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第1篇：數(shù)字電路的設(shè)計方法范文

【關(guān)鍵詞】集成電路； 生產(chǎn)； 測試； 技術(shù)

集成電路測試貫穿在集成電路設(shè)計、芯片生產(chǎn)、封裝以及集成電路應(yīng)用的全過程，因此，測試在集成電路生產(chǎn)成本中占有很大比例。而在測試過程中，測試向量的生成又是最主要和最復(fù)雜的部分，且對測試效率的要求也越來越高，這就要求有性能良好的測試系統(tǒng)和高效的測試算法。

一、數(shù)字集成電路測試的基本概念

根據(jù)有關(guān)數(shù)字電路的測試技術(shù)，由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)取決于數(shù)字邏輯系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和數(shù)字電路的模型，因此測試輸入信號和觀察設(shè)備必須根據(jù)被測試系統(tǒng)來決定。我們將數(shù)字電路的可測性定義如下：對于數(shù)字電路系統(tǒng)，如果每一個輸出的完備信號都具有邏輯結(jié)構(gòu)唯一的代表性，輸出完備信號集合具有邏輯結(jié)構(gòu)覆蓋性，則說系統(tǒng)具有可測性。

二、數(shù)字集成電路測試的特點

（一）數(shù)字電路測試的可控性 系統(tǒng)的可靠性需要每一個完備輸入信號，都會有一個完備輸出信號相對性。也就是說，只要給定一個完備信號作為輸入，就可以預(yù)知系統(tǒng)在此信號激勵下的響應(yīng)。換句話說，對于可控性數(shù)字電路，系統(tǒng)的行為完全可以通過輸入進行控制。從數(shù)字邏輯系統(tǒng)的分析理論可以看出，具有可控性的數(shù)字電路，由于輸入與輸出完備信號之間存在一一映射關(guān)系，因此可以根據(jù)完備信號的對應(yīng)關(guān)系得到相應(yīng)的邏輯。

（二）數(shù)字電路測試的可測性 數(shù)字電路的設(shè)計，是要實現(xiàn)相應(yīng)數(shù)字邏輯系統(tǒng)的邏輯行為功能，為了證明數(shù)字電路的邏輯要求，就必須對數(shù)字電路進行相應(yīng)的測試，通過測試結(jié)果來證明設(shè)計結(jié)果的正確性。如果一個系統(tǒng)在設(shè)計上屬于優(yōu)秀，從理論上完成了對應(yīng)數(shù)字邏輯系統(tǒng)的實現(xiàn)，但卻無法用實驗結(jié)果證明證實，則這個設(shè)計是失敗的。因此，測試對于系統(tǒng)設(shè)計來說是十分重要的。從另一個角度來說，測試就是指數(shù)字系統(tǒng)的狀態(tài)和邏輯行為能否被觀察到，同時，所有的測試結(jié)果必須能與數(shù)字電路的邏輯結(jié)構(gòu)相對應(yīng)。也就是說，測試的結(jié)果必須具有邏輯結(jié)構(gòu)代表性和邏輯結(jié)構(gòu)覆蓋性。

三、數(shù)字電路測驗的作用

與其它任何產(chǎn)品一樣，數(shù)字電路產(chǎn)出來以后要進行測試，以便確認數(shù)字電路是否滿足要求。數(shù)字電路測試至少有以下三個方面的作用：

（一）設(shè)計驗證 今天數(shù)字電路的規(guī)模已經(jīng)很大，無論是從經(jīng)濟的角度，還是從時間的角度，都不允許我們在一個芯片制造出來之后，才用現(xiàn)場試驗的方法對這個“樣機”進行測試，而必須是在計算機上用測試的方法對設(shè)計進行驗證，這樣既省錢，又省力。

（二）產(chǎn)品檢驗 數(shù)字電路生產(chǎn)中的每一個環(huán)節(jié)都可能出現(xiàn)錯誤，最終導(dǎo)致數(shù)字電路不合格。因此，在數(shù)字電路生產(chǎn)的全過程中均需要測試。產(chǎn)品只有經(jīng)過嚴(yán)格的測試后才能出廠。組裝廠家對于買進來的各種數(shù)字電路或其它元件，在它們被裝入系統(tǒng)之前也經(jīng)常進行測試。

（三）運行維護 為了保證運行中的系統(tǒng)能可靠地工作，必須定期或不定期地進行維護。而維護之前首先要進行測試，看看是否存在故障。如果系統(tǒng)存在故障，則還需要進行故障定位，至少需要知道故障出現(xiàn)在那一塊電路板上，以便進行維修或更換。

由此可以看出，數(shù)字電路測試貫穿在數(shù)字電路設(shè)計、制造及應(yīng)用的全過程，被認為是數(shù)字電路產(chǎn)業(yè)中一個重要的組成部分。有人預(yù)計，到2016年，IC測試所需的費用將在設(shè)計、制造、封裝和測試總費用中占80%-90%的比例。

四、數(shù)字電路測試方法概述

（一）驗證測試 當(dāng)一款新的芯片第一次被設(shè)計并生產(chǎn)出來時，首先要接受驗證測試。在這一階段，將會進行全面的功能測試和交流（AC）及直流（DC）參數(shù)測試。通過驗證測試，可以診斷和修改設(shè)計錯誤，測量出芯片的各種電氣參數(shù)，并開發(fā)出將在生產(chǎn)中使用的測試流程。

（二）生產(chǎn)測試 當(dāng)數(shù)字電路的設(shè)計方案通過了驗證測試，進入量產(chǎn)階段之后，將利用前一階段調(diào)試好的流程進行生產(chǎn)測試。生產(chǎn)測試的目的就是要明確地做出被測數(shù)字電路是否通過測試的決定。因為每塊數(shù)字電路都要進行生產(chǎn)測試，所以降低測試成本是這一階段的首要問題。因此，生產(chǎn)測試所使用的測試輸入數(shù)（測試集）要盡可能的小，同時還必須有足夠高的故障覆蓋率。

（三）老化測試 每一塊通過了生產(chǎn)測試的數(shù)字電路并不完全相同，其中有一些可能還有這樣或那樣的問題，只是我們暫時還沒有發(fā)現(xiàn)，最典型的情況就是同一型號數(shù)字電路的使用壽命大不相同。老化測試為了保證產(chǎn)品的可靠性，通過調(diào)高供電電壓、延長測試時間、提高運行環(huán)境溫度等方式，將不合格的數(shù)字電路篩選出來。

（四）接受測試 當(dāng)數(shù)字電路送到用戶手中后，用戶將進行再一次的測試。如系統(tǒng)集成商在組裝系統(tǒng)之前，會對買回來的數(shù)字電路和其它各個部件進行測試。只有確認無誤后，才能把它們裝入系統(tǒng)。

五、數(shù)字電路測試的設(shè)計

統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，檢測一個故障并排除它，所需要的代價若以芯片級為1的話，則電路板級為10，系統(tǒng)級為102，使用現(xiàn)場級為103。隨著集成電路技術(shù)的快速發(fā)展，對集成電路的測試變得越來越困難。雖然對測試?yán)碚摵头椒ǖ难芯恳恢睕]有間斷或停止，但還是遠遠不能滿足集成電路發(fā)展的需求。過去先由設(shè)計人員根據(jù)功能、速度和電性能要求來設(shè)計電路，然后再由測試人員根據(jù)已設(shè)計好的電路制定測試方案，這種傳統(tǒng)的做法已經(jīng)不能適應(yīng)實際生產(chǎn)的需求。

第2篇：數(shù)字電路的設(shè)計方法范文

關(guān)鍵詞：數(shù)字電路；思路；方法

1世紀(jì)是信息化時代，信息化時代又被稱為數(shù)字時代，數(shù)字地球、數(shù)字化生存等概念已經(jīng)被人們耳熟能詳，今天的人們已經(jīng)越來越多的與數(shù)字聯(lián)系在一起，從個人的身份證號，手機號到IP地址、QQ號、信用卡密碼等無不打上數(shù)字的烙印，數(shù)字已經(jīng)不完全是1、2、3了，他已經(jīng)用數(shù)字標(biāo)記和管理的社會。今后，我們的生活可能就是用數(shù)字代碼來管理的，復(fù)雜的信息資料將是用類似的1110011001這樣的簡單數(shù)字代替，所有這一切的基礎(chǔ)就是我們的各類生產(chǎn)、生活、學(xué)習(xí)資料都必須轉(zhuǎn)化一系列的數(shù)字，承擔(dān)這一任務(wù)的就是以數(shù)字電路為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)采集、分析和處理系統(tǒng)，該文章就是從數(shù)字信號的基本概念入手來認識我們的生活密切相關(guān)的數(shù)字電路。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字電路課程從體系結(jié)構(gòu)到內(nèi)容組成均進行了較大力度的教改，筆者就從以下幾點進行分析：

一、了解數(shù)字電路的基礎(chǔ)知識

1.基本概念：工作在數(shù)字信號下的電路統(tǒng)稱為數(shù)字電路

2.模擬電路和數(shù)字電路的區(qū)別:顯然，模擬電路和數(shù)字電路的差異是很大的，初學(xué)者應(yīng)當(dāng)在學(xué)習(xí)方法上作一些改變，以適應(yīng)數(shù)字電路的特點，才能取得良好的效果。

