研究數字電子技術(shù)應用與發(fā)展分析論文

研究數字電子技術(shù)應用與發(fā)展分析論文

　　【摘要】《數字電子技術(shù)基礎》是通信、電科、自動(dòng)控制等專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎課，是一門(mén)實(shí)踐性較強的課程。將理論學(xué)習與實(shí)驗教學(xué)無(wú)縫銜接一直是電子技術(shù)教學(xué)過(guò)程中需要著(zhù)重解決的問(wèn)題。本文擬將EDA軟件帶入數字電子技術(shù)基礎課程的理論教學(xué)中，以此培養學(xué)生的學(xué)習興趣，提高教學(xué)效果。

　　【關(guān)鍵詞】數字電子技術(shù)課程教學(xué)改革

　　一、“板書(shū)式”多媒體課件的研制

　　多媒體技術(shù)的發(fā)展為教學(xué)中的視聽(tīng)結合提供了可能，將多媒體適時(shí)地、合理地引入課堂教學(xué)，利用其對視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等多渠道、多感官的綜合刺激，不僅有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣、營(yíng)造和諧互動(dòng)的課堂氣氛，而且有利于提高教學(xué)效率和學(xué)生學(xué)習效果。

　　在充分分析課程內容的基礎上，我們設計了一套“板書(shū)式”的多媒體教學(xué)課件，實(shí)現了多媒體與教學(xué)思路的同步、與傳統板書(shū)的有機結合。

　　所謂“板書(shū)式”的多媒體課件，是指根據教學(xué)思路，將復雜的器件內部結構、電路原理圖以及時(shí)序圖等，按照其內在的邏輯關(guān)系、時(shí)序關(guān)系，以動(dòng)畫(huà)的形式分層、逐步的出現。這樣，一方面節省了大量板書(shū)畫(huà)圖表的時(shí)間，提高了教學(xué)效率；另一方面，利用了多媒體形象、動(dòng)態(tài)、多彩的特點(diǎn)，彌補了傳統板書(shū)的不足，使現實(shí)中原本動(dòng)態(tài)的、立體的內容重現其動(dòng)態(tài)本質(zhì)，使教學(xué)生動(dòng)、直觀(guān)，活躍課堂氣氛。通過(guò)動(dòng)畫(huà)的剖析，充分展示了教師分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的思維過(guò)程，有助于培養學(xué)生的學(xué)習和思維能力。

　　二、EDA技術(shù)的引入

　　數字電子技術(shù)基礎主要包括數字邏輯基礎、邏輯門(mén)電路、組合邏輯電路、觸發(fā)器、時(shí)序邏輯電路等。這些內容理論難以掌握，但通過(guò)一些與實(shí)際生活聯(lián)系緊密的實(shí)例，用實(shí)驗的方式可以直觀(guān)形象地展示電路的功能及特性。如555定時(shí)器可構成門(mén)鈴電路、監控電路；觸發(fā)器可組成搶答器；計數器可以組成數字電子鐘等。

　　在理論課教學(xué)中，由于無(wú)法接觸到實(shí)物直接用于實(shí)驗實(shí)現，我們引入了EDA技術(shù)用于搭建虛擬電子工作平臺，主要是用到EWB軟件。

　　EWB（E1ectronlcsWorkbench）又稱(chēng)虛擬電子工作平臺,目前EWB已經(jīng)成為在我國高校電子技術(shù)課程教學(xué)中應用最為廣泛的一種軟件，被譽(yù)為“計算機里的電子實(shí)驗室”。教師在理論教學(xué)過(guò)程中可隨時(shí)利用EWB對所講授元器件或電路進(jìn)行仿真和分析，增加學(xué)生對所學(xué)知識的感性認識，提高理論教學(xué)效果。學(xué)生也可利用業(yè)余時(shí)間自己動(dòng)手使用EWB分析設計各種在實(shí)驗教學(xué)中無(wú)法實(shí)現的電路，開(kāi)展各種探索性、研究性實(shí)驗，培養創(chuàng )新能力。這一切僅需要一臺計算機和一部EWB軟件，不再受場(chǎng)地、實(shí)驗學(xué)時(shí)、設備等各種客觀(guān)條件的限制。

