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数字逻辑电路设计实践范文1
【关键词】教学方法 项目驱动 一体化 表决器 组合逻辑电路
【中图分类号】G42 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）06-0241-01
引言
数字电子技术课程是电子、通信、自动化等理工科专业的基础课程。该课程知识点多，逻辑性强，且理论与实践结合密切，掌握基本理论和实践技能可为后续课程打下基础。学校在培养学生时应以市场为导向，以创新为动力，培养具有自学能力、创新意识、实践能力及团体协作能力的技能应用型人才。数字电子技术主要分为组合逻辑电路和时序逻辑电路，在教学方法上，采用了项目驱动，任务导向的一体化教学，起到了较好的学习效果，下文以组合逻辑电路中三变量多数表决器为例阐述。
1.项目驱动一体化教学
数字电子技术课程教学方法很多，可以采用传统的板书讲授法、多媒体讲解演示法、图示法、螺旋上升式和支架式教学法、支架式问题启发式教学法、比较法、项目导向-任务驱动教学法等[1]，各种教学方法各有利弊。在授课过程中应选择合适的教学工具，根据教学目的和内容特点将各种方式有效组合利用，以便使学生真正成为学习的主导与主体，激发他们更好的学习这门课程。
项目驱动一体化教学就是：即依附一个应用项目，设定具体任务，几人一组让同学分工合作进行理论设计[2]，实现理论教学区，模拟操作区，岗位训练区，实现教学场地“空间一体化”。项目驱动一体化教学体系框架结构如图1所示。
2.应用实施步骤
（1）布置项目：表决器在选举及投票时用的非常多，是比较贴近实际的一个产品。该项目要求利用所学的组合逻辑电路知识[3]，设计一个至少3变量的多数表决器，表决时无弃权情况。学生4人为一个小组，分工协作，共同完成理论到实践设计。
图1. 项目驱动一体化教学体系框架结构图
（2）理论教学区――电路理论设计：组合逻辑电路设计步骤：逻辑抽象，函数表达式，选择器件，电路连线。由项目要求可知，输入有3个，设为ABC，输出1个设为Y，可依此列出真值表，写出函数表达式如下：
选择器件，电路连线：
方案一：采用小规模集成门电路设计（门电路），从电路器件数目少，种类少的角度考虑，选用与非门设计电路图如图3（a）所示。
方案二：采用中规模集成芯片设计（译码器和数据选择器）。用3-8译码器74HC138及双4选1数据选择器74HC153根据函数构建实现，连线如图2（b）（c）所示。
（a）门电路 （b） 74HC138 （c）74HC153
图2. 三变量表决器电路设计图
（3）模拟操作区――软件模拟仿真：选用元器件及仪表与实物较接近的Multisim10，该软件的元件库提供了数千种电路元器件及其理想值，另外仪器库中的数字万用表，逻辑分析仪，函数信号发生器等多种电工电子仪表可供选用[4]。让学生根据所采用的器件进行Multisim模拟仿真，采用门电路进行的软件模拟如图3所示，当代表三变量的开关ABC有2个以上接高电平时，与G4与非门相接的灯就会点亮，表示方案通过。
图3. 采用门电路构成的3变量表决器
（4）岗位训练区――版图绘制及DIY、元件焊接调试[5]：采用Protel99SE进行PCB版图的设计；接下来进行PCB制板，看是否达到设计要求的效果。学生此部分若未学过Protel可先暂不操作。
（5）各组答辩、评价：根据各组理论设计、软件模拟、实物制作情况，给予合理的评价，总结各组的优缺点，看是否符合起初设计规定的要求，鼓励学生设计中的创新之处，让学生感到自学的快乐。
3.总结
项目驱动一体化教学法使学生通过一个与现实紧密的项目操作，完成理论教学区，模拟操作区，岗位训练区，实现教学场地“空间一体化”教学，使学生在学习数字电子技术的课程中，可以做到突出应用主线，注重学用结合，更好的培养学生创新、团体协作能力，为其以后提供更为广阔的发展空间。
参考文献：
