《数字逻辑电路CAI》课件简介

《数字逻辑电路CAI》课件简介

成都航空职业技术学院 邱寄帆

在深化教育体制改革、全面推行素质教育的今天,教学方法和教学手段的改革势在必行。大中专院校教学方法和内容改革的一个重要发展方向就是发展计算机辅助教学── CAI。

它能将多种媒体信息同时作用于学生,使学生的各个感觉器官同 CAI的特点和优势在于:

时全方位地受到教学信息的刺激,获得一种全新的体验。又由于CAI软件可以向操作者提供一个形象直观、丰富多彩、方便灵活、界面友好的交互式人机界面,能达到“寓教于乐,寓学于乐”的目的,从而可取得较传统教学方法更好的教学效果。

我院电子工程系教师在总结多年实际教学经验的基础上,研制开发了《数字逻辑电路》课程的计算机辅助教学软件。该软件功能强大,内容丰富完善,使用方便灵活,经我院几届学生的实际使用表明:该课件能充分体现计算机辅助教学的先进性、科学性、生动性和趣味性,能取得较传统教学方法更好的教学效果。

《数字逻辑电路CAI》课件自带电路图编辑器,用户具有电路构造权,这就意味着:用户可利用本系统所提供的功能设计构造出自己感兴趣的任何电路;同时可立即仿真演示其工作原理与工作过程,观察电路的运作过程及每个元件状态的变化细节,并可同步产生真值表、逻辑函数表达式和波形图。因此,DLCCAI可仿真演示无穷多个电路的工作原理及过程,这是本系统的最大特色所在。

《数字逻辑电路CAI》课件是一个较为成熟的软件。自20xx年开发完成至今,一直在不断地修改和调整,其内容也在不断地得到丰富和完善。该课件已正式编入我院《数字逻辑电路》课程的教学计划,从九五级到现在已实际应用于我院电子工程系十几个班,使用者超过20xx人次、4000机时。此外,在学术交流中,本课件也被十多所兄弟院校所采用。从本校及外校学生的反馈意见来看,该课件确实能取得较好的教学效果,达到了改善教学方法和手段、部分取代理论授课、实验及课程设计的目的。

《数字逻辑电路CAI》课件不是以某种教材为蓝本的电子教案,而是一种电路仿真软件。课件能对用户利用本课件所提供的功能所自行编辑构造的任意电路作结果与真实电路相同的仿真运行演示。本课件是针对学生而设计制作的,它对于充分发挥学生的想象力、创造力和电路设计能力提供了现实可能性。本课件适用于大学本科、专科及中专等大中专院校学生使用,也可用于教师讲课教学。

该课件在有北京航空航天大学、西北工业大学、南京航空航天大学等部属院校参加的xx年航空工业总公司所属院校CAI课件及电教教材专项评比中获一等奖。

功能特性

? 对用户设计编辑的新电路或调出的现成电路,在作参数配置及选项处理后即可作仿真运行。仿真运行时可同步输出真值表、逻辑函数表达式、波形图等。

特别说明:这些真值表、逻辑函数表达式、波形图输出的结果不是我们事先安排在程序中的,不是固定的、有限的、可预知的,而是软件在对电路仿真过程中根据电路当时的状态动态生成的。