　　三、EWB在課堂教學(xué)中的應用

　　在課程講授中，我們結合多媒體課件，首先提出問(wèn)題引導學(xué)生思考，例如，在講授觸發(fā)器章節內容時(shí)，先引入了基本RS觸發(fā)器的電路圖，如圖1所示，要求同學(xué)們分析這個(gè)電路的真值表，因為通過(guò)組合邏輯電路章節的學(xué)習，這個(gè)分析工作他們是能夠勝任的。通過(guò)課堂討論，同學(xué)們紛紛表示，這個(gè)電路真神奇，用的還是基本的邏輯門(mén)電路，但是輸出不僅僅跟當時(shí)的輸入有關(guān)，還跟電路以前的輸出有關(guān)。

　　引起了同學(xué)們的興趣后，我們又在EWB平臺上進(jìn)行仿真實(shí)驗，驗證了我們分析得到的真值表。通過(guò)預分析和仿真實(shí)驗，學(xué)生們對觸發(fā)器這類(lèi)電路很感興趣，接下來(lái)的內容就很容易被大家接受了。如圖2所示。

　　在講授優(yōu)先編碼器內容時(shí)，根據優(yōu)先編碼器的原理，我們設計了一個(gè)8線(xiàn)-3線(xiàn)優(yōu)先編碼器，它具有8個(gè)低電平輸入有效的編碼輸入端和1個(gè)低電平有效的編碼器片選信號。輸出為3位二進(jìn)制反碼。電路設計出來(lái)我們需要了解其效果，以驗證電路是符合我們的真值表的。在EWB的庫中，74148是一個(gè)根據我們的設計思路實(shí)現的8線(xiàn)-3線(xiàn)優(yōu)編碼器，其功能表與我們的真值表完全一致，所以用74148代替我們設計的電路，連線(xiàn)后利用高電平有效的紅色探測器演示輸出信號的高低電平情況，發(fā)現當片選信號為低電平并且所有的輸入編碼請求都無(wú)效時(shí)，顯示輸出編碼結果三盞燈全亮，說(shuō)明輸出編碼結果為“111”，如圖3所示；當片選信號為低電平并且輸入編碼端7有效時(shí)，不論其它輸入編碼端是否有效，顯示輸出編碼結果的三盞燈全滅，說(shuō)明輸出編碼結果均為“000”，如圖4所示，與真值表一致。

　　通過(guò)EWB的仿真演示，學(xué)生們不僅掌握了優(yōu)先編碼器的功能，還了解了其使用方法，促進(jìn)了他們對組合邏輯電路設計方法的信任，對自己設計結果的信心。

　　四、結語(yǔ)

　　教學(xué)手段的不斷進(jìn)步是課程教學(xué)模式改革的基礎。從教學(xué)方式上，我們將單一的課堂講授，轉變?yōu)檎n堂教學(xué)、實(shí)驗教學(xué)等多種形式交叉并用的新型教學(xué)方式。注重“教師主導、學(xué)生主學(xué)”的教育思想，在改革教學(xué)方法的同時(shí)，將傳統教學(xué)手段與先進(jìn)的教學(xué)手段相結合，通過(guò)把電子教案、多媒體課件等多種教學(xué)手段引入教學(xué)過(guò)程中，極大地豐富了教學(xué)內容。

　　而通過(guò)課堂上的仿真實(shí)例，不僅讓學(xué)生了解EDA技術(shù)，而且也幫助學(xué)生加深對抽象概念的理解，增加授課的生動(dòng)性和靈活性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，大大提高教與學(xué)的效率，達到了事半功倍的效果。

　　參考文獻：

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