(jié)束語(yǔ)

隨著高等教育的普及，三本學(xué)生的數(shù)量和質(zhì)量也在日益增高，同時(shí)隨著數(shù)字技術(shù)的廣泛

普及，數(shù)字化社會(huì)已經(jīng)到來(lái)，大規(guī)模、超大規(guī)模數(shù)字集成電路以其低功耗、高速度等特點(diǎn)， 應(yīng)用越來(lái)越廣泛。因此如何在有限的時(shí)間內(nèi)使三本的學(xué)生扎實(shí)掌握數(shù)字電路基礎(chǔ)知識(shí)理論和基本操作技能，培養(yǎng)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，是教師在教學(xué)過(guò)程中需要認(rèn)真思考的問(wèn)題。使學(xué)生在傳統(tǒng)的數(shù)字電路邏輯分析、邏輯設(shè)計(jì)思維訓(xùn)練的基礎(chǔ)上進(jìn)一步建立起現(xiàn)代數(shù)字電路的應(yīng)用與設(shè)計(jì)思想，掌握現(xiàn)代電子技術(shù)的新技術(shù)和新器件，為走向?qū)嶋H工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 謝麗.《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)》教學(xué)改革實(shí)踐.吉林省教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2012年第02期

[2] 李琰，張翌嚦. 數(shù)字電路的教學(xué)改革與創(chuàng)新.計(jì)算機(jī)光盤(pán)軟件與應(yīng)用，2011年第22期

[3] 李小珉，葉曉慧.深化《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)》課程改革[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版)，2OO4(4)

[4] 田東.數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)的改革與探討.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2006年05期

[5] 馬達(dá)靈，張?jiān)圃?《數(shù)字電路》課程教學(xué)改革之我見(jiàn).集寧師專(zhuān)學(xué)報(bào)，2008年12月第30卷第4期

[6] 鄧朝霞.《數(shù)字電路》課程整合與優(yōu)化的改革.廣西教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2006年第6期

[7] 張麗.高職《數(shù)字電路》課程教學(xué)方法的探索.讀與寫(xiě)(教育教學(xué)刊)，2010年04期

數(shù)字邏輯電路范文第4篇

關(guān)鍵詞：調(diào)制光發(fā)射ECL電流開(kāi)關(guān)、光纖激光晶體

【分類(lèi)號(hào)】：TN83

在光纖通信系統(tǒng)中，信息由LED或LD發(fā)出的光波所攜帶，光波就是載波。把信息加載到光波上的過(guò)程就是調(diào)制。光調(diào)制方式按調(diào)制信號(hào)的形式可分為模擬信號(hào)調(diào)制和數(shù)字信號(hào)調(diào)制。目前，數(shù)字調(diào)制是光纖通信的主要調(diào)制方式，也就是通常的PCM編碼調(diào)制，以二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)“1”或“0”對(duì)光載波進(jìn)行通斷調(diào)制，并進(jìn)行脈沖編碼（PCM）。數(shù)字調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)，中斷時(shí)噪聲及色散的影響不積累，因此可實(shí)現(xiàn)大容量、長(zhǎng)距離傳輸。

1、光發(fā)射機(jī)

簡(jiǎn)單地講，光傳輸系統(tǒng)中一個(gè)基本的光發(fā)射機(jī)主要包括光發(fā)射器件及其驅(qū)動(dòng)電路。光發(fā)射器件有發(fā)光二級(jí)管（LED）、激光二級(jí)管（LD）或激光調(diào)制器（LM）；驅(qū)動(dòng)電路為系統(tǒng)光源提供合適的“開(kāi)”、“關(guān)”電流。

1.1數(shù)字光發(fā)射機(jī)基本結(jié)構(gòu)

在數(shù)字光纖通信中，激光發(fā)射機(jī)的主要組成部分如圖1所示。線(xiàn)路編碼的作用是將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合在光纖中傳輸?shù)拇a型。調(diào)制電路完成數(shù)字信號(hào)的電-光轉(zhuǎn)換，將光信號(hào)加載到光源的發(fā)射光束上，即光調(diào)制。而光調(diào)制的方式有三種：直接強(qiáng)度調(diào)制、間接強(qiáng)度調(diào)制和相干調(diào)制。光纖通信中常采用直接強(qiáng)度調(diào)制（適用于半導(dǎo)體激光器和發(fā)光二極管），即通過(guò)直接控制發(fā)光二極管（LED）或激光二術(shù)管（LD）的注入電流產(chǎn)生所需的光數(shù)字信號(hào)，改變LD或LED的注入電流調(diào)整其輸出光功率，實(shí)現(xiàn)光強(qiáng)度調(diào)制。