? 类似Protel的Schedit的电路原理图编辑器,电路设计随心所欲,编辑操作简单方便。 ? 内置教材中百余个典型电路,引用简便快捷。

特别说明:本课件内置的一百多个电路是在软件编制工作完成之后,作者在收据整理多套教材及其它电路的基础上,以一般用户的身份录入的。

? 电路的运行仿真过程形象生动

在仿真演示过程中,能以可调整的速度、鲜明的色彩、形象、生动、直观、准确地

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展现电路状态的变化过程。这种直观形象的仿真演示能取得包括作实验在内的其它手段所无法取得的视觉效果。 具有波形序列模式、同步真值表及表达式模式、一次性初值模式和连续时钟模式等四种仿真运行模式。 参数调节方便快捷 在课件的编辑和运行环境中可调节的主要参数有:栅格显示(开/关栅格)、信号线选择(粗/细线)、色彩配置、仿真速度选择、单步仿真或连续仿真、编辑状态下电路的各个组成部分的颜色、光标形状等。这些参数的调整可用菜单,也可用快捷按钮,甚至可在仿真过程中动态调节。 虚拟现实灵活直观 电路的仿真运行结果真实客观。这是由于提供给用户的元件库中的每一个“元件”是按真实元件的逻辑功能经数学模型精确描述的结果。因此,一些逻辑电路,原本需由实际电路才能验证或得到其逻辑功能,现可由本软件对其仿真运行后便可得到结果。 软件可直观、形象地模拟演示某个数字逻辑电路的工作过程,电路中所有元件在工作中的状态及其状态变化过程均以设定的速度直观显现出来。用户还可用发光二极管监视任何元件的电平状态,或用LED数码管显示计数器的计数值。使用这些元件就象在实验室做实验一样简单方便,运行效果也和真实元件相似。 易学易用界面友好 软件的界面风格及操作规范与Windows’98一致。用户环境中定义了功能齐全的菜单系统,为使操作更加简便和高效,还定义了常用功能的快捷按钮。系统为这些快捷按钮、元件按钮、状态栏以及对话框,配置框中的功能按钮等,都提供了相关的详尽说明及提示信息(通常为状态栏信息及TIP 信息两种方式),使操作者一目了然。在一些具体操作过程中,由于系统的合理安排,用户只能按特定的顺序进行操作,确保系统有条不紊地工作。上述安排确保了本系统有较好的人机对话界面交互性。 文件功能 用户可调入或存储电路图文件,不断丰富和扩展电路库。 帮助系统丰富完善 软件的帮助系统由系统帮助主题、操作热线帮助及电路理论帮助三种不同类型的帮助子系统构成。

技术指标

? 软件平台: Windows’20xx/98/95/NT

? 硬件平台: Pentium100/16MB-RAM/50MB-HD以上

? 电路仿真输入: ①特定参数;

②输入端二进制组合;

③用户定制的波形图序列;

④连续周期性的时钟脉冲

? 电路仿真输出: ①以颜色显示的各元件及信号线的电平值;

②真值表;

③逻辑函数表达式;

④波形图;

⑤发光二极管;

⑥数码管

? 可用元件种类: ①2~8输入端的所有各种门电路;

②D触发器;

③JK触发器;

④常用组合逻辑及时序逻辑数字集成电路;

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⑤发光二极管; ⑥数码管 仿真参数: ①仿真速度; ②单步/连续方式; ③线型; ④色彩; ⑤栅格等 编辑参数: ①信号线、元件字符及元件边框色; ②元件填充色; ③元件标号色; ④真值表输入变量/输出变量/背景色; ⑤波形图输入波形/输出波形/背景色; ⑥光标色; ⑦光标类型 电路含元件数量: ≤32768个 真值表输入变量个数:≤6变量;输出端个数:≤10 逻辑函数表达式数量:≤10 波形图输入波形数量:≤10;输出波形数量:≤10

欢迎使用!欢迎指教!欢迎咨询!

成都航空职业技术学院

邮 编:610061

电 话:教务处(028)-85223932 电子工程系(028)-85229541 软件制作:邱寄帆

电 话:(028)-85218799

 

第二篇:《数字电子技术》课程标准

课程代码 020xx10031 课程类型 理实一体课程 课程学分 4.5学分 修读学期 第3/3/3学期

课程类别 专业课程 课程性质 必修课程 课程学时 70学时 适用专业

应用电子技术/电气自动化技术/城市轨道交通控制

合作开发企业 中国北车长春轨道客车股份有限公司 执笔人

裴蓓、李铁维

审核人

王屹

1.课程定位与设计思路 1.1课程定位

本课程是应用电子技术专业、电气自动化技术专业、城市轨道交通控制专业三个专业的专业基础课,是专业必修课程。其功能是通过数字电子技术的理论学习与技能训练的方式、采取讲练结合的方法,培养学生数字集成芯片识别、功能表读解、数字电路的分析设计、制作与调试等能力。本课程与前修课程《模拟电子技术》课程相衔接,共同培养学生对电子电路分析和运算的能力;与后续专业课程相衔接,从而培养学生对电子电路设计、分析、调试与检测的能力。

1.2设计思路

通过对三个专业的工作岗位的分析,确定了课程的设计思路为:围绕工作岗位所需职业技能要求,根据学生的认知规律和职业能力培养规律,选取典型的学习项目,通过理论学习和实践训练,逐步培养学生的职业工作能力和自主学习能力。

本门课程总学时为70学时,达到本课程的能力培养目标可获4.5学分。 2.课程目标

通过本课程的学习,使三个专业的学生能够应用常用的中、小规模数字集成电路进行逻辑电路设计,初步具备阅读和分析典型数字电子电路原理图的能力和数字电子电路

调试与检测能力,同时为学习后续的专业课程打下坚实的基础,提高学生的岗位适应能力和职业素质。

具体如下: 2.1能力目标

(1)能够读、识常用74系列、4000系列等集成芯片并能进行功能测试及好坏判断。 (2)能够根据逻辑电路原理图分析由门电路构成的组合逻辑电路的逻辑功能。 (3)能够设计制作简单的组合逻辑电路和常用编、译码电路并进行调试。 (4)能够根据逻辑电路原理图分析时序逻辑电路的逻辑功能。