（1）在數(shù)字電路中，所有的變量都歸結(jié)為0和1兩個對立的狀態(tài)。通常，我們只需關(guān)心信號的有或無，電平的高或低，開關(guān)的通或斷，等等，而不必理會某個變量的詳細數(shù)值。比如電平幅值的微小變化就可能毫無意義。

（2）數(shù)字電路的研究方法以邏輯代數(shù)（又稱布爾代數(shù)）作為數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。它主要研究輸入，輸出變量之間的邏輯關(guān)系，并建立了一套邏輯函數(shù)運算及化簡的方法。布爾代數(shù)又稱雙值代數(shù)，由于其變量取值只有0和1兩種可能，比之模擬電路，數(shù)字電路中沒有復(fù)雜的計算問題。

（3）由于數(shù)字集成電路技術(shù)的高度發(fā)展，數(shù)字電路更鮮明地體現(xiàn)了管路合一的特點。初學(xué)者應(yīng)充分注意這一特點。一般來說，學(xué)習(xí)電路結(jié)構(gòu)不是我們的目的，目的是掌握電路功能。

3.數(shù)字電路的特點：

（1）數(shù)字電路中只處理二進制中的“0”和“1”兩種信號，“0”表示信號無，“1”表示信號有。從電路硬件這一角度上講，電子電路中的元器件特別是三極管只工作在有信號和無信號兩種狀態(tài)，也就是數(shù)字電路中的三極管多伴工作在開關(guān)狀態(tài)，不像模擬電路中的三極管工作在放大狀態(tài)。 （2）數(shù)字電路中，用三極管的飽和狀態(tài)與截止?fàn)顟B(tài)分別對應(yīng)于數(shù)字信號中的“0”和“1”，可用三極管截止時輸出的高電平表示數(shù)字信號的“1”狀態(tài)，而用三極管飽和導(dǎo)通輸出的低電平表示數(shù)字信號中的“0”狀態(tài)。三極管的這一工作狀態(tài)與模擬電路是完全不同的，在進行數(shù)字電路識圖時電路分析方法就不能與模擬電路中三極管放大狀態(tài)的分析方法相同。 （3）由于數(shù)字信號只有“1”和“0”兩種，那么對數(shù)字電路的工作要求就是能夠可靠地區(qū)別信號為“0”和信號為“1”兩種狀態(tài)，因此對數(shù)字電路的精度要求不高，這適合于對數(shù)字電路進行集成化，加上對數(shù)字信號的處理和運算都是相當(dāng)復(fù)雜的過程，所以數(shù)字電路中都是采用集成電路，且許多是大規(guī)模集成電路，這一點又使數(shù)字電路工作的分析增加了一份神秘的色彩。 （4）數(shù)字電路是實現(xiàn)邏輯功能和進行各種數(shù)字運算的電路。數(shù)字信號在時間和數(shù)值上是不連續(xù)的，所以它在電路各只能表現(xiàn)為信號的有、無（或信號的高、低電平）兩種狀態(tài)。數(shù)字電路中用二進制數(shù)“0”和“1”來代表低電平和高電平兩種狀態(tài)，數(shù)字信號便可用“0”和“1”組成的代碼序列來表示。因此，學(xué)習(xí)數(shù)字電路首先要了解有關(guān)二進制數(shù)知識，否則對數(shù)字電路的分析將寸步難行。

二、學(xué)習(xí)數(shù)字電路的方法

1.閱讀——課后要認真閱讀教材及相應(yīng)的參考書，養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。無論學(xué)什么都要看看和教材的相關(guān)課外書，這是必備的。課外書是教材的延伸，是這個行業(yè)的基本拓展，不要以為簡單就不看課外書了。一定要看如下幾類課外書：1、教材輔導(dǎo)叢書，比如習(xí)題書，答案書，不要以為你會做書上的所有習(xí)題，就萬事無憂。2、實驗書本。教材相配套的實驗書有助于動手能力的培養(yǎng)，對書本知識的加深和理解。3、相關(guān)交叉書籍。比如數(shù)電學(xué)習(xí)要看看單片機和模電書本，及數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換，數(shù)電與電子技術(shù)，數(shù)電與邏輯門4、專業(yè)與行業(yè)書籍。以上所列書籍必不可少，多讀精讀。 轉(zhuǎn)貼于

2.思考——不求多深，但求思考，課上緊跟老師，課下積極思考、開闊思維，找出各個章節(jié)之間的聯(lián)系，力爭對知識的理解、掌握達到融會貫通的程度。

3.提問——無論課上還是課下，多向教師提出問題與教師互動，徹底弄明白問題的根源。

4.作業(yè)——課后多做練習(xí)，鞏固所學(xué)知識點，尤其自我檢測題能夠檢測出各章節(jié)的知識的掌握程度。

5.實驗——在學(xué)習(xí)完相關(guān)的理論知識后，要做相關(guān)的實驗項目。通過實驗過程，不僅鞏固所學(xué)的數(shù)字電路基本理論，而且要加強知識的綜合運用能力、分析實際問題和解決問題的能力，鍛煉實踐技能，培養(yǎng)工程意識。本課程實驗也可在虛擬實驗環(huán)境下進行動態(tài)仿真，加強計算機輔助設(shè)計電路的能力。

三、學(xué)習(xí)設(shè)計數(shù)字電路的體會

在設(shè)計數(shù)字電路時，不同設(shè)計模電需要考慮許多參數(shù)及溫度等各方面的影響，只要滿足相應(yīng)的電路和它的連接即可，正明有此數(shù)字芯片的連接腳只能接地或電路的腳就僅能懸空。在設(shè)計一個電路時往往都是知道是否滿足的功能，無論是數(shù)電還是模電都是如此。就像在電子設(shè)計大賽當(dāng)中都是告訴電路的功能和要求。讓你做出相應(yīng)的電路并將其調(diào)試。而設(shè)計數(shù)電就更簡單，只要在設(shè)計時把一些小問題都考慮到的話在調(diào)試時就沒有什么問題了。我的建議是利用解析法來做，將要實現(xiàn)的功能進行分析和解后，得到相應(yīng)的邏輯表達式和各個相應(yīng)的模塊。再將表達式理論上的分析及邏輯仿真等一些操作再得到你設(shè)計的原理圖在機上仿真看能否得到你要的功能。最后一不就是將其制成板子，硬件仿真及調(diào)試操作也是最關(guān)鍵的一步。還要注意在制板時應(yīng)注意高頻對其的影響，應(yīng)注意頻蔽等措施。還有就是要注意工藝問題。應(yīng)盡量做到美觀等要求。

四、學(xué)習(xí)數(shù)字電路要打好基礎(chǔ)

在數(shù)字電路的教材上，有許多章節(jié)在設(shè)計上都非常重要，比如組合邏輯電路，章節(jié)中編碼器，譯碼器，觸發(fā)器，章節(jié)中的幾種常見觸發(fā)器，時序邏輯電路中，寄存器，和存儲器還有就是脈沖產(chǎn)生和整形電路，以及D/A，A/D電路.時序邏輯電路與FPGA 聯(lián)系非常緊密，時序邏輯電路要用VHDL語言設(shè)計，而且在很多設(shè)計中應(yīng)用頻繁，脈沖產(chǎn)生和整形電路是非常基礎(chǔ)但也是非常重要 的，只要是應(yīng)用到單片機的基本上都要應(yīng)用到脈沖產(chǎn)生電路，整形電路在模電設(shè)計上應(yīng)用廣泛，A/D，D/A轉(zhuǎn)換電路，數(shù)字信號和模擬信號的轉(zhuǎn)換我們現(xiàn)代化就是數(shù)字化應(yīng)用時代，所以說模儀信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號在許多設(shè)計中是常見的，在通信中都是先模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，在通過信道，最后經(jīng)過數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為模擬信號數(shù)字電路設(shè)計應(yīng)用中大多數(shù)，都是我們非常常見的而且應(yīng)用也非常多，我感覺我們應(yīng)該把這些基礎(chǔ)打好，以備見來之需.