理論上講，LED和LD都是電流控制的光發(fā)射器件，其中最重要的性能取決于它們的I-P特性，因此最直接的設(shè)計(jì)方法就是把驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)成受輸入信號(hào)控制的電流源，并且必須提供具有規(guī)定強(qiáng)度和波形的電流。實(shí)際應(yīng)用中將雙極性晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管（FET）作為電流輸出器件與光發(fā)射器件連接，形成電流驅(qū)動(dòng)器。常用的有單端電流驅(qū)動(dòng)器和射極耦合電流驅(qū)動(dòng)器。單端電流驅(qū)動(dòng)器的速度受晶體管和LED或LD的截止過(guò)程的影響，因而只能應(yīng)用在低比特率的場(chǎng)合。高比特率的電流驅(qū)動(dòng)器利用ECL（射極耦合邏輯）電路來(lái)設(shè)計(jì)，即數(shù)字調(diào)制電路中常用的射極耦合電流開(kāi)關(guān)，其基本電路形式如圖2所示。

1.2數(shù)字調(diào)制電路的基本工作原理

圖2所示的射極耦合電流開(kāi)關(guān)實(shí)際上是一個(gè)一邊為固定輸入VBB，另一邊為信號(hào)輸入端的射極耦合差分級(jí)，其工作原理對(duì)單輸入雙端輸出的差分放大器非常相似，但它只對(duì)信號(hào)起傳遞作用。其工作原理是：當(dāng)Vin>VBB時(shí)，Q1管導(dǎo)通，Q2管截卡，電流全部流經(jīng)輸入管；當(dāng)Vin電源波動(dòng)的影響，常采用負(fù)電源（VEE=-5.2V）供電，而對(duì)管的集電極直接對(duì)地輸出（VCC=0），種接法又極大地提高了電路的速度，改善了交流性能。

2、ECL電流開(kāi)關(guān)的應(yīng)用

目前，筆者在一個(gè)高速數(shù)字系統(tǒng)中應(yīng)用了ECL電流驅(qū)動(dòng)器其基本原理如圖3示。其中Q1、Q2、和Q5構(gòu)成基本的調(diào)制電路，Q3和Q4實(shí)現(xiàn)電平移位，集成器件MC10H124完成信號(hào)的電平轉(zhuǎn)換（TTLECL）。MC10H124引腳功能如圖3所示，使用時(shí)需注意在ECL電平輸出腳（如圖中②、④腳）要通過(guò)50Ω電阻外接-2V電壓，未用的輸出腳通過(guò)50Ω電阻接地。從②或④腳輸出ECL電平信號(hào)，第⑥腳接公共選通電壓（這里接+4V電壓）。

2.1、ECL電路的主要特點(diǎn)

對(duì)激光器進(jìn)行高速脈沖調(diào)制時(shí)，常采用ECL電流開(kāi)關(guān)。它既有很快的開(kāi)關(guān)速度，又能保護(hù)良好的電流脈沖波形。從電路結(jié)構(gòu)上看，ECL屬于非飽和型數(shù)字邏輯，工作時(shí)晶體行之有效放大和截止兩上狀態(tài)間轉(zhuǎn)換，不進(jìn)入飽和區(qū)，根除了TTL電路中晶體管由飽和到截卡（即由“開(kāi)”到“關(guān)”）轉(zhuǎn)換時(shí)所需釋放超量存儲(chǔ)電荷的“存儲(chǔ)時(shí)間”，從根本上消除了限制速度的主要障礙――晶體管的飽和時(shí)間，極大地提高了ECL電路的速度，其平均延尺時(shí)間達(dá)到來(lái)納秒數(shù)量級(jí)。如果圖3中采用兩級(jí)差分電流開(kāi)關(guān)并且雙邊驅(qū)動(dòng)，則既可改善電流脈沖的波形又可提高開(kāi)關(guān)速度。

