第１９卷 第２期 重庆电子工程职业学院学报 Ｖｏ１．１９ ＮＯ．２ ２０１０年３月 ０ｕｍａｌ ｏｆ Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ＣｏＨｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｍｇ Ｍａｒ．２０１０ ＥＤＡ技术与数字电子技术教学的整合 辛修芳，李媛 （商丘师范学院物理与信息工程系，河南商丘４７６０００） 摘要：针对新时期对数字电子技术课程教学的新要求．提出了数字电子技术课程的课堂教学、开展设计 性实验以及课程设计方面与ＥＤＡ技术整合的思想。ＭＡＸ＋ＰｌｕｓｌＩ的丰富的逻辑功能库、设计修改方便快捷，仿 真结果直观真实等特点有利于培养学生动手能力与创造性思维，取得较好的教学效果。 关键词：ＥＤＡ技术；数字电子技术；ＭＡＸ＋ＰＬＵＳＩＩ 中图分类号：ＴＰ３９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４—５７８７（２０１０）０２—０１５５—０３ 数字电子技术课程是大学电子类、电气类、物理类等 计数器（ｒＥ称二分频电路）；计数脉冲由ＣＬＫＢ输入，Ｑ３、 专业的专业必修课程。随着集成电路工艺的发展，数字集 Ｑ２、Ｑｌ作为输出，构成五进制计数器，如果将Ｑ０与 成器件已经历了从小规模集成电路（ＳＳＩ１、中规模集成电 ＣＬＫＢ相连，Ｑ３一Ｑ０作为输出，则构成８４２１码的十进制计 路ｆＭＳＩ１到大规模集成电路（ＬＳＩ）、超大规模集成电路（ＶＬＳＩ） 数。如图１则构成了以两位十进制计数器，其时序波形如 的发展过程 对数字电子技术课程的教学内容、教学方 图２。 法、教学手段及其教学材料也提出了新的要求。应该以能 ． 盎啦＿－－［：０ｏ［３ Ｏｌ 力培养为主线．以应用为目的．重点加强实践性环节。突 ？４勉 出学生动手能力、突出岗位能力，增加与课程设计相结合 的综合设计型实验旧。ＥＤＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｄｅｓｉｇｎ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）， ＝—ｌ一—＝ｊＳ鲫ｃＥＬＴＲｇ ＡＥ） ∞Ｌ＿ ＱＡ Ｌ ｐ Ｊ－一 ＝＝－］ＩＳ鹱ｃＥＬｍＴＲｇＡＥ ∞ＬＩ。Ｑ ＡＬ 卜— 即电子设计自动化与数字电子技术教学的向结合就能满 ｃＬＲ日 ｏｃ Ｌ 一ｃＬＲＢ 。ｃ — ’【 ｌｊ ｃ）＿铝 ＿一ｃ 足此要求 厂－｛ ＯＤ 旦 ＿ｆ｝ ＿４ｃＬＫＡ 。Ｄ ｝ 。｛ｆ １ ＭＡＸ＋ＰＬＵＳｌＩ简介 ＭＡＸ＋ＰＬＵＳＩＩ是Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｒｒａｙ Ｍａｔｒｉｘ ａｎｄ Ｐｒｏ— 图１两位十进制计数器 ｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｕｓｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ的缩写．是Ａｈｅｒａ公司提供 的ＥＤＡ设计工具 ＭＡＸ＋ＰＬＵＳＩＩ具有开放式的界面．可以 方便地与其他标准的ＥＤＡ设计输入、综合及校验工具连 接．