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[3]刘海燕 贾燕茹，《组合逻辑电路设计》的课堂教学设计与实践[J].郑州铁路职业技术学院学报，2010（2）：61-63
数字逻辑电路设计实践范文2
关键词：组合逻辑电路；Multisim；仿真
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.02.257
0 引言
组合逻辑电路是指在任一个时刻，输出的状态只取决于同一个时刻各输入状态的组合，而与电路之前的状态无关。组合逻辑电路的分析和设计是数字电路中一个重要的组成部分[1][2] 。“数字电路与逻辑设计”是电子类专业一门重要的专业基础课，同时又是一门实践性很强的课程。随着电子技术产业的高速发展，新器件、新电路不断地涌现，现有实验室的条件已经无法满足各种电路的设计和调试的要求，这在一定程度上影响了电路相关实验教学的效果，而且影响了高校对学生创新能力的培养。此时，在实验教学中引入具有强大分析、仿真电路功能的电路仿真设计软件Multisim，可以较好地解决这一问题。
在数字电路与逻辑设计实验中引入该仿真设计软件，结合传统的实验教学，就可以增开大量设计性和综合性实验，在激发学生学习兴趣的同时，也培养了学生的创新能力和动手能力[3]。本文将以一个组合逻辑电路为例，对其进行理论分析和仿真实验分析，从而得出Multisim在组合逻辑电路分析实验教学中的重要作用。
1 组合逻辑电路理论分析
组合逻辑电路分析的任务是在给定逻辑电路的基础上，通过分析、归纳，确定其逻辑功能[4]。它一般分为5个步骤：组合逻辑电路；逻辑表达式；最简表达式（经化简变换得到）；真值表；逻辑功能。
现有一组合逻辑电路，如图1所示，以此为例，来进行分析。
根据逻辑图可以逐级写出逻辑表达式：
通过化简与变换，是表达式变换成与-或表达式：
由表达式列出真值表（如表1）：
分析逻辑功能：
由真值表可知，当A、B、C三个变量不一致时，电路输出为1；当A、B、C相同时，即同为0，或同为1时，电路输出为0。所以这个电路称为不一致电路。
2 应用Multisim进行组合逻辑电路分析
2.1 创建仿真电路
根据图1所示的逻辑电路图，在Multisim 12.0中创建仿真电路。待仿真电路如图2所示，对逻辑电路进行了转换，其中，三个开关分别接VCC（表示输入为1）和接地（表示输入为0），万用表用来测量输出电压，灯泡的亮和灭表示输出为逻辑“1”或逻辑“0”。为了便于分析，我们还加入了逻辑变换器，它可以将逻辑电路转换成真值表和逻辑表达式，也可以将真值表转换成逻辑表达式和逻辑电路。
由逻辑变换器得到的真值表如图3所示，与表1比较后可以发现，由逻辑电路图分析得到的真值表和由逻辑变换器得到的真值表是一致的。
2.2 仿真分析
在仿真电路的基础上，我们可以运行仿真。分别改变三个开关的状态，即改变输入变量A、B、C，从000到111，依次测试输出电压的高低电平，以及灯泡的亮和灭，如表2所示。其中，输出电压5V表示输出为高电平，输出电压0V表示输出为低电平。根据输出结果，可以看出，仿真结果与前面得到的真值表的结果是相符的。
3 结束语
以文中所给的不一致电路为例，分别进行了传统的组合逻辑电路理论分析以及应用Multisim对组合逻辑电路进行仿真实验分析，对两者进行了比较，根据实验测试所得到的实验结果对理论分析进行了验证，并证明了两者是一致的。总之，用Multisim软件对组合逻辑电路进行仿真实验，既能激发学生的学习兴趣，也能极大地提高教师的教学水平。在实际的教学过程中，充分利用Multisim仿真的桥梁作用，可以将理论教学、 仿真和实验教学三位一体，有效地结合起来，充分地发挥作用，培养出更多创新型的人才。
参考文献：
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数字逻辑电路设计实践范文3
高中人教版新课改物理教材选修3-1中编入了“简单的逻辑电路”一节，目的是接轨数字化现代生活，让学生感受到物理知识与生活的息息相关，从而培养他们对物理知识的亲近感，是现代化气息很浓的一节教学内容.