圖3中參考電壓VBB作為ECL電路的重要組成部分，通常取在ECL邏輯高、低電平的中心VBB=-1.3V（ECL）的邏輯高電平VOH=-0.8V，低電平VOL=-1.8V，使高、低電平的噪聲容限基本相等，電路在全工作溫度范圍內(nèi)噪聲容限的變化不會(huì)太大。VBB常與ECL電路共用負(fù)電源，在電阻分壓器的基礎(chǔ)上，利用二極管和射極跟隨器電平移位構(gòu)成。

2.2系統(tǒng)測(cè)試數(shù)據(jù)及其抗干擾能力分析

在圖3所示電路中，通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電路中R1和R2的取值對(duì)電路抗干擾能力有重要的影響。在一定范圍內(nèi)，若R2不變，增大R1會(huì)使Q3基極輸入端信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍有所增大，即ECL電流開(kāi)關(guān)的回差電壓（類(lèi)似施密特觸發(fā)器）增大，確保VBB介于該范圍內(nèi)電流開(kāi)關(guān)能正常工作，因此可以減小噪聲導(dǎo)致Q3基極輸入的ECL信號(hào)微小波動(dòng)而導(dǎo)致電流開(kāi)關(guān)誤動(dòng)作。開(kāi)關(guān)工作原理如本文1.2所述，以提高抗干擾能力。實(shí)驗(yàn)證明，如果取R1≈10R2時(shí)，可使Q3基極輸入的ECL電平信號(hào)處于一個(gè)適當(dāng)?shù)膭?dòng)態(tài)范圍內(nèi)，ECL電流開(kāi)關(guān)具有較合適的回差電壓，而Q4基極的參考電壓VBB介于該范圍內(nèi)，則Q3基極的輸入信號(hào)能正?？刂萍す馄鱈D的驅(qū)動(dòng)電流。

數(shù)字邏輯電路范文第5篇

（赤峰學(xué)院 物理與電子信息工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

摘 要：本文通過(guò)電路實(shí)例介紹了Multisim10軟件的設(shè)計(jì)、仿真操作過(guò)程.在數(shù)字電路的理論課教學(xué)中應(yīng)用Multisim10軟件，可以使理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，使教學(xué)更靈活、更有效，可以培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、創(chuàng)新能力和綜合分析能力，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)性，充分激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能，大大提高數(shù)字電路的課堂教學(xué)質(zhì)量.

關(guān)鍵詞 ：數(shù)字電路設(shè)計(jì)；Multisim10軟件；電路仿真；應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-260X（2015）03-0231-03

1 引言

數(shù)字電路課程是電子技術(shù)、信息通信、自動(dòng)化控制和其他部分專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)必修課程，其傳統(tǒng)的教學(xué)方法是首先進(jìn)行理論學(xué)習(xí)，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作驗(yàn)證所學(xué)理論知識(shí)，目的是為了培養(yǎng)學(xué)生在數(shù)字電子電路的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，從而提高學(xué)生在數(shù)字電子技術(shù)領(lǐng)域的綜合設(shè)計(jì)能力.利用Multisim軟件分析和設(shè)計(jì)數(shù)字電路,可以方便的修改電路和元件參數(shù),優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,加快設(shè)計(jì)過(guò)程,節(jié)約設(shè)計(jì)費(fèi)用.通過(guò)教學(xué)實(shí)踐已經(jīng)證明了利用Multisim軟件進(jìn)行數(shù)字電路教學(xué)，可以提高學(xué)生的綜合分析能力和解決問(wèn)題的能力，從而提高了數(shù)字電路的教學(xué)質(zhì)量.

2 Multisim10軟件介紹

Muhisim10軟件是一種電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（簡(jiǎn)稱(chēng)EDA）軟件，專(zhuān)門(mén)用于電子電路的設(shè)計(jì)與仿真.Muhisim10軟件是以Windows為操作平臺(tái)，它不僅提供了電路原理圖輸入和硬件描述語(yǔ)言模型輸入的接口和比較全面的仿真分析功能，同時(shí)還提供了龐大的元器件模型庫(kù)和一整套虛擬儀表（包括示波器、信號(hào)發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換器和波特圖繪圖儀等等），可以滿(mǎn)足一般的模擬/數(shù)字電路以及數(shù)字-模擬混合電路的分析與設(shè)計(jì).

Multisim10軟件的突出優(yōu)點(diǎn)是用戶(hù)界面友好、直觀，使用非常方便，只要是熟悉Windows的用戶(hù)，很容易掌握其用法；而且系統(tǒng)高度集成，元器件和測(cè)試儀器豐富，電路分析和仿真功能強(qiáng)大，可以完成各種模擬電路、數(shù)字電路以及模擬/數(shù)字混合電路的設(shè)計(jì)仿真.

