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摘要：数字电路实验课程是数字电路理论课程的配套课程，用于加强学生对数字电路的理解和应用能力。在传统的教学中，学生纯粹通过实验箱连接线来熟悉各电路功能，学生学习数字电路的方法单一。随着EDA技术的进步，学生通过EDA软件能实现电路的设计与仿真，并且能了解业界的设计方法。因此本文将Multisim与实验箱相结合，进行数字电路实验教学探索。
关键词：数字电路实验；Multisim；实验箱
本文引用格式：胡云峰，等.Multisim与实验箱相结合的数字电路实验教学探讨[J].教育现代化,2019,6(45):213-215.
数字电路实验是电子信息类各专业开设的实验课，学习基本数字电路理论更重要的途径是通过实验技术与技能的培训来加强对数字电路理论的理解和应用，它和理论学习相辅相成，是理论联系实践的学习环节，通过本课程学习，进一步熟悉电子仪器的使用，数字电路的结构和调整技术，数字电路的各个指标的测量、EDA软件仿真与应用及基本的数字电路设计方法。在传统数字电路实验教学中，学生通过连接实验箱上的电路模块组成电路，连通电源后，通过拨动开关实现逻辑验证。实验箱的优点在于对元器件有更深刻的印象。随着EDA技术的进步，一批电路设计与仿真软件相继推出，并在产业界应用广泛，Multisim就是其中的代表[1-3]。为了让学生在学校和产业界之间有一个衔接，发挥Multisim的优势，本文在实验教学中采取Multisim与实验箱结合的教学方法。
一实验箱与Multisim特点
数字电路实验箱由电路板和外壳组成。外壳用于保护电路板，电路板一般由双面PCB组成，板上集成电源、信号源、电平指示灯、逻辑开关、以及芯片插座等部件，其中芯片插座用于放置实验所需芯片。在实验过程中，学生通过导线连接所需部件，组成实验电路，并通过拨动实验开关实现实验过程。通过实验箱操作实验，能对元器件有更加深刻的印象。
Multisim是NI公司推出的EDA软件，该软件以spice仿真为基础，基于windows操作系统，用于板级的数字和模拟电路设计与仿真[4-6]。软件包含了两种设计输入方式：电路原理图输入，电路硬件描述语言输入。Multisim能完成电子设计的完整设计流程。通过Multisim操作实验，能对电路原理有更加深刻的印象，并且能了解产业界的设计方法和流程。
二教学方案
数字电路理论课教学内容由门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路等组成。针对这些教学内容，开设的实验项目如表1所示。在表1中，每一个实验都安排了1个学时的软件仿真实验和2个学时的实验箱实验学时。各实验的内容要求如表1所示。
三教学案例
在实验教学中，先以Multisim进行软件设计与仿真，然后进行实验箱实验。本文以74LS138译码器实现逻辑函数为例，展示Multisim与实验箱相结合的实验教学过程。该实验的实验任务为使用74LS138实现逻辑函FXYZXYZXYZXYZ。74LS138芯片的真值表如表2所示。由表2中可见，通过改变ABC的值，可以让不同输出端输出低电平。逻辑函数F的真值表如表3所示。为了让74LS138实现F函数，需要将F函数进行式子变换，变换后的F函数如式1所示。变化后的函数由与非门组成。在实验中，相应的输出连接到与非门芯片74LS20，由Multisim设计的电路如图1所示。其中XYZ分别对应74LS138的CBA输入端口，XYZ的电平通过开关选择，并通过指示灯显示。电路的输出结果也通过指示灯显示。图2为XYZ=001时的电路仿真图，由图中指示灯可知，此时输出结果为低电平，结果与表3相符。FXYZXYZXYZXYZXYZXYZXYZXYZ（1）
四结论
Multisim与实验箱相结合的数字电路实验教学，能让学生加深对数字电路原理的理解，熟悉电路设计方法和流程，能实现学校与产业界的接轨。
参考文献
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[4]聂幸,吴小安.数字电路实验课程中引入Multisim仿真软件的探索研究[J].课程教育研究,2015(31):238.
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