Multisim在数字电子技术教学中应用

Multisim在数字电子技术教学中应用

摘要:Multisim仿真集元器件和测试仪器等多维度仿真功能于一体的技术,它实现理论知识与实践知识的交互,在电子技术教学中应用仿真技术具有很大的优越性。作为一种先进的现代化教学工具,应在数字电子技术教学中推广应用。

关键词:Multisim;数字电子技术教学;74LS161

0引言

数字电子技术与工程实际联系紧密,是学生后续专业课程的理论支撑。因其电路结构复杂、理论性强的特点,学生们在学习过程中很难学透,并且很难想象出电路的实验现象。因此在课程教学过程中引入Multisim仿真软件,采用“理实一体化”的方式开展教学,让学生不仅从理论知识层面分析电路,也能从实践层面验证理论知识,观察其工作现象。通过教学实践,证明效果很好。

1Multisim的特点及仿真方法

1.1Multisim的特点。Multisim软件是美国国家仪器有限公司NI研发的一款集原理图捕获和交互式仿真功能于一体的软件,是一个专门用于电子线路仿真与设计的EDA工具软件。它具有以下的特点:(1)直观的图形界面;(2)丰富的元器件库;(3)丰富的测试仪器;(4)完备的分析手段;(5)强大的仿真能力。

1.2仿真方法。(1)测量法:就是用软件元件库中的仪表直接去测量电路两端的信号。(2)分析法:就是用软件中提供的电路分析法直接去分析电路。

1.3仿真技术在数字电子技术中应用的步骤。(1)建立电路文件。启动Multisim,软件就自动创建一个默认标题为“Circuit1”新电路文件,该电路文件可以在保存时重新命名。(2)放置元器件。Multisim软件不仅提供了数量众多的元器件符号图形,而且精心设计了元器件的图标,并分门别类的存放在各个元器件库中。放置元器件就是将电路中所有的元器件从器件库中放置到工作区。(3)连接电路和放置节点。(4)电路图连接好后,单击仿真按钮,软件开始运行仿真。

2仿真软件在数字电子技术教学中的应用举例

2.174LS161的功能。74LS161为中规模集成4位同步二进制计数器,图1(a)为管脚排列图,图1(b)为逻辑功能示意图。表1所示为74LS161的功能表。CP和其他信号输入,计数器被置0,即3210QQQQ=0000。②同步并行预置数功能。当1DR=、LD=0时,在输入脉冲CP上升沿的作用下,并行输入的数据30d~d被置入计数器,即32103210QQQQ=dddd。③保持功能。当1DR=、LD=1时,计数器保持原来的状态不变。这时若EP=0、ET=1,则3210CO=QQQQ;若ET=0,则CO=0。④计数功能。当1DR=LD=EP=ET=时,在时钟脉冲CP上升沿的作用下,计数器进行二进制加法计数。

2.274LS161芯片功能验证电路。74LS161计数器是电子部分比较重要的一块集成芯片,学生在课上很难理解其工作原理。现引入仿真实例电路验证其逻辑功能,让学生从现象掌握每个管脚的使用方法以及该芯片的逻辑功能。在Mutisim仿真软件仿真界面搭建的管脚功能验证电路如图2所示。学生通过观察实验现象可以74LS161的逻辑功能,加深理论知识的理解。

2.374LS161芯片使用的实例电路。在Mutisim仿真软件仿真界面创建74LS161芯片构成图二所示的七进制和十进制计数器,从实验现象很容易看出电路的工作过程,很好地辅助电子技术理论知识教学。通过对74LS161芯片功能和实例电路的仿真,很容易看出,利用Mutisim仿真平台,能够很方便地组成电路,观察实验现象进而让学员对理论知识加深理解,从而提高学员学习电子技术的积极性,消除他们认为电子技术理论性强、难度大的畏惧心理。

3结束语

Multisim仿真软件的引入电子技术课堂教学,将抽象知识形象化、乏味课堂趣味化、理论知识实践化,有效地激发学员学习的主动性,大幅度地提升学员学习的效果。

参考文献

[1]胡敏.基于SSH的电工电子实验室教学系统的设计与实现[D].吉林大学,2012.

[2]何忠.理实一体化教学的探索与实践[J].教育教学论坛.2012(12).

[3]余敏.《电子技术》“理实一体化”教学模式实践探索[J].陕西省电子信息学校,2015.

[4]龙小丽,倪元相,唐东成.Multisim10在“数字电子技术”教学中的应用[J].电子技术,2017,46(05):42-43.

作者:丁长虹 杨坤 王兆欣 单位:空军航空大学