电子技术数字电子技术课堂教学中引入EDA技术

摘要：本文从作者的实践教学出发，把EDA技术引入到数字电子技术课堂教学中。通过实例分析，阐述EDA技术在课堂教学中起到的显著作用。
关键词：数字电子技术EDA教学改革
1007-9416（2012）09-0066-02

1、数字电子技术课堂教学中的几个问题

1.1 理论性讲解过多

教师片面追求课程的理论性和系统性，过分强调了基本原理、基本定律，导致学生对课程失去兴趣。课堂上往往是填鸭式教学，黑板、粉笔和讲解就是课堂的全部内容。

1.2 理论和实际不能很好的联系

由于上课与实验不能同时进行，学生往往是上完理论课然后才能去专门的实验室做实验，而这个过程导致学生对上课所学忘记大半，面对实验器材不知所措，也就不能很好的验证理论所学，达不到理论与实践相结合的目的，学习效果得不到提高。

2、数字电子技术课堂引入 EDA技术的研究举例

本课程的授课方式是使用EDA设计软件，把一些语言和文字难以表达或难以理解的现象、复杂的变化过程，通过EDA的仿真以图形、表格显示出来。学生在此过程中可以即时观察输出效果，以加深对课程本质的理解，全面掌握所学内容。

2.1 multisim软件在教学中的应用

课堂讲授过程中，随时利用multisim进行仿真，如同操作真实设备一样，课堂的讲授将不会枯燥难懂，学生学习兴趣很高，对所学的内容理解更深刻，大大提高了教师的授课效率。
以3线-8线译码器74LS138为例，当输入ABC的电平发生变化时，输出中有一路输出低电平，其他各路输出高电平，教师对学生讲解原理后，学生并不能立刻理解输出低电平有效，高电平无效的译码现象，解释过多，还会造成逻辑混乱，若能立刻仿真让学生看到结果，问题将会迎刃而解。用multisim进行仿真效果图如图1所示。这样学生就能更好的理解74LS138译码器。加深了学生对课程的理解。

2.2 Quartus II软件在教学中的应用

课堂教学中讲解集成电路74160设计一个任意进制计数器时，一般有两种方法，“异步清零法”和“同步置数法”。以设计四进制计数器为例，采用“异步清零法”设计电路时，设计的电路输出状态为0000，0001，0010，0011，0100。其中，前四个状态中每个状态占用一个时钟周期，第五个状态中0100的持续时间非常短，为“短暂的过渡状态”，而后计数器的输出状态为0000。面对这种现象，单纯从理论的角度出发讲解，学生接受起来很困难。利用Quartus II软件的仿真功能，可以清楚地观测出清零过程，给学生一个感性的认识。同时也可以将“同步置数法”与之相比较，进一步让学生体会“同步”和“异步”的区别。
利用Quartus II软件对两种方法进行时序仿真，得输出波形如图2、图3所示。由图2可见过渡状态0100确实存在，只有几个纳秒。因为其存在时间极短，不计入计数器的计数周期，故为四进制计数器。同理，由图3可见，用“同步置数法”构成四进

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制计数器就只有四种状态。
利用Quartus II软件对两种方法进行比较，我们可以很清楚地观测出两种方法的差异。这样就将教师难讲、学生难懂的内容形象的表达了出来，获得了良好的教学效果。

3、为实践教学环节打下良好基础

由于教学课时固定，往往是理论课上完后不能及时的去实验室做实验，学生的实际动手机会有限，EDA软件提供了功能强大的元件库，一般验证性实验的器件都能在元件库中找到，这样学生就可以在课下利用EDA软件在计算机上 “搭建实验电路”，然后进行仿真看现象，若仿真结果不正确，学生可以在电脑上修改电路，不会造成硬件资源的浪费。等实验室开放时，学生就可以非常放心地进行实际电路的搭接、使用。通过这个“开放的”数字电子技术实验室，可以激发学生的电子设计创作灵感，提高学生的创新能力。
4、结语
将EDA技术引入到数字电子技术课程教学中，教师可以对学生难以理解的电路现象进行直观的讲解，加深学生对理论知识的理解。同时，可以使学生有更多的机会动手设计电路，验证自己的想法，激发了学生的热情，为设计复杂的数字系统打下基础。
参考文献
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