3 Multisim10軟件在數(shù)字電路教學(xué)中的應(yīng)用

數(shù)字電路的理論內(nèi)容包括：邏輯代數(shù)、門(mén)電路、組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路、脈沖信號(hào)的產(chǎn)生與整形電路、模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路等等.其中對(duì)組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)是數(shù)字電路課程的重要內(nèi)容.利用Multisim10軟件中豐富的元器件模型可以進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，再利用Multisim10軟件提供的各種虛擬儀器進(jìn)行電路仿真，直接將把理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)照，加深了對(duì)抽象的理論知識(shí)的理解，從而使課堂教學(xué)效果大大改善.

3.1 Multisim10軟件在組合邏輯電路分析與設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

組合邏輯電路的特點(diǎn)是即刻輸入決定即刻輸出，電路中不包含記憶性元件.組合邏輯電路的分析過(guò)程包括：首先根據(jù)邏輯電路圖寫(xiě)出輸出邏輯函數(shù)，在進(jìn)行邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)和變換，最后列出真值表或說(shuō)明其邏輯功能；而組合邏輯電路的設(shè)計(jì)過(guò)程則是：根據(jù)邏輯功能描述抽象出真值表，寫(xiě)出輸出邏輯函數(shù)表達(dá)式，再進(jìn)行化簡(jiǎn)、變換，最后畫(huà)出邏輯電路圖.在進(jìn)行包含集成器件的組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)時(shí)，學(xué)生覺(jué)得較難理解.而利用Multisim10軟件提供的虛擬儀表——邏輯轉(zhuǎn)換器，可以在邏輯函數(shù)的各種表示形式（如邏輯電路圖、真值表、邏輯表達(dá)式）之間進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換，使得組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)變得更為簡(jiǎn)單.

比如，分析圖1所示電路的功能，要求列出邏輯真值表，并寫(xiě)出電路的邏輯函數(shù)式.

圖中74HC151是8選1數(shù)據(jù)選擇器，傳統(tǒng)的解題過(guò)程是先寫(xiě)出74HC151的輸出函數(shù)，再將輸入變量MNP和Q代入公式中的最小項(xiàng)和數(shù)據(jù)輸入端，寫(xiě)出輸出變量Z關(guān)于MNPQ的表達(dá)式，再進(jìn)行化簡(jiǎn)得到最簡(jiǎn)與或表達(dá)式；最后將所有的變量取值組合代入最簡(jiǎn)輸出邏輯函數(shù)表達(dá)式中算出輸出變量Z的值，并列在表中，即可得到真值表.

現(xiàn)在利用Multisim10來(lái)實(shí)現(xiàn)，先啟動(dòng)Multisim10程序，出現(xiàn)用戶(hù)界面后首先需要建立圖1所示的邏輯電路圖.我們從CMOS集成電路器件庫(kù)中找出74HC151、74HC04、VDD和接地端的符號(hào)，將它們放在合適的位置連成與圖1完全相同的電路圖，如圖2所示，注意圖2中的G、A、B、C與圖1中的S、A0、A1、A2相對(duì)應(yīng).然后從用戶(hù)界面上的儀器欄中將“邏輯轉(zhuǎn)換器”擊出，將電路的輸入變量M、N、P、Q依次接到邏輯轉(zhuǎn)換器最左邊的四個(gè)輸入端ABCD，同時(shí)將電路的輸出端Z接到邏輯轉(zhuǎn)換器最右邊的一個(gè)輸出端，如圖2所顯示的那樣.雙擊邏輯轉(zhuǎn)換器圖標(biāo)，便彈出圖3所示窗口，點(diǎn)擊窗口右側(cè)上方第一個(gè)按鈕，邏輯表就出現(xiàn)在左側(cè)的表格中，再點(diǎn)擊右側(cè)上方的第三個(gè)按鈕，在窗口的底部出現(xiàn)化簡(jiǎn)后的邏輯表達(dá)式BD+ABD+BC，對(duì)應(yīng)圖1電路的輸出函數(shù)式為Z=NQ+MNQ+NP，至此完成題目要求，分析過(guò)程十分簡(jiǎn)便.