第3篇：數(shù)字電路的設(shè)計方法范文

關(guān)鍵詞：數(shù)字電路；教學(xué)改革；探索

數(shù)字電路作為電氣類專業(yè)的專業(yè)核心基礎(chǔ)課程，是電氣類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)核心課程的最為重要的基礎(chǔ)之一，至關(guān)重要。然而，隨著電子設(shè)計自動化（EDA，Electronic Design Automation）技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)可以采用EDA平臺的相關(guān)軟件[1]，利用硬件描述語言（HDL，Hardware Description Language）在可編程邏輯器上實現(xiàn)數(shù)字器件的功能[2]。然而，在數(shù)字電路的教學(xué)中，硬件設(shè)計才是課程的主體內(nèi)容，也是軟件設(shè)計的基礎(chǔ)，沒有硬件作為支撐，軟件代碼即使寫得再好，沒有硬件有效地穩(wěn)定地執(zhí)行，功能實現(xiàn)也是空談。

目前，國內(nèi)大部分高校的數(shù)字電路教學(xué)越來越偏重學(xué)生HDL軟件代碼編寫的講授，反而使得在數(shù)字電路教學(xué)中重視HDL教學(xué)的電氣類專業(yè)的學(xué)生在工作中不僅不能發(fā)揮自身專業(yè)在硬件設(shè)計方面的特長，更在與計算機類專業(yè)的學(xué)生在軟件設(shè)計方面的競爭中體現(xiàn)不出自身的優(yōu)勢所在。為提高電氣類專業(yè)學(xué)生的人才競爭水平，體現(xiàn)自身專業(yè)的優(yōu)勢，對數(shù)字電路教學(xué)的改革勢在必行。

1. 理論教學(xué)改革

理論的教學(xué)的首要任務(wù)應(yīng)是使學(xué)生明了數(shù)字電路課程對其以后學(xué)習(xí)、工作的意義；其次，結(jié)合當(dāng)前數(shù)字電路所涉及的技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展、課程所涵蓋的內(nèi)容以及課程的學(xué)習(xí)的方法來讓學(xué)生減少對課程的畏懼心理，同時達到激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情的目的。

1） 理論講授

理論講授是學(xué)生獲取課程知識的最為主要的途徑，也是學(xué)生建立該門課程知識體系能力的最重要的來源。筆者通過三年來在數(shù)字電路課程的講授經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)，如果在課程的理論講授階段，先將整個數(shù)字電路課程所涵蓋的內(nèi)容先進行區(qū)域劃分，讓學(xué)生了解該門課程所需要講解的內(nèi)容；然后再具體講授所劃分的每一個部分，并給出知識點之間的聯(lián)系；這種講授方法，學(xué)生接受起來也相對較為容易，效果也較好。

2） 教學(xué)內(nèi)容

鑒于當(dāng)前數(shù)字電路偏重EDA軟件的教學(xué)現(xiàn)狀[1]；筆者認為在教學(xué)內(nèi)容方面，應(yīng)該加重硬件電路的講解，軟件或HDL代碼編寫部分應(yīng)分留待學(xué)生課后學(xué)習(xí)及驗證。具體為：數(shù)字電路課堂講授時，從數(shù)字信號開始，逐步講解門電路的具體組成形式，然后引入模塊化的概念，以功能模塊的形式來講解整體功能性電路的構(gòu)建形式，最后以具體的數(shù)字芯片來講解芯片的構(gòu)架、使用以及芯片與芯片連接時所需要注意的問題。從而使得學(xué)生能夠?qū)W完數(shù)字電路后首先在硬件方面能夠構(gòu)架出實現(xiàn)具體的功能的電路。

3） 教學(xué)方法

當(dāng)前數(shù)字電路的教學(xué)方法多種多樣，筆者在三年來的數(shù)字電路的教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，在數(shù)字電路的講授方法上，遵循由整體到部分，先講解整體的知識之間的關(guān)聯(lián)性，然后對每一個部分進行具體地知識的講授，講授時要特別注意盡量能在每一個知識點都告訴學(xué)生此知識的重要性，以及在與其他課程或者現(xiàn)實生活中的聯(lián)系；在講完每部分時對此部分進行知識點的總結(jié)，同時，輔以作業(yè)、答疑、課堂討論以及軟件仿真、實驗等多種方法來對所講授的知識進行鞏固；最后，在講授完所有部分的知識后，再對所有的知識點進行整體的系統(tǒng)性地串聯(lián)回顧復(fù)習(xí)；這種講授方法更容易降低甚至于消除學(xué)生對數(shù)字電路的畏難情緒，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及主動性，激發(fā)學(xué)生的潛能。

2. 實踐環(huán)節(jié)教學(xué)改革

由于數(shù)字電路課程是一門實踐性很強的課程，且知識點更新快，教學(xué)難度大[4]。做好理論和實踐的結(jié)合將進一步促進學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)字電路的效果[4]。筆者在實踐中探索發(fā)現(xiàn)在數(shù)字電路課程講授中引入軟件仿真環(huán)節(jié)，可以大大降低學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)字電路知識的難度，還可以進一步促進學(xué)生對模擬電路知識的學(xué)習(xí)和鞏固。具體做法是引入仿真軟件，給出一些具體的硬件電路，讓學(xué)生軟件中進行仿真實踐。同時，輔以課后的答疑和講解，以解決學(xué)生在使用軟件和仿真過程中的問題。這樣做，不僅使得學(xué)生能夠直觀地了解所講授的電路的輸入輸出形式，增加所學(xué)知識的穩(wěn)固性，更可以促進學(xué)生主動對先期課程，如電路理論的相關(guān)知識的復(fù)習(xí)。

3. 評價體系改革

理論與實踐的改革必然需要伴隨著評價體系的改革才能達到預(yù)期的效果。筆者在實踐中發(fā)現(xiàn)，實行多重考核制度可以取得良好的教學(xué)效果。筆者實踐中所實行的評價方式具體為，課堂考勤占總評成績的10%，作業(yè)占10%，課堂討論（含小測驗）占10%，實踐作業(yè)占10%，期末考試占60%；三年來，學(xué)生聽課認真程度和到課率均有大幅度提高，學(xué)生也更重視課程的學(xué)習(xí)，課堂氣氛以及學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性均有相當(dāng)大的改善。

4. 結(jié)語

數(shù)字電路課程的教學(xué)是一項艱巨但成就感很強的工作，在課程教學(xué)中，教師應(yīng)該不斷提高自身業(yè)務(wù)能力，注重將理論與實踐相結(jié)合，多結(jié)合實際講解課程知識，同時結(jié)合科學(xué)的評價體系必能使得學(xué)生良好地掌握這門課程的知識。教師在教學(xué)過程中，也應(yīng)不斷引入思考教學(xué)方法，探索教學(xué)模式，順應(yīng)時代和科學(xué)發(fā)展的需求，結(jié)合素質(zhì)教育培養(yǎng)出更優(yōu)秀的人才！

參考文獻

[1] 劉元超. 數(shù)字電路教學(xué)改革探索[J]. 長江大學(xué)學(xué)報. 2009， 6（3）： 318-319

[2] 康華光. 電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分（第5版）[M]. 北京： 高等教育出版社， 2006

第4篇：數(shù)字電路的設(shè)計方法范文

關(guān)鍵詞：電子設(shè)計自動化技術(shù) 數(shù)字電子技術(shù)試驗 應(yīng)用

隨著時代與科技的不斷發(fā)展，新形勢下各大高校數(shù)字電子技術(shù)實驗教學(xué)也隨之發(fā)生改變，數(shù)字電子技術(shù)屬于一門實用性強的綜合型學(xué)科，只有學(xué)好數(shù)字電子技術(shù)才能為接下來電子信息后續(xù)課程打好基礎(chǔ)。電子設(shè)計自動化設(shè)計是計算機結(jié)合集成電路下衍生的產(chǎn)物，現(xiàn)今可編程邏輯器應(yīng)用范圍越來越廣，運用計算機編程技術(shù)可對電子設(shè)計產(chǎn)品進行更大程度上的優(yōu)化和控制，可編程邏輯器為電子電路實驗提供了新的設(shè)計方法，提高了設(shè)計電子產(chǎn)品硬件的便捷性，使原有的系統(tǒng)設(shè)計方式、核心技術(shù)得到轉(zhuǎn)變，促進了電子設(shè)計自動化的發(fā)展，使其具備更加廣闊的前景。

一、EDA技術(shù)在數(shù)字電子技術(shù)實驗教學(xué)的優(yōu)勢

現(xiàn)階段大部分高等院校數(shù)字電子技術(shù)實驗通過使用多種實驗箱，讓學(xué)生自行連接電路，運用儀器對連接的電路做出檢驗，對其驗證結(jié)果進行總結(jié)和分析。此種集成芯片設(shè)計電路連接的過程中存在較多的問題，例如電路復(fù)雜、芯片短缺、查找故障難度高、儀器及其附屬設(shè)施易破壞、缺乏實驗設(shè)備等，致使連接電路難度較高，學(xué)生對數(shù)字電子技術(shù)實驗興趣不高，實驗效果不夠理想。隨著時代的發(fā)展，傳統(tǒng)的數(shù)字電子技術(shù)實驗教學(xué)也應(yīng)作出與時俱進的改變，為了加大學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高連接電路的成功率，在以往的數(shù)字電子技術(shù)實驗中引進電子設(shè)計自動化技術(shù)，改變原有電路設(shè)計方法，使EDA技術(shù)下的電路設(shè)計變得更加可靠而有效。以往的數(shù)字電路設(shè)計方法只能設(shè)計出完整電路的一部分，在實際連接數(shù)字電路時會因為零件不足、性能與電路設(shè)計性能不相符等問題，致使需要重復(fù)實驗，再次設(shè)計完整的數(shù)字電路并操作、驗證等，此種方法過于費時，對學(xué)生而言學(xué)習(xí)興趣不高。使EDA技術(shù)下的電路設(shè)計方法是分階段進行，首先將整體的電路劃分為多個模塊，然后再設(shè)計各模塊，此種方法適用性強、干擾性小，從而能夠進一步保證電路連接的準(zhǔn)確性、可靠性，EDA技術(shù)有利于推動電子產(chǎn)品的發(fā)展。