设计者无需精通器件内部的复杂结构，即可用自己熟 图２两位十进制计数器上时序波形 悉的标准的设计描述方式ｆ如原理图输入或高级行为语 ２＿２有限状态机设计 言１进行设计．ＭＡＸ＋ＰＬＵＳＩＩ把这些设计转换成最终结构 所需的格式 ＭＡＸ＋ＰＬＵＳＩＩ提供了丰富的逻辑功能库设 计人员调用．其中包括７４系列全部器件的等效宏功能和 多种特殊的宏功能ｆＭａｃｒｏＦｕｎｃｔｉｏｎ）模块以及参数化的宏 功能（Ｍａｇｅｆｕｎｃｔｉｏｎ１模块。ＭＡＸ＋ＰＬＵＳＩＩ还允许设计人员自 定义宏功能模块．充分利用已有的设计。大大减少设计的 工作量．成倍缩短开发周期，因此设计效率非常高 。 ２ ＭＡＸ＋ＰＬＵＳＩＩ的应用举例 ２．１可编程技术器 图３状态图 ７４９０是由二进制及五进制构成的十进制异步计数 在ＭＡＸ＋ＰＬＵＳＩＩ中可以用有限状态机设计系统，有 器，当计数脉冲由ＣＬＫＡ输入，Ｑ０作为输出，构成二进制 限状态机的其中一种表示转移图（状态图）和数字电子技 收稿１３期：２０１０—０２—２２ 作者简介：辛修芳（１９８２一），女，河南省濮阳市人，商丘师范学院物理与信息工程系，助教，研究方向：电子设计自动化。 １５６ 重庆电子工程职业学院学报 第１９卷 术中的状态图是一致的。在数字电子技术的教学中借 用有限状态机设计可以使学生了解状态图的含义。如 如图３所示的状态图的有限状态机设计程序的主控组合 进程： ＰＲＯＣＥＳＳ（ｃｕｒ＿ｓｔ，ｉｎｐｕｔ） ＢＥＧＩＮ ＣＡＳＥ ｃｕｒ ｓｔ ＩＳ ＷＨＥＮ Ａ１＝＞ Ｉｆ（ｉｎｐｕｔ＝＇０＂）ＴＨＥＮ ｏｕｔｐｕｔ＜＝＇Ｏ ； ｎｅｘｔ——ｓｔ＜＝Ａ２； ＥＬＳＥ ｏｕｔｐｕｔ＜＝＇０ ； ｎｅｘｔ＿ｓｔ＜＝Ａ４； ＥＮＤ ＩＦ； ＷＨＥＮ Ａ２＝＞ ＩＦ（ｉｎｐｕｔ＝＇Ｏ＇）ＴＨＥＮ ｏｕｔｐｕｔ＜＝ ０ ； ｎｅｘｔ＿ｓｔ＜＝Ａ３； ＥＬＳＥ ｏｕｔｐｕｔ＜＝＇０ ； ｎｅｘｔ—ｓｔ＜＝Ａｌ； ＥＮＤ ＩＦ； ＷＨＥＮ Ａ３＝＞ Ｉ￣ｉｎｐｕｔ＝＇０ ）ＴＨＥＮ ｏｕｔｐｕｔ＜＝＇０ ； ｎｅｘｔｓｔ＜＝Ａ４； ＿ＥＬＳＥ ｏｕｔｐｕｔ＜＝＇０ ； ｎｅｘｔ＿ｓｔ＜＝Ａ２； ＥＮＤ ＩＦ； ＷＨＥＮ Ａ４＝＞ Ｉｆ（ｉｎｐｕｔ＝ ０ ＴＨＥＮ ｏｕｔｐｕｔ＜＝ ｌ ； ｎｅｘｔ＿ｓｔ＜＝Ａ１； ＥＬＳＥ ｏｕｔｐｕｔ＜＝ ｒ； ｎｅｘｔ＿ｓｔ＜＝Ａ３； ＥＮＤ ＩＦ； ｗｈｅｎ ｏｔｈｅｒｓ＝＞ｎｅｘｔｓｔ＜＝Ａ３； ——ＥＮＤ ＣＡＳＥ； ＥＮＤ ＰＲＯＣＥＳＳ； 对有限状态机设计程序进行编译、仿真可以得图４ 所示的时序图。当输入为０时，进行加计数，ｏｕｔｐｕｔ为进位 信号。当输入为ｌ时，进行减计数，ｏｕｔｐｕｔ为借位信号。 ｃｌｋ １ ：ｒ１ ｎ ｎ ｎ ｎ ｎ门ｎ ｎ ｎ ｎ ｎ几ｎ ｎ ｎ几ｒ］ｎ ｌ －ｉｎｐｕｔ ０ Ｌ ￡ｉ｝ｃｏｕｕｔＬｓｐｕｔｔ Ｏ０ ０１ ｎ ｒ ｒ＿］ －１ ｒｒ＿＿１．ｒ］ ＿１厂１ ｒ＿ｒ＿１ １ ｒｎ ＿］．ｎ厂］ 厂］厂 盘ＣＵｒ一刚Ｏ ０ 厂］厂］厂］厂］广］ 图４ 时序图 ３ ＥＤＡ与数字电子技术教学的整合 数字电子技术的理论基础为学习ＥＤＡ的各种输入 方法提供了素材 通过ＥＤＡ设计可以加深学生对于数字 电子技术课程知识点的理解．同时又提高了学生的动手 能力．激发了学生的学习兴趣．培养了学生的实践能力和 创新精神．可以取得良好的教学效果 ＥＤＡ技术在数字电 子技术中可用以下几种方式进行应用 ３．１课堂演示 在课堂教学中．