談數字電子技術課程實驗教學案例

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摘要：以譯碼器設計為例，闡述采用個性創新設計實驗形式，培養創新思維。實踐表明，創新實驗取得良好效果，實驗過程增強了創新意識，達到通過實驗進行創新的教學目標。

關鍵詞：教學改革；實驗創新；譯碼器

引言

數字電子技術作為專業基礎課程，在電氣信息類學科扮演著重要角色，針對如何提高工科背景下大學生創新能力的問題，數字電子技術課程實驗進行改革創新，用課程實驗創新教導大學生科技為國之基、創新為進步之魂的道理。使得學生在我國科技能力全面提升之重要時刻，明確創新的重要性、明確大學生的時代擔當，在課程實驗中敢于創新、勇于創新、全面提升學生的創新能力。

1譯碼器特點

譯碼器作為一種常用的數字邏輯功能器件（圖1），本質特點是：當三個使能端E3，E2，E1接到各自有效電平上的時候，A2，A1，A0輸入000時，對應Y0為低電平，其他端口為高電平；A2，A1，A0輸入001時，對應Y1為低電平，其他端口為高電平；A2，A1，A0輸入010時，對應Y2為低電平，其他端口為高電平；A2，A1，A0輸入011時，對應Y3為低電平，其他端口為高電平；A2，A1，A0輸入100時，對應Y4為低電平，其他端口為高電平；A2，A1，A0輸入101時，對應Y5為低電平，其他端口為高電平；A2，A1，A0輸入110時，對應Y6為低電平，其他端口為高電平；A2，A1，A0輸入111時，對應Y7為低電平，其他端口為高電平。如果在譯碼器的輸出端Y7，Y6，Y5，Y4，Y3，Y2，Y1，Y0連接8個發光二極管，當A2，A1，A0輸入依次從000、001、010……跳變到111，發光二極管依次滅掉，形成“流水燈”的狀態，這就是譯碼器的本質：“流水燈”。

2譯碼器基礎應用

基于譯碼器的典型應用，可設計全加器、全減器、三人表決器、三位奇校驗器。觀察圖2～圖5，全加器是兩個輸出端，使用一片譯碼器74138和兩片與非門來實現；全減器也是兩個輸出端，使用一片譯碼器74138和兩片與非門來實現；三人表決器是一個輸出端，使用一片譯碼器74138和一片與非門來實現；三位奇校驗器是一個輸出端，使用一片譯碼器74138和一片與非門來實現。因此可以引入兩片譯碼器74138對電路進行創新設計，使用互補的輸入控制來控制兩片譯碼器輪流工作，輸出端口任意搭配，甚至加入其他門電路進行設計創新，實現多種邏輯功能。

3創新實驗實踐

基于對譯碼器本質的討論和對常用組合邏輯功能器件的分析，進行創新實驗設計，圖6所示是使用兩片譯碼器實現的電路，其中一片實現的是“流水燈”、另外一片實現的三位奇校驗器。在創新設計過程中，可以設計通過一個使能端進行兩片譯碼器輸入端互補的控制令兩片譯碼器輪流工作，也可以對譯碼器進行擴展，把74138連成4線～16譯碼器進行實驗。在多種基礎設計的搭配下，完成各種自創設計。

4結語

在創新設計實驗過程中，學生發揮創新思維，打破原有驗證實驗的特點，各自進行電路創新，所得電路可以用“百花齊放”來形容，真正做到了數字電子技術實驗既動手又動腦，學生們在興趣中學習，在興趣中創新，創新實驗在電氣與信息工程學院2018級自動化1班中取得良好效果，從而達到預期的目標。

參考文獻

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[5]何建新.數字邏輯設計基礎（第2版）[M].北京：高等教育出版社，2019.

[6]鄔春明.數字電路與邏輯設計（第2版）[M].北京：清華大學出版社，2019.

作者：孫霞 單位：安徽理工大學