刘泽源　赵晋琴

【摘要】数字电技术是电子信息工程、通信工程等专业的一门重要的专业基础课程，该课程的实验能帮助学生理解组合逻辑电路设计，提高学习兴趣和实践动手能力。本实验室对数字电子技术实验教学模式进行了探讨，在分组实验的基础上，先要求学生设计电路，然后利用Multisim软件进行仿真，最后在DZX-3电子学综合实验平台上实现电路的搭建。“理论+设计+仿真+电路搭建”的新型模式，使学生能够系统的掌握该课程的知识内容，熟练完成电路仿真和电路搭建，从而提高学生的学习能力，实践动手能力和创新意识。

【关键词】数字电子技术 实验教学 Multisim软件 电路搭建

【基金项目】本文为湖南第一师范校基金（项目编号XYS14Z15）、湖南省重点实验室项目（项目编号2015TP1017）。

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）31-0256-01

1.引言

数字电子技术課程是电子科学与技术、电气信息类等相关专业的核心专业基础课之一，在该课程教学的过程中，实践教学占据了重要的地位。湖南第一师范学院以师范教育为主，以往的数字电子技术课程教学重视理论内容的讲解，不利于培养工科学生的实践动手能力和创新意识，不能满足社会对电子、通信专业工科毕业生的要求，对工科毕业生的就业产生不利影响。本文针对这一现状，对该课程的实验教学模式进行研究，提出新的实验教学模式。

2.实验教学模式

本实验中心对电子科学与技术、通信工程和计算机科学与技术专业的数字电子技术课程实验教学进行研究和改革，提出“理论+设计+仿真+电路搭建”的新型实验教学模式（如图1），在重视理论教学的基础上，更加强调课程实验环节。首先将实验内容布置给学生，要求学生利用课余时间分析实验内容，列出真值表，利用卡诺图化简得到逻辑函数，独立完成逻辑电路的设计；然后要求学生在机房利用Multisim软件完成电路的仿真；最后将每个专业班级分成两批，每批20人左右，由两人一组在电子设计实验室的DZX-3电子学综合实验平台上完成电路的搭建、测试和修改，经实验指导老师检查测试无误才能通过实验考核。

3.实验教学内容

以译码器及应用实验为例，该实验的实验目的有：一、掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法；二、学习并掌握中、小规模芯片实现各种组合逻辑电路的方法；三、学习格雷码转换二进制代码。实验需要的仪器设备有：装有仿真软件的计算机，DZX-3电子学综合实验平台，数字万用表以及74LS138等芯片。译码是编码的逆过程，它是将具有特定含义的二进制代码翻译成原始信息的过程，能够实现译码功能的电路叫译码器。实验内容是要求学生利用74LS138实现流水灯效果，实验内容如下：

3.1 设计电路和仿真

根据实验内容的需要，先列出格雷码转8421码的真值表，然后利用卡诺图和逻辑函数化简，可得电路需要一片74LS86芯片。译码器74LS138的工作原理为A2、A1、A0为二进制译码输入端，Y7～Y0为译码输出端（低电平有效），G1、G2A、G2B为选通控制端。当G1=1、G2A+G2B=0时，译码器处于工作状态；当G1=0、G2A+G2B=1时，译码器处于禁止状态。根据化简后的逻辑函数和译码器的工作原理设计电路，然后利用软件仿真结果如图2所示。

3.2 电路搭建

电路搭建在数字电子技术实验室完成，要求学生两人一组，根据设计的电路在DZX-3电子学综合实验平台完成搭建，检查电路的功能，确定无误申请老师检查考核。学生搭建电路如图3所示。

3.3 实验考核环节

实验教师根据实验评分标准，针对学生在各个步骤的完成情况进行评分，操作总分共计30分。操作部分评分标准主要包括以下几个方面：

（1）电路设计阶段：学生设计电路的具体过程，包括真值表，卡诺图，逻辑函数的化简和电路图（40分）。

（2）电路仿真阶段：学生设计的电路图是否简洁，电路功能是否完善（30分）。

（3）电路搭建阶段：电路搭建过程中是否出现问题，是否解决问题，电路功能是否完善（30分）。

4.结束语

实践证明，数字电子技术新型实验教学模式使学生在设计电路、电路仿真和电路搭建的过程中理解和体会理论知识，课堂教学效果好，学生满意度高，能有效增强学生的学习兴趣，提高工科学生的动手能力和团队协作能力，提高工科学生的创新意识。