3.2 Multisim10在時(shí)序邏輯電路分析與設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

時(shí)序邏輯電路的特點(diǎn)是某一時(shí)刻的輸出不僅與該時(shí)刻的輸入有關(guān)，還與電路存儲(chǔ)的狀態(tài)有關(guān)，也就是電路中一定包含記憶性元件.時(shí)序電路的分析與設(shè)計(jì)比組合邏輯電路更復(fù)雜，學(xué)生難以理解，尤其是對(duì)計(jì)數(shù)器的分析與設(shè)計(jì)更是如此.下面我們利用Multisim10軟件中的虛擬儀表——邏輯分析儀進(jìn)行實(shí)時(shí)的電路仿真，觀察電路的輸入輸出波形圖，畫(huà)出電路的狀態(tài)裝換圖，直接了解電路的邏輯功能，明顯提高了課堂教學(xué)效果.

分析圖4所示計(jì)數(shù)器電路，畫(huà)出電路的時(shí)序圖，說(shuō)明這是幾進(jìn)制計(jì)數(shù)器.

在Multisim10中選用TTL器件庫(kù)中的74LS160、反相器7404及與非門(mén)7420構(gòu)成圖4中的電路，并接入信號(hào)發(fā)生器XFG1和邏輯分析儀XLA1如圖5所示，圖5中QAQBQCQD的與圖4中的Q0Q1Q2Q3對(duì)應(yīng).利用Multisim10中的邏輯分析儀XLA1對(duì)計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖和輸出信號(hào)波形進(jìn)行觀察，得到圖6，由此圖可以發(fā)現(xiàn)，每隔五個(gè)時(shí)鐘周期輸出信號(hào)波形就重復(fù)變化一次，并在7420的輸出端產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位脈沖，因此這是一個(gè)五進(jìn)制計(jì)數(shù)器.根據(jù)邏輯分析儀給出的輸出波形畫(huà)出電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖7所示.

分析圖4的計(jì)數(shù)器電路發(fā)現(xiàn)計(jì)數(shù)器采用了同步預(yù)置數(shù)的工作方式，當(dāng)計(jì)數(shù)器處于QDQCQBQA= 0100狀態(tài)時(shí)，用7404和7420譯出LDc=0的信號(hào)，將計(jì)數(shù)器預(yù)置為Q3Q2Q1Q0=0000狀態(tài)，作為計(jì)數(shù)循環(huán)的起始值.進(jìn)一步分析可知這是一個(gè)五進(jìn)制計(jì)數(shù)器.

由此可見(jiàn)，通過(guò)Multisim10中的邏輯分析儀能夠得到直接的輸入、輸出信號(hào)波形，邏輯功能一目了然，相比于常規(guī)教學(xué)教學(xué)效果更好.

4 總結(jié)

在數(shù)字電路課堂教學(xué)中使用Multisim10軟件，一方面可以使理論課的教學(xué)更加生動(dòng)有趣，另一方面在課堂進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示可以更好的吸引學(xué)生的注意力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.學(xué)生通過(guò)直接觀察實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果，可以更加透徹的理解數(shù)字電路的工作過(guò)程，有助于提高學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力.

總之，利用Multisim10軟件對(duì)數(shù)字電路進(jìn)行建模與仿真，不僅使學(xué)生明白了數(shù)字電路的功能，更清楚的掌握了數(shù)字電路的設(shè)計(jì)方法，既加深了對(duì)理論的理解，又對(duì)電路功能建立起動(dòng)態(tài)、形象、直觀的感性認(rèn)識(shí)；因此，在數(shù)字電路課堂教學(xué)中使用Multisim10軟件進(jìn)行電路建模、仿真、調(diào)試，通過(guò)優(yōu)化電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)得出最佳的電路設(shè)計(jì)方案，使教學(xué)過(guò)程更加直觀、明了，學(xué)生容易獲得明確的結(jié)果，提高了數(shù)字電路的質(zhì)量.

參考文獻(xiàn)：

〔1〕聶典.Multisim10計(jì)算仿真在電子電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.

〔2〕郭勇，許戈，劉豫東.EDA技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.5.

〔3〕王麗.Multisim10在數(shù)字電子電路課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].珠海城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2009.15.

〔4〕周潤(rùn)景.Multisim & LabV IEW虛擬儀器設(shè)計(jì)[M].北京：北京航天航空大學(xué)出版社，2008.90-91.