Mulitisim10仿真方式在數(shù)字電子技術(shù)實踐教學(xué)中的應(yīng)用

摘要：本文結(jié)合了近幾年的數(shù)字電子技術(shù)的教學(xué)經(jīng)驗，以Multisim10仿真軟件為平臺，著重介紹數(shù)字電子電路在Multisim10仿真軟件上的應(yīng)用，為學(xué)生數(shù)字電子技術(shù)的實踐指明了新途徑，培養(yǎng)學(xué)生的分析設(shè)計能力和基本操作技能，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程的激情。

關(guān)鍵字：Mulitsim10；24S籃球倒計時器；BCD碼

中圖分類號：G420 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）06（b）-0000-00

0.引言

數(shù)字電子技術(shù)課程是電子、通信、計算機(jī)、數(shù)控等相關(guān)專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課，強(qiáng)調(diào)集成電路設(shè)計方法和分析方法的研究，并且該課程具有非常強(qiáng)的實踐性。在教學(xué)和實踐中引入基于Multisim10的虛擬仿真軟件，理解數(shù)字電子技術(shù)理論，設(shè)計數(shù)字電路都具有著非常重要的作用。Multisim10軟件的應(yīng)用可以有效地輔助數(shù)字電子技術(shù)理論教學(xué)、補充實驗設(shè)備不足、提高課程設(shè)計質(zhì)量、節(jié)約教學(xué)成本。

將Mulitisim10軟件與數(shù)字電路實驗結(jié)合起來，鼓勵學(xué)生利用仿真軟件建立一個虛擬實驗室進(jìn)行虛擬實驗，幫助學(xué)生更好的完成實驗?，F(xiàn)在以Multisim10仿真軟件為平臺，通過實施具體的實踐項目，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并調(diào)動學(xué)生們的積極性。本文以籃球24S倒計時器實驗項目為例，介紹了Multisim10仿真軟件在數(shù)字電子技術(shù)實驗中的應(yīng)用。

1.實驗項目各模塊的設(shè)計

籃球24S倒計時器電路主要包括兩大部分，一部分是秒信號發(fā)生器，另一部分是BCD碼24進(jìn)制減法計數(shù)器。為了達(dá)到更好的視覺效果，電路中加入顯示電路。下面對電路中主要模塊的仿真分別進(jìn)行描述。

2.秒信號發(fā)生器

秒信號發(fā)生器采用555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器，該電路是一種比較典型的秒脈沖發(fā)生電路，它具有電路簡單，性能可靠，信號精準(zhǔn)的特點。其電路圖及輸出脈沖波形如圖1所示。該電路是利用電容的充放電來實現(xiàn)脈沖波形的產(chǎn)生，可以通過調(diào)節(jié)充放電回路中的電位器Rw，來調(diào)整脈沖波形的周期，使輸出波形的周期為1S。利用虛擬儀器安捷倫示波器可以觀察波形的周期，頻率，以及占空比等信息，有助于調(diào)節(jié)秒信號。Multisim10仿真軟件中，提供的安捷倫示波器十分逼真，如同操作真實示波器一樣，可以很輕而易舉的在計算機(jī)上進(jìn)行操作。在仿真操作過程中，不僅大大增強(qiáng)學(xué)生對儀器的熟悉程度，還節(jié)約了教學(xué)成本，避免了外界條件對實驗操作的制約。

3.BCD碼24進(jìn)制減法計數(shù)器

8421BCD碼24進(jìn)制遞減計數(shù)器是由74LS192構(gòu)成的。 24進(jìn)制遞減計數(shù)器的預(yù)置數(shù)為N=（0010 0100）8421BCD=（24）D。它的技術(shù)原理是，每當(dāng)?shù)臀挥嫈?shù)器的端產(chǎn)生負(fù)跳變借位脈沖時，高位計數(shù)器減1計數(shù)。當(dāng)高、低位計數(shù)器處于全0，同時在CPD=0時，置數(shù)端，計數(shù)器完成并行置數(shù)。

該電路的工作過程是按下J1啟動/停止按鍵，將計數(shù)器置數(shù)成24，倒計數(shù)開始。當(dāng)計數(shù)器減到0時，高位計數(shù)器產(chǎn)生借位信號時，將屏蔽計數(shù)器的脈沖，從而計數(shù)器停止計數(shù)。圖2為計數(shù)器電路及計數(shù)器輸出波形。該仿真電路由虛擬儀器中的字發(fā)生器提供計數(shù)脈沖，并通過邏輯分析儀來觀察輸出觀測輸出波形。

4.參考電路

秒信號發(fā)生電路替代字發(fā)生器，計數(shù)器的輸出通過數(shù)碼管顯示計數(shù)值，就可以構(gòu)成簡單的籃球24S倒計時器。

5.結(jié)論

利用Mulitisim10仿真軟件不僅提供了數(shù)千種電路元器件，還提供了許多虛擬儀器。對于數(shù)字電路實驗，仿真方式開辟了新的設(shè)計渠道。該仿真方式對于驗證電路的原理，開發(fā)和設(shè)計電路極為方便，同時具有極大的靈活性。學(xué)生可以輕松的更換器件，調(diào)用儀器，觀察波形，不受時間、地點、器件和設(shè)備的限制，隨時隨地地進(jìn)行仿真實驗。加強(qiáng)了學(xué)生計算機(jī)應(yīng)用能力、實際操作能力的培養(yǎng)，有提高了學(xué)生的綜合設(shè)計能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

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