基于虛擬儀器的數字電路實驗系統設計

張商州，劉愛軍，劉菘

（商洛學院 電子信息與電氣工程學院，陜西商洛 726000）

數字電路作為電類專業的專業基礎課程，對學生的理論學習和實驗操作都有較高的要求，也是很多專業課程的先行課程。通常數字電路的授課過程是先理論再實驗，部分學生較難將理論與實驗相結合，再加上實驗課程大多為驗證性實驗，所以實驗效果往往不是很好[1-3]。如果在上課過程中能夠結合虛擬仿真技術，講授過程中及時對各種邏輯關系、組合邏輯電路、時序邏輯電路等進行演示，使得課堂教學更加直觀、簡單，為傳統教學方式開辟新的路徑[4-5]。鑒于此，本文基于LabVIEW仿真軟件設計了數字電路實驗系統，擺脫了傳統實驗儀器的束縛，通過軟件前面板更為直觀地展示各類數字電路輸入與輸出之間的邏輯關系，使學生更好地理解各個門電路和集成芯片的功能。目前，該實驗系統已應用在《數字電路與邏輯設計》教學過程中，大大地提高了學生的學習興趣，幫助學生更好地理解和記憶數字電路的邏輯功能，在學生中反響較好。

1 實驗系統總體設計

實驗系統主要由組合邏輯電路、時序邏輯電路和綜合設計電路實驗組成，其主界面如圖1所示。

圖1 數字電路實驗系統設計界面

其中組合邏輯電路實驗中包括基本邏輯門電路（與門、或門、非門、與非門、或非門、同或門和異或門）、全加法器、譯碼器、編碼器等，時序邏輯電路主要包括觸發器、寄存器和計數器，這兩部分主要借助LabVIEW中布爾模塊對電路的原理、組成、功能進行直觀演示；……