EWB仿真軟件在數(shù)字鐘情境教學(xué)中的應(yīng)用

白廣新

（深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院 廣東 深圳 518055）

隨著情境教學(xué)法在高職課程教學(xué)改革中的不斷深入，數(shù)字鐘項(xiàng)目成為高職《應(yīng)用電子技術(shù)》課程情境教學(xué)中不可缺少的一個教學(xué)情境。實(shí)踐表明，借助EWB仿真軟件，可以顯著提高學(xué)生數(shù)字鐘設(shè)計(jì)方案的完成情況。

EWB仿真軟件的特點(diǎn)

EWB（Electronics WorkBench）是加拿大交互圖像技術(shù)有限公司 （Interactive Image Technologies）推出的一款專門用于電子電路仿真和設(shè)計(jì)的工具軟件。它具有豐富的電子元器件庫，采用標(biāo)準(zhǔn)的電子元器件符號，提供了外形和操作方法與實(shí)際電子儀器非常相似的虛擬儀器，包括萬用表、信號發(fā)生器、示波器等。該軟件界面直觀，操作方便，簡單易學(xué)，學(xué)生在很短時間內(nèi)就能掌握軟件的基本操作。應(yīng)用該仿真軟件，學(xué)生可以對仿真電路設(shè)置各種非正常工作狀態(tài)，如開路、短路等，從而觀察到不同故障情況下電路的工作狀態(tài)；還可以方便地修改電路參數(shù)，觀察電路參數(shù)對電路輸出結(jié)果的影響。該軟件也為學(xué)生提供了一個設(shè)計(jì)平臺，學(xué)生可直觀地看到設(shè)計(jì)方案是否達(dá)到預(yù)期目的。

EWB仿真軟件在數(shù)字鐘項(xiàng)目情境教學(xué)中的實(shí)施過程

按照數(shù)字鐘項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求，學(xué)生至少應(yīng)完成秒信號、秒計(jì)時、分鐘計(jì)時和小時計(jì)時的基本設(shè)計(jì)任務(wù)。先仿真設(shè)計(jì)出60進(jìn)制的計(jì)數(shù)及顯示電路，供秒和分鐘計(jì)時使用，再設(shè)計(jì)24進(jìn)制計(jì)數(shù)器，供小時計(jì)時使用，然后再完成秒向分鐘進(jìn)位、分鐘向小時進(jìn)位。計(jì)數(shù)器采用74160同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。

60進(jìn)制計(jì)數(shù)和顯示電路的仿真設(shè)計(jì) 60進(jìn)制計(jì)數(shù)與顯示仿真設(shè)計(jì)電路如圖1所示，可以作為秒和分鐘的計(jì)時使用。設(shè)計(jì)方案中，個位和十位采用相同的計(jì)數(shù)脈沖，個位向十位的進(jìn)位依靠個位計(jì)數(shù)到“1001”狀態(tài)時，通過與門給十位的第7腳“ENP”計(jì)數(shù)控制端一個高電平。60進(jìn)制的實(shí)現(xiàn)依靠十位的計(jì)數(shù)器計(jì)到“0110”狀態(tài)時，通過與非門給十位計(jì)數(shù)器清零。

24進(jìn)制計(jì)數(shù)和顯示電路的仿真設(shè)計(jì) 24進(jìn)制的計(jì)數(shù)和顯示仿真設(shè)計(jì)電路如圖2所示。個位向十位的進(jìn)位與60進(jìn)制計(jì)數(shù)器的方法相同。24進(jìn)制的實(shí)現(xiàn)依靠個位計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到“0100”狀態(tài)和十位計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到“0010”狀態(tài)時，通過與非門獲得低電平信號同時給個位和十位計(jì)數(shù)器清零。

圖1 60進(jìn)制計(jì)數(shù)與顯示電路圖

圖2 24進(jìn)制計(jì)數(shù)與顯示電路圖

秒、分鐘和小時之間的進(jìn)位設(shè)計(jì) 這是學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中感覺最難的地方。現(xiàn)以秒向分鐘進(jìn)位為例說明，如圖3中粗實(shí)線所示。當(dāng)秒十位計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到“0110”狀態(tài)時，通過與門為分鐘計(jì)數(shù)器提供計(jì)數(shù)脈沖。分鐘向小時的進(jìn)位依此類推。

圖3 秒向分鐘進(jìn)位電路圖

秒信號的仿真設(shè)計(jì) 在借助EWB仿真軟件進(jìn)行數(shù)字鐘設(shè)計(jì)時，可以先借助軟件本身提供的信號發(fā)生器作為秒信號，這樣可以方便地改變信號的頻率，以便于秒、分鐘和小時模塊進(jìn)行聯(lián)調(diào)時，提高工作效率。實(shí)際工作所需的秒信號可利用晶振來完成。

EWB仿真軟件在數(shù)字鐘項(xiàng)目情境教學(xué)中的實(shí)施效果

在沒有使用EWB仿真軟件時，高職學(xué)生很難完成數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)方案，幾乎都是靠教師提供電路圖。使用EWB仿真軟件后，學(xué)生能很快掌握計(jì)數(shù)器、譯碼器以及顯示器件的使用，從單片計(jì)數(shù)器的使用到構(gòu)造N進(jìn)制計(jì)數(shù)器在一個課時內(nèi)都能完成。圖4所示為學(xué)生在面包板上完成的數(shù)字鐘電路。布置數(shù)字鐘設(shè)計(jì)任務(wù)，學(xué)生都能積極嘗試，基本上全班都能完成設(shè)計(jì)方案。同時，通過仿真設(shè)計(jì)，學(xué)生對電路的接線也已非常熟悉，對電路的制作和調(diào)試幫助很大。數(shù)字鐘項(xiàng)目調(diào)試的成功率大大提高。

圖4 學(xué)生作品示意圖

實(shí)踐證明，在數(shù)字鐘情境教學(xué)中應(yīng)用EWB電子仿真軟件，有助于學(xué)生更好地理解理論知識，使理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合。學(xué)生能感受到實(shí)際動手操作的樂趣，直觀地看到設(shè)計(jì)方案的效果，從而可大大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率。

[1]張華.EWB仿真軟件在電子技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].考試周刊，2008（40）.

[2]楊躍海.淺談EWB在電子技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].成才之路，2008（30）.

[3]林濤.電子工作臺EWB在電子測量技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2009（12）.