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EWB仿真软件在数字电路教学中的应用

更新时间 2011-9-17 17:53:38 点击数:

    王婷1,2岳东辉2肖娜2(1.徐州矿业大学信电学院江苏徐州221000;
    2.徐州空军学院基础部江苏徐州221000)摘要:本文探讨了在数字电路中如何运用软件EWB改善教学手段,解决实际应用问题,获得更好的教学效果。
     关键词:EWB数字电路
    数字电路是本科学员专业教育阶段学科专业基础模块中的一门必修课,是专业基础核心课程,强调数电的基本理论,基本知识和基本技能。学习数字电路重在应用,他们应具有将数电技术应用于本专业和发展本专业的一定能力。为此数字电路在教学过程中综合运用先修课程中的相关知识,结合实践教学环节,注重培养学生理论联系实际的良好作风,提高解决实际问题的能力,为学员学习后续课程以及从事与本专业有关的工程技术等工作打下坚实的基础。
    目前,数电类的科技应用软件已经较为丰富,如:EWB、protel、MAXplus2等等。EWB具有电路的设计,调试、仿真等功能,并且下拉式菜单简洁明晰,使操作界面更加简易快捷。本文主要讨论此软件在数字电路教学中的应用。
    1、EWB软件简介
    EWB全称Electronics Workbench,是加拿大ElectronicsWorkbench(以前称为Interactive Image Technology公司,简称IIT公司)推出的基于Windows的虚拟电子工作台电路仿真软件,属于该公司电子设计自动化软件套装的一部分,可以进行原理图输入、模拟和数字混合仿真,以及Spice方式分析。
    EWB不仅有丰富的元器件库,各种分析功能,更有电路测试的基础仪器仪表,所以被称为虚拟电子实验室。
    2、案例讨论
    根据传统的教学手段,如果让我们实现具有某种逻辑功能的电路,并且画出电路图,根据设计的基本步骤,下面我们就通过实例来验证。
    例:设计一个4人提案表决电路,要求4人中有3人或4人同意提案即通过,否则提案被否决,试画出逻辑图(最好使用与非门实现)。
    利用传统解法:
    (1)由题意列出逻辑状态表(略)。
    (2)由逻辑状态表写出逻辑式。
    Y =ABCD +ABCD +ABCD +ABC D +ABCD(3)对逻辑式进行化简。
    Y ABCD ABCD ABCD ABC D ABCD
    ABD ABC ACD BCD=++++=+++(4)由逻辑式画出逻辑图。
    若要实现与非门电路,还需要对逻辑表达式进行变换化简成与非表达式,最终用与非门进行实现,逻辑电路图会更加的复杂。
    而使用EWB软件中的逻辑转换仪就可以轻松实现与非门逻辑电路图,逻辑转换仪具有以下功能:将逻辑电路图转换成逻辑状态表;将逻辑状态表转换成表达式;将逻辑状态表转换成最简表达式;
    将表达式转换成逻辑状态表;将表达式转换成逻辑电路图;将表达式转换成与非电路图。所以逻辑转换仪可以轻松实现任意两种表示方式进行转换,只要把四人表决器的逻辑状态表列出来,表达式和逻辑电路图都可以通过软件自备功能完成。
    利用EWB软件进行实现:
    图1真值表与最简表达式(1)打开逻辑转换仪面板,在真值表区点击A,B,C和D四个逻辑变量,建立一个四变量真值表。根据逻辑控制要求在真值表区输出变量列中填入相应逻辑值,如图1所示。
    (2)点击逻辑转换仪面板上“真值表→简化逻辑表达式”按钮,求得简化逻辑表达式,如图1中逻辑转换仪面板底部逻辑表达式栏所示。
    (3)点击逻辑转换仪面板上“逻辑表达式→与非逻辑电路”按钮,得到逻辑电路如图2所示。若要测试其逻辑功能,可配接高低电平控制电路及指示电路,以便验证逻辑功能,如图3所示。
    图2.4人表决电路图3.4人表决电路逻辑功能验证通过以上实例的验证,可以很明显的体现出EWB软件的优势,但是EWB软件的功能远远不止如此,它已然称为数字电路教学的好帮手,学员们通过软件的学习,不仅可以进一步提高对本课程的学习兴趣,更重要的是锻炼了学员的发散性思维,让学员通过自己的思考,独立完成电路的设计。

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