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1、Multisim仿真技術(shù)在數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)中應(yīng)用 摘要：針對數(shù)字電子技術(shù)課程的基本理論枯燥、實踐性很強的教學(xué)特點，將Multisim仿真技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)中，彌補了傳統(tǒng)教學(xué)手段的不足。通過在數(shù)字電子技術(shù)的理論教學(xué)、驗證性實驗和設(shè)計性實驗環(huán)節(jié)中的具體電路應(yīng)用，闡述了Multisim仿真技術(shù)在數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)各個環(huán)節(jié)中發(fā)揮的重大作用。關(guān)鍵詞：數(shù)字電子技術(shù)；Multisim；仿真；實踐教學(xué)；理論教學(xué)中圖分類號：G431文獻標識碼：A文章編號文章編號：1672-7800（2013）012-0200-02作者簡介：孫利華（197
2、9-），女，碩士，中國地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院講師，研究方向為電子和EDA技術(shù)。0引言6數(shù)字電子技術(shù)是高等院校電子信息、通信、自動化類專業(yè)的一門學(xué)科基礎(chǔ)課，實用性很強[1]。該課程的教學(xué)目標是讓學(xué)生理解數(shù)字電路的工作原理與邏輯功能，掌握數(shù)字電路的分析與設(shè)計方法，最終能根據(jù)要求設(shè)計出較合理的電路。所以，該課程既包含了邏輯性強的理論又包含了很多具體實踐應(yīng)用環(huán)節(jié)。在講授數(shù)字電子技術(shù)時要特別注意理論與實踐教學(xué)結(jié)合，但實際教學(xué)中受實驗硬件條件的限制，實驗課課時安排較少或時間安排不合理，無法做到老師講的同時讓學(xué)生操作，使學(xué)生缺乏對基本原
3、理和概念的直觀認識。Multisim軟件為數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)提供了一個很好的平臺，可作為傳統(tǒng)教學(xué)手段的有力補充。借助Multisim軟件對數(shù)字電路工作進行仿真演示，使理論和實踐教學(xué)內(nèi)容更加緊密地結(jié)合起來，既可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能幫助學(xué)生更好地掌握數(shù)字電子技術(shù)的基本理論，為后續(xù)課程打下堅實的基礎(chǔ)。1Multisim10概述Multisim是美國國家儀器（NI）有限公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。Multisim向用戶提供一
4、個全方位功能強大的電子虛擬實驗平臺[2]。軟件自帶了型號豐富的元件庫和功能齊全外形逼真的各類主流虛擬儀器，可完成對模擬電路、數(shù)字電路、單片機電路的設(shè)計與仿真調(diào)試，用戶只需輕點鼠標即可觀看到逼真的電路運行。該軟件簡單易學(xué)，利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，目前已被廣泛應(yīng)用到各高校電子類課程的教學(xué)中，取得了良好的教學(xué)效果。2Multisim10在數(shù)字電子技術(shù)理論教學(xué)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用6數(shù)字電子技術(shù)理論教學(xué)目的是幫助學(xué)生掌握數(shù)字電子技術(shù)的基本概念和理論。傳統(tǒng)教學(xué)方式采用多媒體課件加板書，學(xué)生缺乏對數(shù)字電路的直觀認識，教學(xué)效果欠佳。特別是在
5、講授編碼器、競爭與冒險、觸發(fā)器等難以理解的內(nèi)容時，學(xué)生會因為不理解，要么死記硬背，要么喪失學(xué)習(xí)興趣。若引入Multisim軟件進行仿真，可以幫助學(xué)生更好地理解概念?；綬S觸發(fā)器是進入時序電路學(xué)習(xí)的第一個內(nèi)容，是學(xué)好時序電路的關(guān)鍵，但學(xué)生往往難以理解基本RS觸發(fā)器的工作過程，特別是觸發(fā)器“不定”的工作狀態(tài)。教師可以在Multisim軟件中搭建如圖1所示電路，由兩個與非門構(gòu)成基本RS觸發(fā)器[3]，借助小燈泡的亮與滅來演示RS觸發(fā)器的“置1態(tài)”、“置0態(tài)”、“不變”和“不定”四種狀態(tài)。其中，當R、S均置0時，觸發(fā)器的輸出
6、都為1，兩個燈泡都等于1，當R、S都回到1時，兩只燈泡則不停地交錯閃爍，可以告訴學(xué)生這就是“不定”的狀態(tài)，讓學(xué)生對該狀態(tài)有了直觀認識，幫助他們理解和記憶觸發(fā)器的工作原理。3Multisim10在數(shù)字電子技術(shù)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用把Multisim10應(yīng)用到實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中可以開展一些學(xué)校實驗室因為實驗設(shè)備、經(jīng)費等方面原因無法開展的實驗；可以避免真實實驗操作可能帶來的未知風(fēng)險；可以提高實踐環(huán)節(jié)中實物搭建電路的成功率，降低儀器和元件的損壞率。3.1驗證性實驗6驗證性實驗一般是讓學(xué)生在試驗箱上驗證數(shù)字電路的工作原理，以加深對基
7、本概念的理解。試驗箱上已集成好所有元器件，學(xué)生要做的工作就是根據(jù)實驗指導(dǎo)書用導(dǎo)線把器件連接起來，往往是電路接了一遍，仍然不了解工作原理。若能在使用試驗箱前先在Multisim中對電路進行仿真，有助于學(xué)生理解電路的原理，不僅了解應(yīng)該怎么接電路，還能知道為什么這么接。以集成計數(shù)器74LS190邏輯功能驗證實驗為例，可以在實驗前讓學(xué)生在仿真軟件中搭建如圖2所示電路。當把開關(guān)E置為0，F(xiàn)置為1時，電路實現(xiàn)十進制的加法計數(shù)器的功能。通過電路仿真可以幫助學(xué)生了解74LS90芯片各引腳的功能，知道每個引腳應(yīng)該如何接進電路，以及共陽
8、極和共陰極數(shù)碼管的區(qū)別，還可借助如圖3所示邏輯分析儀仿真結(jié)果理解74LS90的QA、QB、QC和QC與時鐘信號的對應(yīng)關(guān)系。教師可以把仿真軟件中的電路、虛擬儀器和試驗箱上的元器件、儀器結(jié)合起來講解，可提高學(xué)生在試驗箱上搭建電路的成功率，降低元件的損壞率。3.2設(shè)計性實驗6在理論教學(xué)和驗證性實驗之后會安排設(shè)計性實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，也就是課程設(shè)計。一般要求
