劉澤源　趙晉琴

【摘要】數(shù)字電技術(shù)是電子信息工程、通信工程等專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，該課程的實驗?zāi)軒椭鷮W(xué)生理解組合邏輯電路設(shè)計，提高學(xué)習(xí)興趣和實踐動手能力。本實驗室對數(shù)字電子技術(shù)實驗教學(xué)模式進行了探討，在分組實驗的基礎(chǔ)上，先要求學(xué)生設(shè)計電路，然后利用Multisim軟件進行仿真，最后在DZX-3電子學(xué)綜合實驗平臺上實現(xiàn)電路的搭建?！袄碚?設(shè)計+仿真+電路搭建”的新型模式，使學(xué)生能夠系統(tǒng)的掌握該課程的知識內(nèi)容，熟練完成電路仿真和電路搭建，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，實踐動手能力和創(chuàng)新意識。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字電子技術(shù) 實驗教學(xué) Multisim軟件 電路搭建

【基金項目】本文為湖南第一師范?；穑椖烤幪朮YS14Z15）、湖南省重點實驗室項目（項目編號2015TP1017）。

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）31-0256-01

1.引言

數(shù)字電子技術(shù)課程是電子科學(xué)與技術(shù)、電氣信息類等相關(guān)專業(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課之一，在該課程教學(xué)的過程中，實踐教學(xué)占據(jù)了重要的地位。湖南第一師范學(xué)院以師范教育為主，以往的數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)重視理論內(nèi)容的講解，不利于培養(yǎng)工科學(xué)生的實踐動手能力和創(chuàng)新意識，不能滿足社會對電子、通信專業(yè)工科畢業(yè)生的要求，對工科畢業(yè)生的就業(yè)產(chǎn)生不利影響。本文針對這一現(xiàn)狀，對該課程的實驗教學(xué)模式進行研究，提出新的實驗教學(xué)模式。

2.實驗教學(xué)模式

本實驗中心對電子科學(xué)與技術(shù)、通信工程和計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的數(shù)字電子技術(shù)課程實驗教學(xué)進行研究和改革，提出“理論+設(shè)計+仿真+電路搭建”的新型實驗教學(xué)模式（如圖1），在重視理論教學(xué)的基礎(chǔ)上，更加強調(diào)課程實驗環(huán)節(jié)。首先將實驗內(nèi)容布置給學(xué)生，要求學(xué)生利用課余時間分析實驗內(nèi)容，列出真值表，利用卡諾圖化簡得到邏輯函數(shù)，獨立完成邏輯電路的設(shè)計；然后要求學(xué)生在機房利用Multisim軟件完成電路的仿真；最后將每個專業(yè)班級分成兩批，每批20人左右，由兩人一組在電子設(shè)計實驗室的DZX-3電子學(xué)綜合實驗平臺上完成電路的搭建、測試和修改，經(jīng)實驗指導(dǎo)老師檢查測試無誤才能通過實驗考核。

3.實驗教學(xué)內(nèi)容

以譯碼器及應(yīng)用實驗為例，該實驗的實驗?zāi)康挠校阂?、掌握中?guī)模集成譯碼器的邏輯功能和使用方法；二、學(xué)習(xí)并掌握中、小規(guī)模芯片實現(xiàn)各種組合邏輯電路的方法；三、學(xué)習(xí)格雷碼轉(zhuǎn)換二進制代碼。實驗需要的儀器設(shè)備有：裝有仿真軟件的計算機，DZX-3電子學(xué)綜合實驗平臺，數(shù)字萬用表以及74LS138等芯片。譯碼是編碼的逆過程，它是將具有特定含義的二進制代碼翻譯成原始信息的過程，能夠?qū)崿F(xiàn)譯碼功能的電路叫譯碼器。實驗內(nèi)容是要求學(xué)生利用74LS138實現(xiàn)流水燈效果，實驗內(nèi)容如下：

3.1 設(shè)計電路和仿真

根據(jù)實驗內(nèi)容的需要，先列出格雷碼轉(zhuǎn)8421碼的真值表，然后利用卡諾圖和邏輯函數(shù)化簡，可得電路需要一片74LS86芯片。譯碼器74LS138的工作原理為A2、A1、A0為二進制譯碼輸入端，Y7～Y0為譯碼輸出端（低電平有效），G1、G2A、G2B為選通控制端。當G1=1、G2A+G2B=0時，譯碼器處于工作狀態(tài)；當G1=0、G2A+G2B=1時，譯碼器處于禁止狀態(tài)。根據(jù)化簡后的邏輯函數(shù)和譯碼器的工作原理設(shè)計電路，然后利用軟件仿真結(jié)果如圖2所示。

3.2 電路搭建

電路搭建在數(shù)字電子技術(shù)實驗室完成，要求學(xué)生兩人一組，根據(jù)設(shè)計的電路在DZX-3電子學(xué)綜合實驗平臺完成搭建，檢查電路的功能，確定無誤申請老師檢查考核。學(xué)生搭建電路如圖3所示。

3.3 實驗考核環(huán)節(jié)

實驗教師根據(jù)實驗評分標準，針對學(xué)生在各個步驟的完成情況進行評分，操作總分共計30分。操作部分評分標準主要包括以下幾個方面：

（1）電路設(shè)計階段：學(xué)生設(shè)計電路的具體過程，包括真值表，卡諾圖，邏輯函數(shù)的化簡和電路圖（40分）。

（2）電路仿真階段：學(xué)生設(shè)計的電路圖是否簡潔，電路功能是否完善（30分）。

（3）電路搭建階段：電路搭建過程中是否出現(xiàn)問題，是否解決問題，電路功能是否完善（30分）。

4.結(jié)束語

實踐證明，數(shù)字電子技術(shù)新型實驗教學(xué)模式使學(xué)生在設(shè)計電路、電路仿真和電路搭建的過程中理解和體會理論知識，課堂教學(xué)效果好，學(xué)生滿意度高，能有效增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高工科學(xué)生的動手能力和團隊協(xié)作能力，提高工科學(xué)生的創(chuàng)新意識。endprint