二、EDA技術(shù)設(shè)計的步驟

EDA技術(shù)設(shè)計數(shù)字電路首先要對系統(tǒng)進行全面的分析，將完整的系統(tǒng)分為多個獨立存在的模塊，然后逐一設(shè)計各個模塊，對應(yīng)不同模塊采用不同的輸入方式，在系統(tǒng)中就可對設(shè)計模塊進行仿真模擬，驗證其電路連接的正確性，待驗證合格后，將設(shè)計電路圖下載至存儲介質(zhì)。

綜合是指運用電子設(shè)計自動化系統(tǒng)中的綜合器將VHDL軟件設(shè)計與硬件聯(lián)系在一起，形成可行的硬件電路。綜合器具備源文件整合功能，可保證綜合硬件的可操作性，電子設(shè)計自動化具有邏輯綜合功能，并能對設(shè)計出的數(shù)字電路進行優(yōu)化，可將邏輯級電路圖轉(zhuǎn)變?yōu)殚T級電路，自動生成分析文件、網(wǎng)表文件及其附屬報告。

綜合完成之后還需運用相關(guān)適配器將網(wǎng)表文件對目標(biāo)元件作邏輯映射，此種操作方式叫做布線布局，也叫做適配，這個過程涉及到邏輯分割、布局布線、底層器件配置、邏輯優(yōu)化等內(nèi)容的實施，當(dāng)適配通過后系統(tǒng)就會自動生成時序仿真網(wǎng)表文件、時序仿真下載文件，大部分文件格式為JEDEC、Jam，適配對象與相關(guān)元件結(jié)構(gòu)細節(jié)形成直接的對應(yīng)關(guān)系。

再通過電子設(shè)計自動化系統(tǒng)對適配生成結(jié)果測試完成后，才能作編程下載處理，這個過程就叫做仿真。在EDA設(shè)計中最關(guān)鍵的步驟就是仿真，仿真是整個數(shù)字電路設(shè)計的重要階段，運用電子設(shè)計自動化系統(tǒng)進行時序仿真、功能門級仿真，可從兩種級別分別作仿真測試。時序仿真是指對適配通過之后生成的網(wǎng)表文件作仿真處理，模擬各級元件在實際運作的過程中，其元件性能的仿真實驗，考慮到元件、硬件性能的特點，獲得仿真結(jié)果精度較高，由系統(tǒng)生成的時序仿真網(wǎng)表文件中對數(shù)字電路各元件的延遲做出了具體說明。功能仿真主要是對設(shè)計中的邏輯功能進行仿真，分析和觀測仿真結(jié)果與原有的數(shù)字電路設(shè)計功能要求是否相符，功能仿真對任意一項具體元件硬件性能、延遲等均不介紹。

經(jīng)仿真驗證數(shù)字電路成功后，將適配通過的下載文件、配置文件下載至存儲介質(zhì)，將以設(shè)計成功的文件下載至FPGA 、CPLD工具當(dāng)中，便于對設(shè)計硬件進行調(diào)整及驗證，再將其輸入系統(tǒng)中作統(tǒng)一測試，驗證設(shè)計電路在實際應(yīng)用中潛在的問題，減少使用電路的差錯性，不斷改進問題電路，優(yōu)化設(shè)計。

三、在數(shù)字電子技術(shù)實驗中的應(yīng)用實例

將EDA設(shè)計技術(shù)應(yīng)用在數(shù)字電子技術(shù)實驗教學(xué)中，以設(shè)計計數(shù)譯碼電路為例，通過混合輸入的設(shè)計方式，具體說明自動化電子設(shè)計在數(shù)字電子技術(shù)實驗中的應(yīng)用。首先按照原理圖設(shè)計模6計數(shù)器，其編碼方式為BCD碼，采用通用型集成芯片將模6計數(shù)器的編碼方式轉(zhuǎn)變?yōu)?421BCD碼，使其成為可作十進制處理的計數(shù)工具，運用計數(shù)工具中的異步清零端，將十進制改變?yōu)榱M制計數(shù)工具，具體設(shè)計電路及其仿真波形如下圖1，這種方式是構(gòu)建數(shù)字電路實驗設(shè)計的基本設(shè)想。

在系統(tǒng)中運用VHDL方法來設(shè)計驅(qū)動共陰極數(shù)碼管七段并將其顯示出來，生成完整的、不可逆的譯碼電路，具體方法如下，采用VHDL語言描述出譯碼器，將d3、d2、d1、d0看作是顯示譯碼器的輸入口，其中X為顯示譯碼器的輸出口，假設(shè)輸出口X是矢量形式，可有七個不同的數(shù)量關(guān)系值，這七個數(shù)量關(guān)系值即表示為七個不同的輸出設(shè)備數(shù)碼管的段碼。當(dāng)d3、d2、d1、d0分別對應(yīng)不同的8421BCD碼，譯碼器就會自動生成與連接外端的輸出數(shù)碼及其不同的對應(yīng)段碼，最終統(tǒng)一由驅(qū)動數(shù)碼管將其反映出來，按照原理圖輸入方法設(shè)計的六進制計數(shù)工具、VHDL語言輸入方法共同設(shè)計的七段顯示譯碼器成功之后，就可利用數(shù)字電路生成系統(tǒng)，生成頂層功能模塊，運用相應(yīng)的原理圖文件、VHDL語言文件對其作出調(diào)整和使用，計數(shù)譯碼電路層次原理圖見下圖2。

結(jié)束語

綜上所述，自動化電子設(shè)計有利于提高數(shù)字電子技術(shù)的實驗效果，此種方法設(shè)計電路靈活性較高、干擾性小，不存在硬件、儀器等相關(guān)設(shè)施的影響。將整體的電路設(shè)計劃分為多個模塊并進行設(shè)計，此種方式適用性較強，即使在面對復(fù)雜的數(shù)字電路設(shè)計的情況下，也能將其變得簡單。

參考文獻：

[1]王彩鳳，胡波，李衛(wèi)兵.EDA技術(shù)在數(shù)字電子技術(shù)實驗中的應(yīng)用[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2011（1）

第5篇：數(shù)字電路的設(shè)計方法范文

關(guān)鍵詞：EDA VHDL 自動化 數(shù)字電路

中圖分類號：G71 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）11（c）-0033-02

數(shù)字電路EDA也是電子信息工程學(xué)院各個專業(yè)的一門必修課，它是一門實踐性很強的課程，是實踐教學(xué)中不可缺少的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，EDA實驗使學(xué)生了解通過軟件仿真的方法可以高效的完成硬件電路設(shè)計的計算機技術(shù)，初步掌握自頂向下的設(shè)計方法、EDA設(shè)計流程等，會用原理圖輸入和硬件描述語言VHDL設(shè)計邏輯電路。

數(shù)字電路EDA課程是高等院校電氣、電子信息類專業(yè)的一門重要的實踐課程，具有理論性與實踐性強的特點，優(yōu)化該課程的實踐教學(xué)，對提高課程教學(xué)質(zhì)量至關(guān)重要，由注重傳授知識向注重培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)方向轉(zhuǎn)變，隨著大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展，電子類高新技術(shù)的開發(fā)也更加依賴于EDA技術(shù)的應(yīng)用，通過實踐課程，學(xué)生掌握使用EDA工具設(shè)計數(shù)字電路的方法，包括設(shè)計輸入、編譯、軟件仿真、下載和硬件仿真等全過程。

1 優(yōu)化課程的實踐教學(xué)

數(shù)字電路課程引入EDA技術(shù)，不僅極大地豐富課程選題，而且同一課題出現(xiàn)多種實現(xiàn)方案，提高了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，對后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)、電子設(shè)計競賽、撰寫論文等起到了啟蒙和引導(dǎo)的作用。

2 綜合運用基礎(chǔ)知識，解決工程實際應(yīng)用能力

EDA（Electronic Design Automation）是以計算機為平臺，原理圖輸入法、硬件描述語言（VHDL）為設(shè)計語言，可編程邏輯器件為實驗載體。

自頂向下的模塊設(shè)計方法就是從系統(tǒng)的總體要求出發(fā)，自上而下地逐步將設(shè)計內(nèi)容細化，最后完成系統(tǒng)硬件的總體設(shè)計。設(shè)計的三個層次如下。

第一層次是行為描述。實質(zhì)上就是對整個系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型的描述（抽象程度高）。

第二層次是RTL方式描述，又稱寄存器傳輸描述（數(shù)據(jù)流描述），以實現(xiàn)邏輯綜合。

第三層次是邏輯綜合，就是利用邏輯綜合工具，將RTL方式描述的程序轉(zhuǎn)換成用基本邏輯元件表示的文件（門級網(wǎng)絡(luò)表）。在門電路級上再進行仿真，并檢查定時關(guān)系。

完成硬件設(shè)計的兩種選擇，由自動布線程序?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)表轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的ASIC芯片制造工藝，做出ASIC芯片。將網(wǎng)絡(luò)表轉(zhuǎn)換成FPGA編程代碼，利用FPGA器件完成硬件電路設(shè)計。

