研究數(shù)字電子技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展分析論文

　　【摘要】《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》是通信、電科、自動控制等專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)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(shù)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(shù)基礎(chǔ)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(guān)鍵詞】數(shù)字電子技術(shù)課程教學改革

　　一、“板書式”多媒體課件的研制

　　多媒體技術(shù)的發(fā)展為教學中的視聽結(jié)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(nèi)容的基礎(chǔ)上，我們設(shè)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(jié)合。

　　所謂“板書式”的多媒體課件，是指根據(jù)教學思路，將復(fù)雜的器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)、電路原理圖以及時序圖等，按照其內(nèi)在的邏輯關(guān)系、時序關(guān)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(nèi)容重現(xiàn)其動態(tài)本質(zhì)，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(shù)的引入

　　數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)主要包括數(shù)字邏輯基礎(chǔ)、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(nèi)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(gòu)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(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)課程教學中應(yīng)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(shè)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(shè)備等各種客觀條件的限制。

　　三、EWB在課堂教學中的應(yīng)用

　　在課程講授中，我們結(jié)合多媒體課件，首先提出問題引導(dǎo)學生思考，例如，在講授觸發(fā)器章節(jié)內(nèi)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(guān)，還跟電路以前的輸出有關(guān)。

　　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(yù)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(nèi)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(nèi)容時，根據(jù)優(yōu)先編碼器的原理，我們設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(jié)果三盞燈全亮，說明輸出編碼結(jié)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(jié)果的三盞燈全滅，說明輸出編碼結(jié)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(shè)計方法的信任，對自己設(shè)計結(jié)果的信心。

　　四、結(jié)語

　　教學手段的不斷進步是課程教學模式改革的基礎(chǔ)。從教學方式上，我們將單一的課堂講授，轉(zhuǎn)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(dǎo)、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(jié)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(nèi)容。

　　而通過課堂上的仿真實例，不僅讓學生了解EDA技術(shù)，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。

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