數字電子技術等級呼叫電路實驗的探索與研究

蘇州信息職業技術學院 萬海琳

為了培養創新人才，對數字電子技術實驗進行探索與研究，等級呼叫電路是數字電子技術中組合邏輯電路的重要實驗。學生根據所學編碼器，譯碼器的相關知識，依據電路設計要求，進行分析與探索，設計出符合要求的呼叫電路。該實驗有助于培養學生分析問題，解決問題的能力，激發學生的綜合實踐創新能力。

數字電子技術課程，是應用電子技術專業的專業基礎課程；它來源于電子產品方案設計、電子電路焊接與裝配、元器件識別與檢測、電子電路調試等典型工作任務；它以《模擬電子技術與實踐》等課程的學習為基礎，又為后續《高頻電子線路》，《單片機應用技術》等課程的學習奠定基礎。等級呼叫電路實驗是組合邏輯電路中運用集成器件設計的實驗，是將編碼器和譯碼器知識進行運用，來解決實際問題。并激發學生思考，提高學生分析問題、解決問題的能力。大學生通過數字電子技術課程實驗的學習，能夠將所學的理論知識靈活運用，并且加深所學知識的理解，同時還可以提高動手能力。

1 實驗要求及分析

圖1 等級呼叫電路仿真圖（1）

圖2 等級呼叫電路仿真圖（2）

布置電路設計要求：機關有8個上司，每個上司房間裝一個按鈕，在秘書房間裝一個顯示器，用來顯示上司的編號。上司的位權是不同的，秘書小麗依照上司的位權，優先對位權高的上司進行服務。假設上司位權最高是編號為7的上司，次之為6號，最低的上司為0號。根據實驗要求，與學生一起分析出，該實驗需要運用到兩個模塊，一個模塊是顯示譯碼部分，一個模塊是編碼部分。并且確定編碼器為優先編碼器。

實驗分析：優先編碼器對8位上司輸入的信號進行篩選，將位權最高的上司呼叫信息送入優先編碼器進行編碼，編碼輸出信息再送入顯示譯碼器進行譯碼，顯示譯碼器通過數碼管，將二進制信息翻譯成與上司編號對應的十進制數字，讓秘書小麗可以清楚地辨別。

2 實驗實施

為了讓學生在課程中進一步地接近數字電子技術實驗的精髓，直至融會貫通，做到自主學習，學會分析問題和解決問題，實驗實施主要分為以下2步。

2.1 等級呼叫電路的搭建

根據實驗分析，大多數學生能夠選取合適的芯片，并對其進行搭建,搭建完如圖1所示。

電路順利搭建好之后，有一小部分學生發現問題并提出問題。

問題：根據電路設計要求，編號為7的上司權利最高，所以將7號上司的呼叫信息與優先編碼器等級最高的7端口相接。但是當7號上司呼叫時，數碼管上顯示數字0；6號呼叫時顯示數字1。顯示的數字與編號不對應。

學生根據問題，研究如何使得數碼管上顯示的數字與上司的編號對應。在這一環節中，學生能夠在進一步理解電路的同時，學會如何使得電路設計滿足實際要求，激發學生的研究興趣。改善后如圖2所示。

2.2 等級呼叫電路的優化

在完成以上兩步驟之后，電路已經可以實現設計要求，呼叫的信息，只有位權高的上司信息進入編碼器編碼，然后由顯示譯碼器譯碼出該上司的編號。

但是我們會發現，沒有上司呼叫時，數碼管理論上應該是不亮的，但是數碼管卻顯示數字0，如圖3所示。這會使得秘書小麗搞不清楚到底是0號上司呼叫，還是沒有人呼叫，所以我們需要對電路進行優化。在沒有人呼叫時，數碼管上的0需要滅掉。

圖3 等級呼叫電路仿真演示圖

圖4 等級呼叫電路完善圖

在這一環節中，同學們需要熟悉顯示譯碼器與編碼器的功能表，了解其各個端口的功能及其輸出輸入狀態。需要自己去查閱資料，自主探究，最后通過思考實現目標電路，提升學生解決問題的能力。最終完善電路如圖4所示。

總結：數字電子技術是一門理論性和實踐性都很強的專業課程，也是一門綜合性的技術基礎學科，許多理論和方法只有通過實際驗證才能加深理解并真正掌握。等級呼叫電路作為組合邏輯電路實驗的擴展，通過創新解決問題，獲取知識，能夠充分調動學生的積極性、挖掘潛力，增強信心，提升學生分析問題，解決問題的能力，為將來從事技術工作和科學研究奠定扎實的基礎。