3 應(yīng)用實例

首先建立一個新的工程，然后建立新文件并輸入如下的代碼：

module sled（seg，dig，clock，rst_n，）；

input clock；

input rst_n；

output [7：0] seg；

output [3：0] dig；

reg [7：0] seg_reg；

reg [3：0] dig_reg；

reg [3：0] disp_dat；

reg [36：0] count；

always @ （posedge clock ）

begin

if（！rst_n）

count = 37'b0；

else

count = count + 1'b1；

dig_reg= 4'b0000；//

end

always @ （count[3]）

begin

disp_dat = {count[7：4]}；

end

always @ （disp_dat）

begin

case （disp_dat）

4'h0 ： seg_reg = 8'hc0；

4'h1 ： seg_reg = 8'hf9；

4'h2 ： seg_reg = 8'ha4；

4'h3 ： seg_reg = 8'hb0；

4'h4 ： seg_reg = 8'h99；

4'h5 ： seg_reg = 8'h92；

4'h6 ： seg_reg = 8'h82；

4'h7 ： seg_reg = 8'hf8；

4'h8 ： seg_reg = 8'h80；

4'h9 ： seg_reg = 8'h90；

4'ha ： seg_reg = 8'h88；

4'hb ： seg_reg = 8'h83；

4'hc ： seg_reg = 8'hc6；

4'hd ： seg_reg = 8'ha1；

4'he ： seg_reg = 8'h86；

4'hf ： seg_reg = 8'h8e；

endcase

end

assign seg=seg_reg；

assign dig=dig_reg；

endmodule

保存后，再編譯，之后選Tools->Run EDA Simulation Tool->EDA RTL Simulation進行仿真。最后配置引腳，下載并運行。

4 營造良好的實踐教學(xué)環(huán)境并建立科學(xué)的評價方法

基于EDA技術(shù)的數(shù)字電路實踐教學(xué)主要由計算機，EDA軟件開發(fā)工具，可編程芯片及實驗硬件開發(fā)系統(tǒng)組成，該院已建有EDA 實驗室，配有多臺安裝Quartus開發(fā)軟件的PC機，為每人或者小組完成課題提供良好的實驗條件。

如何評價設(shè)計成果，客觀，合理的給出成績，既能反映出真實水平又能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新意識，不以最終結(jié)果正確性作為評價的唯一標(biāo)準(zhǔn)，而對設(shè)計過程的每個環(huán)節(jié)都給出量化的評分標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)語

數(shù)字電路實驗中引入EDA技術(shù)，蘊含著數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的新思路、新方法，代表了現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的方向，EDA技術(shù)采用“自上向下”設(shè)計數(shù)字系統(tǒng)的方法，通過設(shè)計邏輯功能模塊來實現(xiàn)數(shù)字系統(tǒng)功能，不僅大大提高了工作效率，而且提高了系統(tǒng)的可靠性，使設(shè)計更加靈活，學(xué)生在大二期間，就能夠通過數(shù)字電路EDA實驗，掌握EDA技術(shù)，對將來后續(xù)課程的學(xué)習(xí)，以及對學(xué)生提高創(chuàng)新能力，工程設(shè)計能力都是十分有利，數(shù)字電路EDA實驗中應(yīng)用EDA技術(shù)可使學(xué)生突破硬件資源，制作耗時的限制，充分發(fā)揮想象力和創(chuàng)造性，設(shè)計出別具特色的作品來，使課程設(shè)計的效果大大提高，應(yīng)用EDA技術(shù)設(shè)計數(shù)字電路，可為實驗的選題拓寬范圍，增加了課程的趣味性、綜合性、創(chuàng)造性，以不同類型，不同難度的設(shè)計任務(wù)供學(xué)生選擇。

參考文獻

[1] 鄒虹.數(shù)字電路與邏輯設(shè)計[M].北京：人民郵電出版社，2008.

第6篇：數(shù)字電路的設(shè)計方法范文

關(guān)鍵詞：仿真軟件Multisim 數(shù)字電路實驗 應(yīng)用

中圖分類號：TP319 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）12-0220-02

在電子專業(yè)數(shù)字電路課程中，實驗教學(xué)是一個非常重要的環(huán)節(jié)，通過理論知識教學(xué)與實踐相結(jié)合的方法，在提升教學(xué)效果的同時也提升了學(xué)生的實踐動手能力，而在傳統(tǒng)的數(shù)字電路實驗教學(xué)中，完全依靠的是純硬件實物進行實驗，這種方法存在許多弊端，而現(xiàn)今在結(jié)合計算機軟件技術(shù)的基礎(chǔ)上，讓數(shù)字電路實驗變得更加靈活方便，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的綜合動手能力，而且還激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，本文主要分析探討的是在底值緶分校計算機仿真軟件Multisim的具體應(yīng)用。

1 仿真軟件Multisim的概況

計算機仿真軟件Multisim是根據(jù)美國國家儀器公司電子線路仿真軟件EWB升級而來，其主要目的就是對電路進行原理設(shè)計，對電路功能進行測試等，在計算機中，Multisim軟件不僅界面清晰，簡單直觀，而且操作起來也較為簡便，易學(xué)易用。仿真軟件Multisim將原理圖的創(chuàng)建，電路的測試分析以及結(jié)果顯示通過集成的方式統(tǒng)一顯示到一個電路窗口當(dāng)中，對數(shù)字電路和模數(shù)混合電路等進行仿直模擬，而且在可視化界面上，其仿真出來的電路環(huán)境與真實情況一般無二，整個操作界面操作起來完全就像是一個實驗室的工作臺，非常具有可實操性，在數(shù)字電路實驗教學(xué)中，深受廣大教師以及學(xué)生的喜愛[1]。

2 在數(shù)字電路實驗中仿真軟件Multisim的具體應(yīng)用

數(shù)字電路實驗首先要了解的是電路的工作原理，對實驗電路中的模塊電路以及每個模塊的具體功能都要有一個具體清晰的認識，同時還要明確每個模塊之間的信號傳輸關(guān)系等，在對這些基礎(chǔ)設(shè)施了解清楚之后，再結(jié)合相關(guān)的參數(shù)指標(biāo)以及實驗所需的電路元器件，通過仿真軟件Multisim對各個電路模塊的初步設(shè)計，最后在仿真模擬的過程中邊選擇邊測試，邊修改邊對比，不斷地分析判讀，直到實驗出真正的數(shù)字電路，因此在數(shù)字電路實驗中，仿真軟件Multisim的具體應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下四個方面：

2.1 繪制電路原理圖

本次數(shù)字電路實驗以在時鐘控制下實現(xiàn)八位并行數(shù)據(jù)輸入到串行數(shù)據(jù)輸出的轉(zhuǎn)換電路為例，這個數(shù)字電路主要有三個功能模塊，即LM555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生時鐘脈沖模塊，4位二進制加法計數(shù)器74LS163構(gòu)成的計數(shù)器模塊和數(shù)據(jù)選擇器74LS151構(gòu)成的并轉(zhuǎn)器電路模塊[2]，待這三個功能模塊分步設(shè)計完成后，這個轉(zhuǎn)換電路的原理圖就設(shè)計完成了，然后再結(jié)合仿真軟件Multisim中豐富的元器件資源快速的完成所需元器件的找尋工作，其次再將這些元器件進行連接，對一些必要的元器件參數(shù)屬性等進行相應(yīng)的修改，同時對元器件標(biāo)注出相對應(yīng)的標(biāo)簽，最后這個轉(zhuǎn)換電路的原理圖繪制工作也就完成了，如圖1所示，為繪制的此次實驗轉(zhuǎn)換電路的原理圖。

2.2 電路的仿真分析

在上述的轉(zhuǎn)換電路實驗中，通過仿真軟件Multisim可以提供出虛擬的儀器對電路進行仿真分析，在仿真分析中，主要用到的分析儀器包括示波器，邏輯分析儀，字信號發(fā)生器以及邏輯轉(zhuǎn)換器等，其仿真分析主要分為兩部分進行：首先仿真分析的是第一個模塊，針對第一個功能模塊LM555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生時鐘脈沖模塊，在實驗教學(xué)過程中，為了讓學(xué)生加深對其的理解與學(xué)習(xí)，可以用仿真軟件Multisim提供的示波器來觀察555定時器充放電的電容波形和輸出時的脈沖方波信號波形等，最后發(fā)現(xiàn)其充電時間要大于放電時間，其仿真波形與理論分析計算得出的結(jié)果保持一致；其次仿真分析的是第二個功能模塊和第三個功能模塊，針對這兩個模塊可用仿真軟件Multisim提供的邏輯分析儀進行分析，主要觀測分析的是第二個模塊計數(shù)器的時序波形和第三個模塊數(shù)據(jù)選擇器輸出的波形，如圖2所示，為計數(shù)器時序波形的仿真圖，通過圖2可以看出，在脈沖作用下，計數(shù)器的低三位循環(huán)計數(shù)產(chǎn)生000到111這八種狀態(tài)，而假設(shè)計數(shù)初始的狀態(tài)為000時，那么數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)據(jù)輸入端D0將被選通，而151的輸出將變成1，再來一次CP脈沖上升沿后，計數(shù)器的計數(shù)狀態(tài)就變成了001，而這時數(shù)據(jù)輸入端D1將被選通，151的輸出就又變成了0，同理待第七個脈沖來之后，計數(shù)器的計數(shù)狀態(tài)就變成了111，這時的就是D7被選通，同樣的151的輸出也變成了0，151的8位并行輸出數(shù)據(jù)在時鐘脈沖的控制作用下，來一個時鐘脈沖上升沿就送出一位數(shù)，相應(yīng)的8位并行輸入的數(shù)據(jù)也就一個一個地被串行輸入送出來，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)能夠并行輸入到串行輸出的轉(zhuǎn)換[3]。