规模集成电路的功能和使用、异步二 进制计数器的工作、移位寄存器的移位操作等若采用传 统的教学方法。需要较长的时间。可以采用Ｍａｘ＋ＰｌｕｓＩＩ进 行实际操作演示，作图快捷．修改方便，仿真结果直观真 实，可以加深学生对理论的理解，激发学生的学习兴趣。 将抽象的逻辑教学形象化和直观化．取得较好的教学效 果［６１。 ３．２开展综合设计性实验 设计性实验可由学生自己设计实验方案、选择仪器 设备、制定实验流程、处理分析数据、完成实验报告，充分 调动学生的想象力、创造力，对培养创新精神和实践能力 具有重要意义同 由于受实验设备的．传统实验项目 多为验证性实验．即使开设设计性实验其项目也比较单 一。采用ＭＡＸ＋ＰｌｕｓＩＩ开展综合设计性实验可以不受实验 设备的．更加有力培养学生动手能力与创造性思维． 符合以能力培养为主线．以应用为目的．重点对学生加强 实践性环节的培养，突出动手能力、突出岗位能力的教学 要求。 ３．３课程设计 为了使学生对课堂上讲授的设计方法有更深的体会 和感性的认识．除了安排一系列的设计性实验外．设计综 合性课程设计是非常必要 传统的课程设计往往采用 固定的课程设计题目．由于ＭＡＸ＋ＰｌｕｓｌＩ丰富的逻辑功能 库以及在方案的仿真分析和修改上的显著优点．尤其可 以充分利用ＭＡＸ＋ＰｌｕｓＩＩ对各种硬件语言的支持．学生可 以在ＭＡＸ＋Ｐ１ｕｓ ＩＩ中轻松地设计出自己需要的原器件并 对其进行仿真与验证．使学生设计作品的质量和难度系 数都得到了提高．可以使学生的思维更加开放．训练和培 养学生的综合设计与开发研究能力．激发学生大胆想象 并尝试各种不同设计方案、采用不同的集成器件．培养学 生分析、解决实际问题的能力．为以后深人学习数字电子 技术的某些领域的内容及为数字电子技术在专业中的应 第２期 辛修芳，等：ＥＤＡ技术与数字电子技术教学的整合 １５７ 用打下基础 ［２康华光．电子技术基础（数字部分）２］［Ｍ】．北京：高等教育出版 ４ 结语 社．２００９． 针对新时期对数字电子技术课程教学内容、教学方 ［３］王行，李衍．ＥＤＡ技术入门与提高【Ｍ】．西安：西安电子科技大 法、教学手段的新要求，提出了数字电子技术课程的课堂 学出版社．２００５． 教学、开展设计性实验以及课程设计方面与ＥＤＡ技术相 ［４】潘松，黄继业．ＥＤＡ技术实用教程【Ｍ】．北京：科学出版社， 整合的思想。ＭＡＸ＋Ｐ１ｕｓＩＩ的丰富的逻辑功能库、设计修 ２００７． 改方便快捷．仿真结果直观真实．可以加深学生对理论的 【５］陈大钦．电子技术基础实验【Ｍ］．北京：高等教育出版社，２００６． 理解．激发学生的学习兴趣．将抽象的逻辑教学形象化和 【６】曾洁．利用ＭＡＸ＋ｐｌｕｓ ＩＩ改进数字电路教学ＩＪ］．实验科学与 技术，２００８，５（４）：８７￣８９． 直观化．取得较好的教学效果。采用ＭＡＸ＋Ｐ１ｕｓＩＩ开展综 【７］昊晓，堵俊，羌予践，等．电气专业课程综合性和设计性实验 合设计性实验可以不受实验设备的．更加有力培养 教学改革与实践Ｕ】．实验室研究与探索，２００９，２８（８）：１２４＂－－１２５． 学生动手能力与创造性思维．符合以能力培养为主线．以 『８１徐向民，郭振灵，邢晓芬等．基于ＥＤＡ技术的数字系统课程 应用为目的．重点对学生加强实践性环节的培养，突出动 设计改革Ⅱ］．实验技术与管理，２００７，２７（３）：２５￣２７． 手能力、突出岗位能力的教学要求。 ［９】曾飞，郭汉清．