研究數(shù)字電子技術應用與發(fā)展分析論文

　　【摘要】《數(shù)字電子技術基礎》是通信、電科、自動控制等專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課，是一門實踐性較強的課程。將理論學習與實驗教學無縫銜接一直是電子技術教學過程中需要著重解決的問題。本文擬將EDA軟件帶入數(shù)字電子技術基礎課程的理論教學中，以此培養(yǎng)學生的學習興趣，提高教學效果。

　　【關鍵詞】數(shù)字電子技術課程教學改革

　　一、“板書式”多媒體課件的研制

　　多媒體技術的發(fā)展為教學中的視聽結合提供了可能，將多媒體適時地、合理地引入課堂教學，利用其對視覺、聽覺等多渠道、多感官的綜合刺激，不僅有利于激發(fā)學生的學習興趣、營造和諧互動的課堂氣氛，而且有利于提高教學效率和學生學習效果。

　　在充分分析課程內容的基礎上，我們設計了一套“板書式”的多媒體教學課件，實現(xiàn)了多媒體與教學思路的同步、與傳統(tǒng)板書的有機結合。

　　所謂“板書式”的多媒體課件，是指根據(jù)教學思路，將復雜的器件內部結構、電路原理圖以及時序圖等，按照其內在的邏輯關系、時序關系，以動畫的形式分層、逐步的出現(xiàn)。這樣，一方面節(jié)省了大量板書畫圖表的時間，提高了教學效率；另一方面，利用了多媒體形象、動態(tài)、多彩的特點，彌補了傳統(tǒng)板書的不足，使現(xiàn)實中原本動態(tài)的、立體的內容重現(xiàn)其動態(tài)本質，使教學生動、直觀，活躍課堂氣氛。通過動畫的剖析，充分展示了教師分析問題、解決問題的思維過程，有助于培養(yǎng)學生的學習和思維能力。

　　二、EDA技術的引入

　　數(shù)字電子技術基礎主要包括數(shù)字邏輯基礎、邏輯門電路、組合邏輯電路、觸發(fā)器、時序邏輯電路等。這些內容理論難以掌握，但通過一些與實際生活聯(lián)系緊密的實例，用實驗的方式可以直觀形象地展示電路的功能及特性。如555定時器可構成門鈴電路、監(jiān)控電路；觸發(fā)器可組成搶答器；計數(shù)器可以組成數(shù)字電子鐘等。

　　在理論課教學中，由于無法接觸到實物直接用于實驗實現(xiàn)，我們引入了EDA技術用于搭建虛擬電子工作平臺，主要是用到EWB軟件。

　　EWB（E1ectronlcsWorkbench）又稱虛擬電子工作平臺,目前EWB已經(jīng)成為在我國高校電子技術課程教學中應用最為廣泛的一種軟件，被譽為“計算機里的電子實驗室”。教師在理論教學過程中可隨時利用EWB對所講授元器件或電路進行仿真和分析，增加學生對所學知識的感性認識，提高理論教學效果。學生也可利用業(yè)余時間自己動手使用EWB分析設計各種在實驗教學中無法實現(xiàn)的電路，開展各種探索性、研究性實驗，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。這一切僅需要一臺計算機和一部EWB軟件，不再受場地、實驗學時、設備等各種客觀條件的限制。

　　三、EWB在課堂教學中的應用

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

　　引起了同學們的興趣后，我們又在EWB平臺上進行仿真實驗，驗證了我們分析得到的真值表。通過預分析和仿真實驗，學生們對觸發(fā)器這類電路很感興趣，接下來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，根據(jù)優(yōu)先編碼器的原理，我們設計了一個8線-3線優(yōu)先編碼器，它具有8個低電平輸入有效的編碼輸入端和1個低電平有效的編碼器片選信號。輸出為3位二進制反碼。電路設計出來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是一個根據(jù)我們的設計思路實現(xiàn)的8線-3線優(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(xiàn)當片選信號為低電平并且所有的輸入編碼請求都無效時，顯示輸出編碼結果三盞燈全亮，說明輸出編碼結果為“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，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，說明輸出編碼結果均為“000”，如圖4所示，與真值表一致。

　　通過EWB的仿真演示，學生們不僅掌握了優(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

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

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

　　參考文獻：

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