2.3 邏輯轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用

邏輯轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用主要體現(xiàn)在組合邏輯電路中，對于組合邏輯電路而言，其特點就是沒有存儲記憶功能，而其設(shè)計就需要根據(jù)邏輯命題，再列出邏輯真值表，寫出邏輯表達式，然后選擇所用器件，即可完成組合邏輯電路的設(shè)計工作，但是在輸入變量增多時，組合邏輯電路的設(shè)計工作就變得繁復(fù)多雜，經(jīng)常出現(xiàn)各種錯誤，在這時利用仿真軟件Multisim提供的邏輯轉(zhuǎn)換器就可以對組合邏輯電路的設(shè)計過程進行簡化，提高電路的設(shè)計效率[4]。

仿真軟件Multisim提供的邏輯轉(zhuǎn)換器支持8輸入變量與單輸出的組合邏輯電路的分析與設(shè)計，根據(jù)邏輯轉(zhuǎn)換器可以將組合邏輯電路中的真值表進行轉(zhuǎn)換，將真值表與邏輯表達式之間進行轉(zhuǎn)換，將直值表與簡單表達式之間進行轉(zhuǎn)換，將邏輯表達式與邏輯電路之間進行轉(zhuǎn)換以及將邏輯表達式與非門邏輯電路之間進行轉(zhuǎn)換等。

2.4 譯碼器的仿真應(yīng)用

在數(shù)字電路實驗課程中，譯碼器在數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計中有著極為廣泛的用途，其在代碼之間的轉(zhuǎn)換，終端的數(shù)字顯示，同數(shù)據(jù)分配，存儲器的尋址以及組合控制信號等都能起到非常重要的作用，在數(shù)字電路實驗課程教學(xué)中，以仿真軟件Multisim提供的74LS138譯碼器為例，為了讓學(xué)生在學(xué)習(xí)地過程中更好的掌握譯碼器的外特征，如圖3所示，通過利用開關(guān)K1，K2和K3來模擬二進制數(shù)，來對74LS138譯碼器的譯碼功能的仿真電路進行驗證，通過實驗可以看出，在輸出端接上小燈泡后，可以對二進制數(shù)經(jīng)過譯碼器后的輸出結(jié)果進行直接觀測，從而使學(xué)生在這一過程中可以更好的理解與掌握譯碼器的邏輯功能[5]。

3 在數(shù)字電路實驗中利用仿真軟件Multisim的優(yōu)勢

在數(shù)字電路實驗中，傳統(tǒng)的純硬件實驗教學(xué)方法一般都是事先查找大量的相關(guān)資料，對電路原理進行硬性理解，然后再根據(jù)電路指標(biāo)要求對元器件的具體參數(shù)進行估算，最后在紙上畫出大概的硬件電路圖，在實驗時一般也是通過面包板或?qū)嶒炏鋪泶罱ㄍ瓿?，然后在觀察分析實驗數(shù)據(jù)時，也是通過實驗室有限的儀器儀表等來進行，這樣的實驗方式很難檢查出實驗過程中的某項具體問題，比如所選用芯片是否合適，哪一根線路出現(xiàn)問題等，而一旦真的發(fā)現(xiàn)問題這整個電路實驗設(shè)計也要推倒重來，耗時耗力不說而且還沒有起到應(yīng)有的教學(xué)效果，而利用計算機仿真軟件Multisim，學(xué)生只需要在對數(shù)字電路的基本原理了解清楚的情況下，利用仿真軟件Multisim直接選出實驗所需的元器件，然后直接進行電路搭建，在計算機操作界面直接進行現(xiàn)場實驗操作，而不用擔(dān)心芯片的選擇是否錯誤，實驗消耗材料是否浪費，實驗經(jīng)費是否不足以及元器件等是否出現(xiàn)老化等種種問題，而且實驗結(jié)果還可以通過界面直觀的顯示在學(xué)生面前，同時通過不斷反復(fù)的實驗，學(xué)生在理解力得到增強的同時，實踐動手操作能力也得到了提升，而且這種虛擬的實驗空間也使得學(xué)生的自由創(chuàng)造能力得到了充分的發(fā)揮，最重要的是節(jié)省了實驗時間，提升了數(shù)字電路的教學(xué)效果[6]。

4 結(jié)語

綜上所述，本文通過對計算機仿真軟件Multisim進行概況分析，探在數(shù)字電路實驗中仿真軟件Multisim的具體應(yīng)用，其具體應(yīng)用主要體現(xiàn)在四個方面，以在時鐘控制下實現(xiàn)八位并行數(shù)據(jù)輸入到串行數(shù)據(jù)輸出的轉(zhuǎn)換電路為例探討了仿真軟件Multisim的兩種應(yīng)用，即電路原理圖的繪制以及電路的仿真分析，其次還探討了仿真軟件Multisim的邏輯轉(zhuǎn)換器與譯碼器的具體應(yīng)用，最后還分析了在數(shù)字電路實驗中仿真軟件Multisim的應(yīng)用優(yōu)勢，希望本文的分析探討對我國電子專業(yè)中數(shù)字電路教學(xué)以及計算機仿真軟件Multisim的實際應(yīng)用能起到相應(yīng)的幫助作用。

參考文獻

[1]尹波.淺談仿真軟件Multisim及其在數(shù)字電路實驗中的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（18）：121.

[2]王爾申，龐濤，，鄭丹.Multisim和Proteus仿真在數(shù)字電路課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].實驗技術(shù)與管理，2013（03）：78-81.

[3]郭映.Multisim10仿真軟件在數(shù)字電路教學(xué)中的應(yīng)用[J].計算機與現(xiàn)代化，2010（07）：162-165.

[4]孫曉艷.基于multisim的虛擬仿真軟件在數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用[J].裝備制造技術(shù)，2007（11）：152-154.

第7篇：數(shù)字電路的設(shè)計方法范文

論文關(guān)鍵詞：數(shù)字電路與邏輯設(shè)計,教學(xué)模式,教學(xué)方法,實踐教學(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，平時開展各種社團活動比較頻繁，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)生對學(xué)習(xí)沒有興趣，課余時間幾乎不學(xué)習(xí)。在教學(xué)過程中，剛開始學(xué)生還可以接受一些新知識，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)的興趣也越來越低，主動學(xué)習(xí)便是一句空話，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。這一特點在《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計》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，我們在定位教學(xué)目標(biāo)，設(shè)置教學(xué)內(nèi)容，采用教學(xué)手段和方法的時候都必須以這一實際情況為前提。

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)過程中突出培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識，分析解決實際問題的能力，以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，以教學(xué)為主線，樹立能力培養(yǎng)目標(biāo)為重中之重的思想，實現(xiàn)人才培養(yǎng)模式多元化，努力培養(yǎng)“寬口徑、厚基礎(chǔ)、強能力、高素質(zhì)”，適應(yīng)國際競爭和社會需求的應(yīng)用型人才。三本教育要加強通識教育，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，深入推進人才培養(yǎng)模式改革，實現(xiàn)多元化人才培養(yǎng)新格局，大力實施“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，否則會讓學(xué)生還未涉及到重要的知識點就已經(jīng)因為難度過大而喪失信心。教材選取要以應(yīng)用為宗旨，強調(diào)理論與實踐相結(jié)合。編寫原則遵循由淺入深，通俗易懂，重點和難點采取闡述與比喻相結(jié)合，例題與習(xí)題相結(jié)合，實例與實驗相結(jié)合，針對數(shù)字電路課程實踐性強的特點，增加了與教材相應(yīng)的實踐環(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》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)計方法。具有查閱集成電路器件手冊，合理選用集成電路器件的能力。對集成芯片，重點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、資料等，使學(xué)生學(xué)會在實際應(yīng)用中正確選擇和使用集成芯片[11]。

對于三本學(xué)生而言，在電路設(shè)計中要求學(xué)生掌握基本的設(shè)計方法，但可以適當(dāng)降低對電路設(shè)計的要求，增強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行修改，使電路滿足自己設(shè)計的需要。

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》課程的特點就是電路圖、邏輯圖特別多，如果采用板書形式教學(xué)，既浪費課堂時間也達不到好的教學(xué)效果。教學(xué)過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。對于集成電路的分析和設(shè)計，為了增強演示效果，除了在PPT中添加更多的動畫效果外，還可以采用Flash或Authorware軟件制作動畫效果，使電路的變化過程一目了然。

（二）結(jié)合實際教學(xué)