(5)能够设计制作简单的时序逻辑电路并使用万用表、示波器等仪器仪表进行调试。

(6)能够利用555定时器设计制作振荡电路,能进行参数计算并能使用万用表、示波器等仪器仪表进行调试。

(7)了解大规模集成电路半导体存储器的存储原理,能够分析ROM、RAM构成电路的功能,能够利用ROM、RAM构成功能电路。

2.2知识目标

(1)熟悉各种门电路的逻辑功能、功能描述方式及相互转换方法。 (2)了解半导体器件开关作用和开关特性。

(3)了解CMOS、TTL电路结构及工作原理、外特性、主要参数、使用方法和注意事项。

(4)掌握逻辑函数的化简方法。

(5)掌握组合逻辑电路的分析和设计方法。

(6)熟练掌握常见组合逻辑电路芯片的逻辑功能和使用方法。 (7)理解触发器的逻辑功能及动作特点。

(8)掌握时序逻辑电路的特点、分析方法及功能描述方法。 (9)熟练掌握寄存器和计数器的逻辑功能及应用。 (10)了解555定时器电路的结构、工作原理及引脚功能。 (11)掌握555定时器应用电路的功能分析及参数计算。 (12)了解ROM、RAM的存储原理、功能表读解及引脚功能。 2.3素质目标

(1)培养学生分析问题,解决问题的能力。

(2)培养学生沟通能力及团队协作精神。 (3)培养学生的成本意识、质量意识和安全意识。 (4)培养学生良好的职业道德。 3.教学内容

根据应用电子技术专业、电气自动化技术专业、城市轨道交通控制专业三个专业对学生数字电子技术产品分析与制作的能力要求,依据实用性、趣味性和可操作性原则,设计了由简单到复杂、由部分到整体、反映工作和认知过程的5个项目任务,在完成项目任务的同时也完成了单元知识的学习,具体内容如下。

表1 项目描述

4.实施建议 4.1师资队伍

专任教师的学历层次为本科以上,具有较好的电子技术方面的专业知识,具有电子产品的设计、制作和调试能力,能够用清晰简洁的专业语言讲授理论知识,具有较高的理论和实践教学能力,具有运用各种教学方法与手段的能力。

兼职教师除具备上述要求外,还要具有强烈的敬业精神,具有电子技术等相关课程的教学经历和电子产品生产企业或电子产品研发企业相关工作经历,具有一定的教学能力,能够指导本课程的实践教学。

4.2教材及相关资源

本课程建议选用的教材为电子工业出版社的王苹任主编的《数字电子技术及应用》一书。本教材以能力培养为重点,以项目为导向,结合企业岗位的实际技术需求进行编写,提供典型的项目使学生能够较快的学习和应用数字电子技术。

备选教材《电子技术》,编者付植桐,高等教育出版社。 4.3教学组织模式

以项目为载体,将课程的知识、技能、素质三者融入教材的内容,强调理论与实践相结合、操作与管理相结合的理论实践一体化,以完整的工作过程为主线,以实践活动为引领,导入技能点与知识点。

表2 教学组织模式描述

4.4教学方法与手段

本课程主要采用项目引领法、讲授法、讲练结合法、小组讨论法、分组实验法、教师指导等多种教学方法,辅助采用多媒体等现代教学方法,充分调动学生学习兴趣,促进学生积极思考与实践,进而促进学生职业能力的提高。

(1)项目引领法:在教学过程中,以完成具体的项目为线索,把教学内容巧妙地

隐含在每个项目之中,让学生自己提出问题,并经过思考和老师的点拨,自己解决问题。

(2)讲授法:通过叙述、描绘、解释、推论来传递信息、传授知识、阐明概念、论证定律和公式,引导学生分析和认识问题。

(3)讲练结合法:学生在教师的指导下巩固知识、运用知识、形成技能技巧的方法。

(4)讨论法:在教师的指导下,学生以全班或小组为单位,围绕教材的中心问题,各抒己见,通过讨论或辩论活动,获得知识或巩固知识的一种教学方法。

(5)分组实验法:在教师的指导下,学生以小组为单位,通过实验操作进行研究和学习方法。

(6)教师指导法:教师指导学生通过阅读教科书或参考书,以获得知识、巩固知识、培养学生自学能力的一种方法。

4.5教学考核与评价

本课程考核采用过程考核与终结性考核相结合的方式,过程性考核与终结性考核的权重比为4:6。过程考核成绩主要包括出勤、作业、实验,终结性考核成绩为理论测试答卷。

过程考核:

终结性考核:

总成绩:

总成绩=过程考核×40%+终结性考核×60%。

数字电子技术课程组

20xx年x月

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