【摘要】：針對數(shù)字電路課程教學中理論知識枯燥、邏輯關系復雜的問題,將Multisim仿真軟件應用到課堂教學中,利用仿真軟件強大的電路仿真能力和直觀形象的演示效果提高教學質(zhì)量。以SR觸發(fā)器和JK觸發(fā)器的教學為例,仿真軟件使學生直接觀察到主從式觸發(fā)器的狀態(tài)翻轉過程和工作波形,驗證了主從式觸發(fā)器的邏輯功能,讓知識理念和數(shù)字邏輯形象地展現(xiàn),有助于學生理解數(shù)字電路的工作原理,提高教學質(zhì)量。
【圖文】：

控制。由于主從式觸發(fā)器理論比較抽象、狀態(tài)翻轉過程較復雜，學生對主從式觸發(fā)器的動作特點往往理解不夠深入，并且觸發(fā)器的輸入信號、時鐘信號、輸出信號等較多，無法用電子實驗儀器觀察觸發(fā)器的工作波形，無以驗證觸發(fā)器的邏輯功能。引入仿真實驗后，學生可以直接觀察到主從式觸發(fā)器的狀態(tài)翻轉過程和工作波形，能夠提高教學效果，使學生理解電路的工作原理和工作工程。２數(shù)字電路課程教學仿真實例２．１主從式ＳＲ觸發(fā)器仿真用７４ＬＳ００和７４ＬＳ１０邏輯門搭建主從式ＳＲ觸發(fā)器的電路如圖１所示。圖１主從式ＳＲ觸發(fā)器仿真電路圖１中ＲＤ′為異步置零信號，仿真開始前置為有效電平（ＲＤ′＝０），使輸出狀態(tài)置０。ＣＰ為觸發(fā)器的時鐘信號，Ｒ、Ｓ為輸入信號，，Ｑｎ和Ｑ′ｎ為主觸發(fā)器的輸出信號，Ｑ和Ｑ′為觸發(fā)器狀態(tài)輸出信號。利用Ｍｕｌｔｉ－ｓｉｍ軟件中的字組產(chǎn)生器產(chǎn)生觸發(fā)器的ＣＰ、Ｒ、Ｓ及ＲＤ′信號，邏輯分析儀顯示觸發(fā)器的ＣＰ、Ｒ、Ｓ、ＲＤ、Ｑｎ、Ｑ′ｎ、Ｑ和信號Ｑ′波形。設計字組輸出信號時，為保證各種輸入情況在有效電平期間都出現(xiàn)，因此Ｒ、Ｓ輸入信號應在ＣＰ＝１期間內(nèi)有變化［７］。在輸出字組分別為０、８、Ｃ、Ｄ、Ｂ、Ｄ、Ｂ、Ｄ、Ｃ、８、Ｅ、Ｅ、Ｆ、Ｂ、Ｄ、Ｂ、Ｄ、Ｃ、Ｅ、Ａ、Ａ、Ｂ、９、Ｆ情況下，得到相應的工作波形如圖２所示。圖２中的“１０”為ＣＰ時鐘脈沖波形；“１２”為Ｓ輸入波形；“１３”為Ｒ輸入波形；“１１”為ＲＤ′異步置０

圖３主從式ＪＫ觸發(fā)器仿真電路圖４主從式ＪＫ觸發(fā)器狀態(tài)翻轉過程圖４中的“１５”為ＣＰ時鐘脈沖波形；“１０”為Ｊ輸入波形；“１１”為Ｋ輸入波形；“９”為ＲＤ′異步置０輸入波形；“３”為Ｑｎ主觸發(fā)器狀態(tài)輸出波形；“２”為Ｑ′ｎ主觸發(fā)器狀態(tài)輸出波形，“５”為Ｑ狀態(tài)輸出波形；“８”為Ｑ′狀態(tài)輸出波形。從圖４中的輸出波形中可以看出，在ＪＫ觸發(fā)器的輸出狀態(tài)為時鐘信號有效電平（ＣＰ＝１）期間，主觸發(fā)器的狀態(tài)只翻轉一次，一旦翻轉了就保持不變；等下降沿到達時，輸出狀態(tài)跟隨主觸發(fā)器狀態(tài)改變，解決了ＲＳ觸發(fā)器的多次翻轉問題。當Ｊ＝Ｋ＝１時，觸發(fā)器的次態(tài)是翻轉功能，對輸入信號的約束條件不存在了。顯然，ＪＫ觸發(fā)器的邏輯功能更加強大。通過仿真實驗的演示和講解，學生能夠較好地掌握主從式ＪＫ觸發(fā)器的邏輯功能，對一次翻轉問題理解也更加透徹。３結語在主從式觸發(fā)器的教學過程中，對ＳＲ和ＪＫ觸發(fā)器進行仿真實驗，通過觀察觸發(fā)器的狀態(tài)翻轉過程和工作波形，使得抽象、枯燥的理論知識變得生動、形象。另外，本仿真實驗能同時觀察觸發(fā)器的輸入信號和輸出信號波形，解決了電子實驗儀器無法同時顯示多路信號的問題。通過實踐證明，本教學方法能幫助學生理解數(shù)字電路的工作原理和過程，提高教學質(zhì)量并激發(fā)學生的學習興趣。參考文獻（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）［１］劉銀萍，陳惠珊．“數(shù)字電子技術”實驗教學改革的探討［Ｊ］．實驗室研究與探索，２００６，２５（８）：９８１－９８３．［２］王爾申，龐濤，李鵬，等．Ｍｕｌｔｉｓｉｍ和
【作者單位】： 湖南科技學院電子與信息工程學院;
【基金】：湖南省教改項目(湘教通[2014]247號) 湖南科技學院教改項目(湘科院[2014]29號);湖南科技學院“通信工程專業(yè)綜合改革試點”項目
【分類號】：G642.4

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本文編號：2533775