在授課過程中，針對三本學(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、十字路通燈控制、數(shù)字頻率計、多媒體PC機里的顯示卡、聲卡是用數(shù)電中的數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換實現(xiàn)圖像顯示和聲音播放、制造業(yè)中的數(shù)控機床等都應(yīng)用了數(shù)電技術(shù)。通過這些實例的介紹，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)生可以在任何時間進行網(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)的看書自學(xué)枯燥無味的問題。

六、實踐教學(xué)

實踐教學(xué)一般分為基礎(chǔ)實驗和課程設(shè)計兩大部分?；A(chǔ)實驗教學(xué)從屬于理論教學(xué)，實驗內(nèi)容均為驗證性實驗。教師給出實驗步驟、電路圖，學(xué)生按部就班、驗證結(jié)果，通過基礎(chǔ)實驗，使得學(xué)生對于課堂所學(xué)基本概念和方法的理解和掌握更加透徹，同時培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實驗的精神和方法，訓(xùn)練嚴(yán)格嚴(yán)謹?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)?；A(chǔ)實驗是理論和實際相互聯(lián)系的一個重要教學(xué)環(huán)節(jié)，但是僅僅是這種以教師為主導(dǎo)的實驗?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用所學(xué)知識分析和解決問題。課程設(shè)計的目標(biāo)就是為了加強基礎(chǔ)、拓寬知識面、增強學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和工程實驗?zāi)芰?、發(fā)展個性、啟發(fā)創(chuàng)新、加強理論與實驗。學(xué)生根據(jù)實驗任務(wù)，自行設(shè)計電路和測試方案，增強學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，學(xué)生既動腦又動手，解決問題的能力大大提高[12]。

除此之外，還可以設(shè)置一些電子設(shè)計大賽，成立電子設(shè)計興趣小組，在教師的指導(dǎo)下開展設(shè)計性和專題研究性實驗，為希望進一步發(fā)展的學(xué)生提供良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和創(chuàng)新研究場所，培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(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)興趣和動手能力。

七、結(jié)束語

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，同時隨著數(shù)字技術(shù)的廣泛

普及，數(shù)字化社會已經(jīng)到來，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， 應(yīng)用越來越廣泛。因此如何在有限的時間內(nèi)使三本的學(xué)生扎實掌握數(shù)字電路基礎(chǔ)知識理論和基本操作技能，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力，是教師在教學(xué)過程中需要認真思考的問題。使學(xué)生在傳統(tǒng)的數(shù)字電路邏輯分析、邏輯設(shè)計思維訓(xùn)練的基礎(chǔ)上進一步建立起現(xiàn)代數(shù)字電路的應(yīng)用與設(shè)計思想，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工作崗位打下堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻

[1] 謝麗.《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計》教學(xué)改革實踐.吉林省教育學(xué)院學(xué)報，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.計算機光盤軟件與應(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》課程改革[J].長江大學(xué)學(xué)報(自科版)，2OO4(4)

[4] 田東.數(shù)字電路課程設(shè)計的改革與探討.實驗技術(shù)與管理，2006年05期

[5] 馬達靈，張云云.《數(shù)字電路》課程教學(xué)改革之我見.集寧師專學(xué)報，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，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(教育教學(xué)刊)，2010年04期

第8篇：數(shù)字電路的設(shè)計方法范文

【關(guān)鍵詞】高職教育 數(shù)字電路與仿真 教學(xué)改革 項目化教學(xué)法

【中圖分類號】G642 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-4810（2014）20-0094-01

數(shù)字電路與仿真是高職電子類專業(yè)一門主要的專業(yè)基礎(chǔ)必修課程。一直以來，數(shù)字電路與仿真都是采用黑板和實驗兩種教學(xué)模式。在進行理論講授時是以老師為主體，學(xué)生總是被動地接受知識；而在實踐環(huán)節(jié)教師仍以傳授知識為目的，實踐課程被作為課堂理論知識的驗證。一般的教學(xué)方法造成了在教學(xué)過程中教師一手包辦、學(xué)生動手機會較少的現(xiàn)象。在這樣的教學(xué)模式下，學(xué)生就會缺乏對這門課程的學(xué)習(xí)興趣，抑制學(xué)生的創(chuàng)造力和主動性，所以必須對數(shù)字電路的教學(xué)方式進行改革，引入項目化教學(xué)法。項目化教學(xué)法是將該課程的知識轉(zhuǎn)化為若干個教學(xué)項目，然后老師和學(xué)生通過共同完成一個完整的項目而進行的教學(xué)活動，這就是一種真正的理論與實踐相結(jié)合。在數(shù)字電路與仿真的課程改革中引入項目化教學(xué)，不僅打破了理論課、實驗課的界限，也將理論教學(xué)、實踐教學(xué)、企業(yè)的相關(guān)要求融為一體，達到了高職教育與企業(yè)生產(chǎn)的零距離，而且實現(xiàn)了以就業(yè)為導(dǎo)向、以技能為核心的辦學(xué)宗旨。

根據(jù)高職高專的培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合高職高專教學(xué)改革的要求，本著“工學(xué)結(jié)合、項目引導(dǎo)、任務(wù)驅(qū)動、教學(xué)做一體化”的原則。全書共有八個項目，包括三人表決器電路、搶答器電路、數(shù)碼顯示電路、計數(shù)分頻電路、觸摸式防盜報警電路、溫度檢測電路、數(shù)字鐘電路等的設(shè)計與裝調(diào)以及用FPGA實現(xiàn)計數(shù)器等。通過項目任務(wù)的完成，提高學(xué)生對數(shù)字電路的理解，使之能綜合運用所學(xué)知識完成小型數(shù)字系統(tǒng)應(yīng)用電路的設(shè)計制作，包括查閱資料、確定電路設(shè)計方案、計算與選擇元器件參數(shù)、安裝與調(diào)試電路，能使用相關(guān)儀器進行指標(biāo)測試和編寫實訓(xùn)報告。

數(shù)字電路主要課程內(nèi)容為數(shù)制與碼制、邏輯函數(shù)、邏輯門電路、組合邏輯電路、觸發(fā)器、時序邏輯電路、存儲器、數(shù)/模與模/數(shù)轉(zhuǎn)換、脈沖信號產(chǎn)生電路及應(yīng)用內(nèi)容。因課程內(nèi)容不集中，學(xué)生學(xué)后不加以運用，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)完后容易忘記。所以，在課程改革中要以項目為單元、以應(yīng)用為主線，將理論知識融入實踐項目中。讓學(xué)生在做中學(xué)、在學(xué)中做，鞏固每個理論知識點，提高自己的動手能力。

一 項目任務(wù)的選取

項目化教學(xué)法有別于一般的教學(xué)方法，課程中理論知識和實踐技能的傳授是通過完成具體的項目來實施的。因此，在數(shù)字電路的項目化教學(xué)中，項目任務(wù)的選取力求具有典型性和可操作性，數(shù)字電路項目化教學(xué)的任務(wù)為：（1）三人表決器的設(shè)計與制作；（2）搶答器電路的設(shè)計與制作；（3）數(shù)碼顯示電路設(shè)計與制作；（4）觸摸式防盜報警電路的設(shè)計與制作；（5）數(shù)字鐘的設(shè)計與制作。

二 項目教學(xué)的實施過程

項目任務(wù)在教學(xué)實施的過程中是要讓所有學(xué)生的參與教學(xué)活動，項目化教學(xué)注重的不是最終的結(jié)果，而是完成每個項目的過程。在數(shù)字電路的項目化教學(xué)過程中，要以項目為教學(xué)單元，采用分組的方法，每組包含4～5名學(xué)生，每個項目應(yīng)根據(jù)課程的知識結(jié)構(gòu)分成若干個子任務(wù)，在每個子任務(wù)里要明確學(xué)生應(yīng)掌握的每個基礎(chǔ)知識和操作技能，子任務(wù)的實施要以學(xué)生為中心，老師充當(dāng)技術(shù)支持的角色，主要由各個小組成員一起探討問題和解決問題，老師可對學(xué)生給予指導(dǎo)和幫助，逐步培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成自己思考的習(xí)慣。項目實施的過程為：（1）引入項目；（2）老師和學(xué)生共同分析項目，明確電路功能，確定若干個子任務(wù)；（3）學(xué)生通過查閱資料和所學(xué)的知識對每個子任務(wù)提出實施方案；（4）學(xué)生根據(jù)每組討論結(jié)果制定電路方案；（5）學(xué)生利用Multisim 10仿真軟件檢測所設(shè)計的電路是否符合要求，來依次完成各子任務(wù)；（6）學(xué)生把各子任務(wù)進行級聯(lián)，通過綜合調(diào)試完成整個項目；（7）老師檢查設(shè)計及調(diào)試結(jié)果，然后進行教師評價、學(xué)生評價、自我評價；（8）書寫電路設(shè)計報告，分析電路設(shè)計的優(yōu)缺點。

三 項目化課程學(xué)習(xí)的管理制度

為了使每個項目順利進行，老師專門制作了項目進度表和子項任務(wù)卡。學(xué)生根據(jù)進度表了解本次任務(wù)要求和內(nèi)容。老師在進行學(xué)習(xí)管理時，采用學(xué)生實踐任務(wù)進度公示的方法，對那些進度較慢的學(xué)生給予輔導(dǎo)和幫助；對動手能力較強、完成項目快的學(xué)生給予獎勵。同時老師對理論知識的講授時間和實踐技能的演示時間也作了合理安排。這樣項目化教學(xué)的設(shè)計，不僅使學(xué)生由被動轉(zhuǎn)變成主動，還減輕了老師的教學(xué)負擔(dān)。

