數(shù)字電子電路綜合性電子作品設(shè)計的實踐教學探討

毛玉青

【摘 要】將數(shù)字電子電路教學中，基于555定時器、74LS74觸發(fā)器和74LS138譯碼器實現(xiàn)的環(huán)形彩燈作品的綜合設(shè)計用于實踐教學。該電子作品所需的知識與技能涵蓋了數(shù)字電路的組合邏輯、時序邏輯以及仿真軟件的應用，具有很強的綜合性、實踐性。實踐表明，綜合性設(shè)計實踐教學，既能激發(fā)學生的學習興趣，又能在實踐教學的引導啟發(fā)過程中培養(yǎng)學生獨立思考、團隊合作、創(chuàng)新思維以及分析問題、解決問題的綜合能力與素質(zhì)。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字電子電路;綜合設(shè)計實踐;彩燈;綜合能力與素質(zhì)

中圖分類號： TP391.0文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）23-0164-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.23.078

【Abstract】In the teaching of digital electronic circuit，the comprehensive design of the ring color lamp works based on 555 timer，74LS74 flip-flop and 74LS138 decoder is applied to practical teaching.The knowledge and skills required by this electronic work cover the combinational logic，sequential logic of digital circuits and the application of simulation software.It has strong comprehensiveness and practicality.Practice shows that comprehensive design practice teaching can not only stimulate students'interest in learning，but also cultivate students' comprehensive ability and quality of independent thinking，teamwork，innovative thinking，problem analysis and problem solving in the process of guiding and inspiring practice teaching.

【Key words】Digital electronic circuit;Integrated design practice;Color lamp;Comprehensive ability and quality

0 引言

數(shù)字電子電路分析與調(diào)試作為高職電類相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，要求學生具備一定的理論知識和較強的實踐技能，其實踐教學主要由功能模塊電路、簡單綜合電子作品兩大類組成，將實踐教學貫穿在整個教學過程中，通過實踐中侵入關(guān)聯(lián)理論知識的方式開展教學，更適合高職生的理論基礎(chǔ)和學習習慣，在實踐中激發(fā)學生對理論知識的渴求，加深學生對理論知識的理解，提高學生分析、設(shè)計綜合能力，激發(fā)學生學習主動性和學習熱情，提高學生學習知識、應用知識的素質(zhì)。

本文以環(huán)形彩燈這個綜合性電子作品的設(shè)過程，探討如何將綜合電子作品設(shè)計技術(shù)應用于數(shù)字電子電路實踐教學中，引導學生進行綜合性與創(chuàng)新型小作品的自主設(shè)計與實現(xiàn)，對培養(yǎng)學生的實踐應用能力、創(chuàng)新思維以及解決綜合實際問題的能力具有至關(guān)重要的作用。

1 彩燈作品的背景分析與意義

在當今社會中彩燈已經(jīng)無處不在，建筑屋頂、公園草叢、公園樹木、音樂噴泉、節(jié)日裝扮等眾多場合幾乎隨處可以看到各式各樣的彩燈，具備不同效果彩燈的創(chuàng)新“點子”，并能設(shè)計調(diào)試完成創(chuàng)新作品，不僅能提高學生的學習成就感，而且也能幫助學生認識到專業(yè)的實用價值與市場價值。

2 設(shè)計思路

首先基于555定時器設(shè)計1000HZ的觸發(fā)脈沖，74LS74觸發(fā)器將觸發(fā)脈沖分頻成三個頻率依次遞減2倍的信號加到74LS74譯碼器的三個輸入端，譯碼器將輸入信號翻譯成8個快慢有序的信號輸出控制8盞環(huán)形彩燈有序點亮，從而完成了彩燈有規(guī)律的閃爍裝飾功能。彩燈設(shè)計思路如下圖1所示。

3 彩燈電路的設(shè)計

將74LS74觸發(fā)器的輸入端與反向輸出端相連，正向輸出端輸出信號的頻率就是觸發(fā)脈沖頻率的二分之一，將兩個二分之一分頻電路串聯(lián)，就能得到四分之一分頻信號，將三個二分之一分頻電路串聯(lián)，就能得到八分之一分頻信號。

二分之一、四分之一、八分之一分頻電路的三個輸出端組成一組3位二進制輸出代碼，對應于0～7的十進制，這8組二進制代買正好對應于74LS138譯碼器3個輸入端的8組二進制代碼，因此，只要將三個分頻電路的三個輸出端分別接到138譯碼器的三個輸入端，譯碼器的輸出端接8盞環(huán)形彩燈，根據(jù)譯碼器的工作原理，8路環(huán)形彩燈按照規(guī)律循環(huán)點亮?；谟|發(fā)頻率計算公式（見式（1））計算出1000HZ的觸發(fā)頻率。

將1000HZ脈沖經(jīng)過4個二分一分頻電路分頻成適合彩燈閃爍速度的頻率，原本1000Hz的信號經(jīng)過74ls74第一次分頻變成500Hz，第二次變成250Hz，第三次變成125Hz，最后一次分頻輸出62.5Hz與示波器顯示的頻率接近，脈沖接入彩燈電路的脈沖觸發(fā)端調(diào)試彩燈電路功能，完整的彩燈電路如圖2所示。

4 結(jié)論

通過這樣一個完整作品設(shè)計的實踐教學過程，學生在實踐過程中發(fā)現(xiàn)問題，隨時回去查閱理論依據(jù)分析原因予以解決，不僅極大提高了動手能力，在實踐操作過程中也很好地促進了理論知識的鞏固與學習。