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(dòng)控制等專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程。將理論學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)無縫銜接一直是電子技術(shù)教學(xué)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(xué)中，以此培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果。

　　【關(guān)鍵詞】數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)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(xué)中的視聽結(jié)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(duì)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(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、營造和諧互動(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(xí)效果。

　　在充分分析課程內(nèi)容的基礎(chǔ)上，我們?cè)O(shè)計(jì)了一套“板書式”的多媒體教學(xué)課件，實(shí)現(xiàn)了多媒體與教學(xué)思路的同步、與傳統(tǒng)板書的有機(jī)結(jié)合。

　　所謂“板書式”的多媒體課件，是指根據(jù)教學(xué)思路，將復(fù)雜的器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)、電路原理圖以及時(shí)序圖等，按照其內(nèi)在的邏輯關(guān)系、時(shí)序關(guān)系，以動(dòng)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(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(bǔ)了傳統(tǒng)板書的不足，使現(xiàn)實(shí)中原本動(dòng)態(tài)的、立體的內(nèi)容重現(xiàn)其動(dòng)態(tài)本質(zhì)，使教學(xué)生動(dòng)、直觀，活躍課堂氣氛。通過動(dòng)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(xué)生的學(xué)習(xí)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(shí)序邏輯電路等。這些內(nèi)容理論難以掌握，但通過一些與實(shí)際生活聯(lián)系緊密的實(shí)例，用實(shí)驗(yàn)的方式可以直觀形象地展示電路的功能及特性。如555定時(shí)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(jì)數(shù)器可以組成數(shù)字電子鐘等。

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

　　EWB（E1ectronlcsWorkbench）又稱虛擬電子工作平臺(tái),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(yīng)用最為廣泛的一種軟件，被譽(yù)為“計(jì)算機(jī)里的電子實(shí)驗(yàn)室”。教師在理論教學(xué)過程中可隨時(shí)利用EWB對(duì)所講授元器件或電路進(jìn)行仿真和分析，增加學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)，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(shè)計(jì)各種在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中無法實(shí)現(xiàn)的電路，開展各種探索性、研究性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。這一切僅需要一臺(tái)計(jì)算機(jī)和一部EWB軟件，不再受場地、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)、設(shè)備等各種客觀條件的限制。

　　三、EWB在課堂教學(xué)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(xué)生思考，例如，在講授觸發(fā)器章節(jié)內(nèi)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?yàn)橥ㄟ^組合邏輯電路章節(jié)的學(xué)習(xí)，這個(gè)分析工作他們是能夠勝任的。通過課堂討論，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電路，但是輸出不僅僅跟當(dāng)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(tái)上進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了我們分析得到的真值表。通過預(yù)分析和仿真實(shí)驗(yàn)，學(xué)生們對(duì)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(shí)，根據(jù)優(yōu)先編碼器的原理，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)8線-3線優(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(hào)。輸出為3位二進(jìn)制反碼。電路設(shè)計(jì)出來我們需要了解其效果，以驗(yàn)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(jù)我們的設(shè)計(jì)思路實(shí)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?cè)O(shè)計(jì)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(hào)的高低電平情況，發(fā)現(xiàn)當(dāng)片選信號(hào)為低電平并且所有的輸入編碼請(qǐng)求都無效時(shí)，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(dāng)片選信號(hào)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(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(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(duì)組合邏輯電路設(shè)計(jì)方法的信任，對(duì)自己設(shè)計(jì)結(jié)果的信心。

　　四、結(jié)語

　　教學(xué)手段的不斷進(jìn)步是課程教學(xué)模式改革的基礎(chǔ)。從教學(xué)方式上，我們將單一的課堂講授，轉(zhuǎn)變?yōu)檎n堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)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(dǎo)、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(tǒng)教學(xué)手段與先進(jìn)的教學(xué)手段相結(jié)合，通過把電子教案、多媒體課件等多種教學(xué)手段引入教學(xué)過程中，極大地豐富了教學(xué)內(nèi)容。

　　而通過課堂上的仿真實(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(duì)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(xí)興趣，大大提高教與學(xué)的效率，達(dá)到了事半功倍的效果。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]黃瑞祥.數(shù)字電子技術(shù)[M].浙江大學(xué)出版社，2007.

　　[2]張建華.電子技術(shù)課程教學(xué)改革探討[J].甘肅科技，2007，（7）.

　　[3]吳東升.EDA在電子技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].黃岡師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，（12）.