Mulitisim10仿真方式在數字電子技術實踐教學中的應用

摘要：本文結合了近幾年的數字電子技術的教學經驗，以Multisim10仿真軟件為平臺，著重介紹數字電子電路在Multisim10仿真軟件上的應用，為學生數字電子技術的實踐指明了新途徑，培養學生的分析設計能力和基本操作技能，從而激發學生學習專業課程的激情。

關鍵字：Mulitsim10；24S籃球倒計時器；BCD碼

中圖分類號：G420 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）06（b）-0000-00

0.引言

數字電子技術課程是電子、通信、計算機、數控等相關專業的重要技術基礎課，強調集成電路設計方法和分析方法的研究，并且該課程具有非常強的實踐性。在教學和實踐中引入基于Multisim10的虛擬仿真軟件，理解數字電子技術理論，設計數字電路都具有著非常重要的作用。Multisim10軟件的應用可以有效地輔助數字電子技術理論教學、補充實驗設備不足、提高課程設計質量、節約教學成本。

將Mulitisim10軟件與數字電路實驗結合起來，鼓勵學生利用仿真軟件建立一個虛擬實驗室進行虛擬實驗，幫助學生更好的完成實驗。現在以Multisim10仿真軟件為平臺，通過實施具體的實踐項目，提高學生的學習興趣，并調動學生們的積極性。本文以籃球24S倒計時器實驗項目為例，介紹了Multisim10仿真軟件在數字電子技術實驗中的應用。

1.實驗項目各模塊的設計

籃球24S倒計時器電路主要包括兩大部分，一部分是秒信號發生器，另一部分是BCD碼24進制減法計數器。為了達到更好的視覺效果，電路中加入顯示電路。下面對電路中主要模塊的仿真分別進行描述。

2.秒信號發生器

秒信號發生器采用555定時器構成的多諧振蕩器，該電路是一種比較典型的秒脈沖發生電路，它具有電路簡單，性能可靠，信號精準的特點。其電路圖及輸出脈沖波形如圖1所示。該電路是利用電容的充放電來實現脈沖波形的產生，可以通過調節充放電回路中的電位器Rw，來調整脈沖波形的周期，使輸出波形的周期為1S。利用虛擬儀器安捷倫示波器可以觀察波形的周期，頻率，以及占空比等信息，有助于調節秒信號。Multisim10仿真軟件中，提供的安捷倫示波器十分逼真，如同操作真實示波器一樣，可以很輕而易舉的在計算機上進行操作。在仿真操作過程中，不僅大大增強學生對儀器的熟悉程度，還節約了教學成本，避免了外界條件對實驗操作的制約。

3.BCD碼24進制減法計數器

8421BCD碼24進制遞減計數器是由74LS192構成的。 24進制遞減計數器的預置數為N=（0010 0100）8421BCD=（24）D。它的技術原理是，每當低位計數器的端產生負跳變借位脈沖時，高位計數器減1計數。當高、低位計數器處于全0，同時在CPD=0時，置數端，計數器完成并行置數。

該電路的工作過程是按下J1啟動/停止按鍵，將計數器置數成24，倒計數開始。當計數器減到0時，高位計數器產生借位信號時，將屏蔽計數器的脈沖，從而計數器停止計數。圖2為計數器電路及計數器輸出波形。該仿真電路由虛擬儀器中的字發生器提供計數脈沖，并通過邏輯分析儀來觀察輸出觀測輸出波形。

4.參考電路

秒信號發生電路替代字發生器，計數器的輸出通過數碼管顯示計數值，就可以構成簡單的籃球24S倒計時器。

5.結論

利用Mulitisim10仿真軟件不僅提供了數千種電路元器件，還提供了許多虛擬儀器。對于數字電路實驗，仿真方式開辟了新的設計渠道。該仿真方式對于驗證電路的原理，開發和設計電路極為方便，同時具有極大的靈活性。學生可以輕松的更換器件，調用儀器，觀察波形，不受時間、地點、器件和設備的限制，隨時隨地地進行仿真實驗。加強了學生計算機應用能力、實際操作能力的培養，有提高了學生的綜合設計能力，培養了學生的創造性思維。

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