四 考核方式的改革

考核分為兩部分：理論考試和實踐考試，其中理論考試占30%，實踐考試占70%。對學(xué)生專業(yè)知識能力的考核以筆試的形式進行；對學(xué)生實踐動手能力的考核，參考制作過程的考查記錄和學(xué)生作品。這種綜合考核方式評價比較全面，更能體現(xiàn)高職教育培養(yǎng)目標(biāo)。

第9篇：數(shù)字電路的設(shè)計方法范文

關(guān)鍵字：Multisim10；數(shù)字電路；仿真

數(shù)字電路課程是我國高職院校電子、通信、自動化、計算機等同類型工科專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，地位十分重要。隨著信息化技術(shù)的飛速發(fā)展，對該課程的教學(xué)手段也提出了新的要求，傳統(tǒng)的教學(xué)手段已不能滿足人才培養(yǎng)質(zhì)量的需要。本文將在教學(xué)中引入當(dāng)今世界上著名的電路仿真標(biāo)準(zhǔn)工具Multisim 10進行教學(xué)，通過將枯燥的知識形象化，復(fù)雜的問題簡單化，增加學(xué)生的動手能力，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進一步提高教學(xué)質(zhì)量。

1 數(shù)字電路課程特色及當(dāng)前教學(xué)現(xiàn)狀

數(shù)字電路課程的任務(wù)是使學(xué)生掌握數(shù)字電路的基本概念，理解數(shù)字邏輯電路的工作原理，掌握數(shù)字邏輯電路的分析和設(shè)計方法，熟悉相應(yīng)的實驗技能，培養(yǎng)解決數(shù)字邏輯問題的能力，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程和開展電路設(shè)計提供必要的理論基礎(chǔ)。該課程所具有的“核心性”、“基礎(chǔ)性”、“專業(yè)性”、“大面積性”及實驗教學(xué)所具有的“直觀性”、“實驗性”、“科研性”、“綜合性”等特點，在專業(yè)人才培養(yǎng)方案中占舉足輕重的地位。因此，數(shù)字電路課程的教學(xué)如何達到良好的效果是各高校該課程教師不斷探索的關(guān)鍵點。

從課程本身和教學(xué)環(huán)節(jié)來講，數(shù)字電路課程具有內(nèi)容多、更新快、實踐性強，且有實驗設(shè)施不足、課時相對較少的特點。從授課方式看，多數(shù)教師的教學(xué)方法還是“教師講學(xué)生聽，教師做學(xué)生看”的傳統(tǒng)教學(xué)方式，學(xué)生的興趣不濃，積極性不高。從學(xué)生的情況來看，高職學(xué)生自身基礎(chǔ)知識薄弱，很多同學(xué)認為數(shù)字電路比較枯燥、抽象且難理解，從一開始就對這門課沒有信心。特別是近幾年，各高校工科專業(yè)文理兼收的生源，既給基礎(chǔ)不一的學(xué)生增加了學(xué)習(xí)的難度和壓力，也給任課教師提出了新的課題。

2 Multisim的主要功能和特點

Multisim是加拿大Interactive Image Technologies公司推出的在Windows下運行的電路設(shè)計和仿真分析軟件，它將電路原理圖、電路仿真及PLD設(shè)計三者合一，利用該軟件可以建立模擬、數(shù)字及其混合電路，并進行仿真。其特點是：易學(xué)，實用性強，界面簡潔，元件庫齊全，仿真功能強大，支持遠程控制。學(xué)生普遍反映電子類課程難學(xué)，主要問題是概念抽象、課程教學(xué)的直觀性差。隨著多媒體教學(xué)的普及，在教學(xué)中引入電路設(shè)計和仿真分析軟件Multisim 10在課堂進行演示，可以解決數(shù)字電路課程概念抽象、課程教學(xué)直觀性差等普遍問題，達到增強學(xué)生的感性認識，降低教學(xué)難度，提高教學(xué)效果【1】。

3 Multisim10在教學(xué)中的應(yīng)用實例

3.1 實例一：驗證JK觸發(fā)器的邏輯功能

3.1.1 原理圖。JK觸發(fā)器是數(shù)字電路教學(xué)中的重難點，電路如圖1所示。

圖1 JK觸發(fā)器電路圖

3.1.2 在Multisim10中創(chuàng)建電路

(1) 在元(器)件庫中單擊TTL，再單擊74系列，選中JK觸發(fā)器7473N。

(2) 在元(器)件庫中單擊Sources(信號源)，選中方波發(fā)生器V2、電源V1和地。方波發(fā)生器V2設(shè)置電壓為5V，頻率1 kHz。電源V1設(shè)置電壓為5V。

(3) 在元器件庫中單擊Basic(基本元器件)，然后單擊SWITCH，再單擊SPDT，選取開關(guān)J1、J2和J3。為了便于控制，選擇不同字母符號或者數(shù)字符號來表示對應(yīng)的開關(guān)的開關(guān)鍵。J1用空格鍵控制，J2用A鍵控制，J3用B鍵控制。

(4) 在儀器庫中選取邏輯分析儀。

(5) 在圖3中，JK觸發(fā)器的輸入端1J、1K，清零端1CLR分別由開關(guān)J1、J2、J3控制。CLR是清零端，低電平時清零。時鐘1CLK由信號源方波發(fā)生器V2提供。為了便于觀察，可將時鐘信號1CLK、JK觸發(fā)器輸出信號Q和分別接邏輯分析儀的管腳1、2、3。

3.1.3 觀測輸出

通過三個開關(guān)改變輸入數(shù)據(jù)，按對應(yīng)開關(guān)的開關(guān)鍵符號，即可改變開關(guān)位置，從而改變輸入數(shù)據(jù)，電源V1和地分別表示數(shù)據(jù)1和0。

(1) 改變開關(guān)J3，使1CLR=0，觀測清零，輸出波形如圖2所示。可見輸出Q清零。

圖2 輸出波形

(2) 清零端1CLR=1，改變開關(guān)J1、J2，使J=K=0，輸出波形如圖2所示?？梢娸敵鯭保持原態(tài)。

(

3) 清零端ICLR=1，改變開關(guān)J1、J2，使J=0，K=1，輸出波形如圖2所示。可見輸出Q置0。

(4) 清零端1CLR=1，改變開關(guān)J1、J2，使J=1，K=0，輸出波形如圖3所示?？梢娸敵鯭置1。

圖3 J=1，K=0時的輸出波形

(5) 清零端1CLR=1，改變開關(guān)J1、J2，使J=K=1，輸出波形如圖4所示?？梢娸敵鯭翻轉(zhuǎn)。

圖4 J=K=1時的輸出波形

通過上例，可知利用Multisim軟件進行仿真分析的基本步驟為：根據(jù)原理和設(shè)計需要，創(chuàng)建仿真電路原理圖，然后根據(jù)實際情況設(shè)置好電路圖選項，設(shè)定仿真分析方法，打開仿真開關(guān)，運行所設(shè)計好的電路，借助仿真儀器，即可得到仿真結(jié)果，同時還可以對輸出的文件和數(shù)據(jù)做進一步分析處理【2】。

在傳統(tǒng)的教學(xué)中，講解本文所列JK觸發(fā)器的邏輯功能，照本宣科讓學(xué)生自由發(fā)揮想象去學(xué)習(xí)的較多。在條件好的高職院校，大多數(shù)只能通過多媒體給學(xué)生展示電子教案，學(xué)生感知到的只是靜態(tài)?？v然加上動畫效果，保證了形象、直觀，學(xué)生卻不能親自設(shè)計電路，對知識的掌握存在局限性。那么，使用Multisim10仿真軟件進行教學(xué)，利用其仿真效果，幫助學(xué)生加深對理論知識的理解和對重難點問題的掌握，使教學(xué)內(nèi)容更加形象、直觀、完善，課堂教學(xué)更加生動，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性明顯提高。特別是作者在機房上課時，學(xué)生主動參與使用Multisim10軟件進行設(shè)計和演示，思考問題、解決問題的能力明顯增強，對增強學(xué)生的實踐能力，提高教學(xué)效果起到了有利的促進作用。

4 結(jié)束語

通過將Multisim10軟件應(yīng)用在數(shù)字電路課程教學(xué)中的改革，解決了傳統(tǒng)教學(xué)中實驗條件有限、生源知識基礎(chǔ)不一、學(xué)生參與少等問題，提高了教學(xué)效果。當(dāng)然，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字電路課程的教學(xué)方法和手段也將不斷改革，教師需要不斷尋求最適合學(xué)生的教學(xué)模式，提高教學(xué)效果，培養(yǎng)出與時俱進的高素質(zhì)人才。

參考文獻：

[1] 張寧;;基于Multisim的電子線路分析與仿真[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2012年02期

[2] 鼓燕標(biāo);;Multisim2001在電子類課程教學(xué)中的應(yīng)用;職業(yè)教育研究;2005年第10期

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