數(shù)字電子技術(shù)等級呼叫電路實驗的探索與研究

蘇州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 萬海琳

為了培養(yǎng)創(chuàng)新人才，對數(shù)字電子技術(shù)實驗進行探索與研究，等級呼叫電路是數(shù)字電子技術(shù)中組合邏輯電路的重要實驗。學(xué)生根據(jù)所學(xué)編碼器，譯碼器的相關(guān)知識，依據(jù)電路設(shè)計要求，進行分析與探索，設(shè)計出符合要求的呼叫電路。該實驗有助于培養(yǎng)學(xué)生分析問題，解決問題的能力，激發(fā)學(xué)生的綜合實踐創(chuàng)新能力。

數(shù)字電子技術(shù)課程，是應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程；它來源于電子產(chǎn)品方案設(shè)計、電子電路焊接與裝配、元器件識別與檢測、電子電路調(diào)試等典型工作任務(wù)；它以《模擬電子技術(shù)與實踐》等課程的學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，又為后續(xù)《高頻電子線路》，《單片機應(yīng)用技術(shù)》等課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。等級呼叫電路實驗是組合邏輯電路中運用集成器件設(shè)計的實驗，是將編碼器和譯碼器知識進行運用，來解決實際問題。并激發(fā)學(xué)生思考，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。大學(xué)生通過數(shù)字電子技術(shù)課程實驗的學(xué)習(xí)，能夠?qū)⑺鶎W(xué)的理論知識靈活運用，并且加深所學(xué)知識的理解，同時還可以提高動手能力。

1 實驗要求及分析

圖1 等級呼叫電路仿真圖（1）

圖2 等級呼叫電路仿真圖（2）

布置電路設(shè)計要求：機關(guān)有8個上司，每個上司房間裝一個按鈕，在秘書房間裝一個顯示器，用來顯示上司的編號。上司的位權(quán)是不同的，秘書小麗依照上司的位權(quán)，優(yōu)先對位權(quán)高的上司進行服務(wù)。假設(shè)上司位權(quán)最高是編號為7的上司，次之為6號，最低的上司為0號。根據(jù)實驗要求，與學(xué)生一起分析出，該實驗需要運用到兩個模塊，一個模塊是顯示譯碼部分，一個模塊是編碼部分。并且確定編碼器為優(yōu)先編碼器。

實驗分析：優(yōu)先編碼器對8位上司輸入的信號進行篩選，將位權(quán)最高的上司呼叫信息送入優(yōu)先編碼器進行編碼，編碼輸出信息再送入顯示譯碼器進行譯碼，顯示譯碼器通過數(shù)碼管，將二進制信息翻譯成與上司編號對應(yīng)的十進制數(shù)字，讓秘書小麗可以清楚地辨別。

2 實驗實施

為了讓學(xué)生在課程中進一步地接近數(shù)字電子技術(shù)實驗的精髓，直至融會貫通，做到自主學(xué)習(xí)，學(xué)會分析問題和解決問題，實驗實施主要分為以下2步。

2.1 等級呼叫電路的搭建

根據(jù)實驗分析，大多數(shù)學(xué)生能夠選取合適的芯片，并對其進行搭建,搭建完如圖1所示。

電路順利搭建好之后，有一小部分學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并提出問題。

問題：根據(jù)電路設(shè)計要求，編號為7的上司權(quán)利最高，所以將7號上司的呼叫信息與優(yōu)先編碼器等級最高的7端口相接。但是當(dāng)7號上司呼叫時，數(shù)碼管上顯示數(shù)字0；6號呼叫時顯示數(shù)字1。顯示的數(shù)字與編號不對應(yīng)。

學(xué)生根據(jù)問題，研究如何使得數(shù)碼管上顯示的數(shù)字與上司的編號對應(yīng)。在這一環(huán)節(jié)中，學(xué)生能夠在進一步理解電路的同時，學(xué)會如何使得電路設(shè)計滿足實際要求，激發(fā)學(xué)生的研究興趣。改善后如圖2所示。

2.2 等級呼叫電路的優(yōu)化

在完成以上兩步驟之后，電路已經(jīng)可以實現(xiàn)設(shè)計要求，呼叫的信息，只有位權(quán)高的上司信息進入編碼器編碼，然后由顯示譯碼器譯碼出該上司的編號。

但是我們會發(fā)現(xiàn)，沒有上司呼叫時，數(shù)碼管理論上應(yīng)該是不亮的，但是數(shù)碼管卻顯示數(shù)字0，如圖3所示。這會使得秘書小麗搞不清楚到底是0號上司呼叫，還是沒有人呼叫，所以我們需要對電路進行優(yōu)化。在沒有人呼叫時，數(shù)碼管上的0需要滅掉。

圖3 等級呼叫電路仿真演示圖

圖4 等級呼叫電路完善圖

在這一環(huán)節(jié)中，同學(xué)們需要熟悉顯示譯碼器與編碼器的功能表，了解其各個端口的功能及其輸出輸入狀態(tài)。需要自己去查閱資料，自主探究，最后通過思考實現(xiàn)目標(biāo)電路，提升學(xué)生解決問題的能力。最終完善電路如圖4所示。

總結(jié)：數(shù)字電子技術(shù)是一門理論性和實踐性都很強的專業(yè)課程，也是一門綜合性的技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)科，許多理論和方法只有通過實際驗證才能加深理解并真正掌握。等級呼叫電路作為組合邏輯電路實驗的擴展，通過創(chuàng)新解決問題，獲取知識，能夠充分調(diào)動學(xué)生的積極性、挖掘潛力，增強信心，提升學(xué)生分析問題，解決問題的能力，為將來從事技術(shù)工作和科學(xué)研究奠定扎實的基礎(chǔ)。