談數(shù)字電子技術(shù)課程實驗教學(xué)案例

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摘要：以譯碼器設(shè)計為例，闡述采用個性創(chuàng)新設(shè)計實驗形式，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。實踐表明，創(chuàng)新實驗取得良好效果，實驗過程增強了創(chuàng)新意識，達到通過實驗進行創(chuàng)新的教學(xué)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：教學(xué)改革；實驗創(chuàng)新；譯碼器

引言

數(shù)字電子技術(shù)作為專業(yè)基礎(chǔ)課程，在電氣信息類學(xué)科扮演著重要角色，針對如何提高工科背景下大學(xué)生創(chuàng)新能力的問題，數(shù)字電子技術(shù)課程實驗進行改革創(chuàng)新，用課程實驗創(chuàng)新教導(dǎo)大學(xué)生科技為國之基、創(chuàng)新為進步之魂的道理。使得學(xué)生在我國科技能力全面提升之重要時刻，明確創(chuàng)新的重要性、明確大學(xué)生的時代擔(dān)當(dāng)，在課程實驗中敢于創(chuàng)新、勇于創(chuàng)新、全面提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。

1譯碼器特點

譯碼器作為一種常用的數(shù)字邏輯功能器件（圖1），本質(zhì)特點是：當(dāng)三個使能端E3，E2，E1接到各自有效電平上的時候，A2，A1，A0輸入000時，對應(yīng)Y0為低電平，其他端口為高電平；A2，A1，A0輸入001時，對應(yīng)Y1為低電平，其他端口為高電平；A2，A1，A0輸入010時，對應(yīng)Y2為低電平，其他端口為高電平；A2，A1，A0輸入011時，對應(yīng)Y3為低電平，其他端口為高電平；A2，A1，A0輸入100時，對應(yīng)Y4為低電平，其他端口為高電平；A2，A1，A0輸入101時，對應(yīng)Y5為低電平，其他端口為高電平；A2，A1，A0輸入110時，對應(yīng)Y6為低電平，其他端口為高電平；A2，A1，A0輸入111時，對應(yīng)Y7為低電平，其他端口為高電平。如果在譯碼器的輸出端Y7，Y6，Y5，Y4，Y3，Y2，Y1，Y0連接8個發(fā)光二極管，當(dāng)A2，A1，A0輸入依次從000、001、010……跳變到111，發(fā)光二極管依次滅掉，形成“流水燈”的狀態(tài)，這就是譯碼器的本質(zhì)：“流水燈”。

2譯碼器基礎(chǔ)應(yīng)用

基于譯碼器的典型應(yīng)用，可設(shè)計全加器、全減器、三人表決器、三位奇校驗器。觀察圖2～圖5，全加器是兩個輸出端，使用一片譯碼器74138和兩片與非門來實現(xiàn)；全減器也是兩個輸出端，使用一片譯碼器74138和兩片與非門來實現(xiàn)；三人表決器是一個輸出端，使用一片譯碼器74138和一片與非門來實現(xiàn)；三位奇校驗器是一個輸出端，使用一片譯碼器74138和一片與非門來實現(xiàn)。因此可以引入兩片譯碼器74138對電路進行創(chuàng)新設(shè)計，使用互補的輸入控制來控制兩片譯碼器輪流工作，輸出端口任意搭配，甚至加入其他門電路進行設(shè)計創(chuàng)新，實現(xiàn)多種邏輯功能。

3創(chuàng)新實驗實踐

基于對譯碼器本質(zhì)的討論和對常用組合邏輯功能器件的分析，進行創(chuàng)新實驗設(shè)計，圖6所示是使用兩片譯碼器實現(xiàn)的電路，其中一片實現(xiàn)的是“流水燈”、另外一片實現(xiàn)的三位奇校驗器。在創(chuàng)新設(shè)計過程中，可以設(shè)計通過一個使能端進行兩片譯碼器輸入端互補的控制令兩片譯碼器輪流工作，也可以對譯碼器進行擴展，把74138連成4線～16譯碼器進行實驗。在多種基礎(chǔ)設(shè)計的搭配下，完成各種自創(chuàng)設(shè)計。

4結(jié)語

在創(chuàng)新設(shè)計實驗過程中，學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)新思維，打破原有驗證實驗的特點，各自進行電路創(chuàng)新，所得電路可以用“百花齊放”來形容，真正做到了數(shù)字電子技術(shù)實驗既動手又動腦，學(xué)生們在興趣中學(xué)習(xí)，在興趣中創(chuàng)新，創(chuàng)新實驗在電氣與信息工程學(xué)院2018級自動化1班中取得良好效果，從而達到預(yù)期的目標(biāo)。

參考文獻

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[6]鄔春明.數(shù)字電路與邏輯設(shè)計（第2版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2019.

作者：孫霞 單位：安徽理工大學(xué)