基于ＥＤＡ技术的数字电子技术教学实践新思 参考文献： 路田．湘潭师范学院学报（自然科学版），２００８，３０（８）：１６４，－＇１６６． ［１】余孟尝．数字电子技术基础简明教程【Ｍ】．北京：高等教育出 责任编辑王荣辉 版社．２００９． Ｔｈｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｏｆ ＥＤＡ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｔｅａｃｈｉｎｇ ａｎｄ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＸＩＮ Ｘｉｕｆａｎｇ，ＬＩ Ｙｕａｎ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆＰｈｙｓｉｃｓ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈａｎｇｑｉｕ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｑｉｕ Ｈｅｎａｎ ４７６０００， ， Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｈｅｒｅａｓ ｔｈｅ ｎｅｗ ｒｅｑｕｅｓｔ ｏｆ ｄｉｇｉｔａｌ ｅｌｅｃｔｉｒｃ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｔｅａｃｈｉｎｇ，ｉｔ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｔｈａｔ ＥＤＡ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｄｉｇｉｔａｌ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｔｅａｃｈｉｎｇ，ｄｅｓｉｇｎａｂｌｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｕｒｓｅ ｄｅｓｉｇｎ．Ｔｈｅ ａｂｕｎｄａｎｔ ｓｔｏｒｅｒｏｏｍ ｏｆ ｌｏｇｉｃ ｆｕｎｃｔｉｏｎ，ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｏｕｓ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｔｕｉｔｉｏｎｉｓｔ ａｎｄ ａｃｔｕａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔ ａｒｅ ｐｒｏｐｉｔｉｏｕｓ ｔｏ ｓｔｕｄｅｎｔｓ’ ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｃｒｅａｔｉｖｅ ｔｈｉｎｋｉｎｇ．Ｔｈｅ ｆｉｎｅｒ ｄｉｄａｃｔｉｃａｌ ｅｆｆｅｃｔ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＥＤＡ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｄｉｇｉｔａｌ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ＭＡＸ＋ＰＬＵＳＩＩ；