课程标准对本节的要求是让学生初步了解逻辑电路的基本原理以及它在自动控制中的应用，从中可以看出，本节在高考中的要求较低，属于认识和了解的Ⅰ类要求.不过笔者认为，随着科学技术的不断进步，本节或会成为将来高考中一个重要内容，并且是对学生实践能力的一个非常好的检验标准.
2设计理念
本节主要介绍逻辑电路中的“与”门、“或”门、“非”门等基本电路，对中学生来说比较抽象，不易理解，因为学生目前的认知水平是建立在直流电路的基础上，因此，我在教学过程中，要求学生像课本上介绍的那样，将它们与能够实现类似逻辑功能的直流电路相类比，这样解决问题就会容易多了，并可以帮助学生初步具备解决相关问题的能力.
3使用建议
本节非高考热点，在山东省考试中没有出现过类似题目，但是目前趋势山东卷要逐渐向全国卷靠拢，建议本节还是要认真讲解，因为门电路在生产、生活中的广泛应用已经成为某些大城市的热点考题，例如上海高考，相信在以后的高考中，山东也会逐渐重视此方面的教学.建议使用多媒体教学，多创设情境，希望各位同仁赐教.
4教学目标
知识与技能
（1）知道三种门电路的逻辑关系、符号及真值表；
（2）会用真值表表示一些简单的逻辑关系；
（3）会分析、设计一些简单的逻辑电路.
过程与方法
（1）通过实例与实验，理解“与”、“或”、“非”逻辑电路中结果与条件的逻辑关系；
（2）通过简单的逻辑电路设计，体会逻辑电路在生活中的意义.
情感态度价值观
（1）感受数字技术对现代生活的巨大改变.
（2）体验物理知识与实践的紧密联系； [HJ0.9mm]
（3）学生在自主探究、交流合作中获得知识，体会学习的快乐.
教学重点：本节的教学重点应放在“与”门的教学上，因为“与”门的逻辑关系，真值表，工作原理理解了，“或”门与“非”门就容易掌握了，可以增加学生的自主探究性学习.
教学难点：本节教学难点是逻辑关系的认识以及应用.
教学方法类比法讲授法师生互动
信息化资源多媒体辅助教学PPT投影仪
5教学过程
【新课引入】
【情景设疑】
教师： 我们知道从前年开始枣庄广电局就开始大力推广数字电视，那什么是数字电视呢？那我们以前看的电视叫什么电视呢？[HJ1mm]
数字逻辑电路设计实践范文4
【关键词】数字逻辑；下标计算法；趋势分析法；Proteus软件
《数字逻辑》是计算机科学与技术专业以及电气、电子信息类专业的一门专业基础课，主要介绍数字逻辑电路的分析和设计的方法[1]，是微机原理与接口技术、单片机原理等专业课程的先导课程。该课程对学生要求起点较低，不需要过高的前序知识，但实践性较强，内容分散，不容易记忆。学生一开始接触的是基本概念、原理方法、数字逻辑运算等，内容抽象，与实际的逻辑电路联系不多，导致学生一开始就对这门课不感兴趣[2]。而在课程后半段讲解“中规模通用集成电路”时，单纯依靠板书或PPT，无法让学生对各种数字逻辑电路的结构和功能进行深入了解和分析，更加无法培养学生设计数字逻辑电路的能力。在这种情况下，教师如何在有限的时间内，精心设计教学方案，改革教学方法和教学手段，激发学生的学习热情，提高教学质量，是一个值得认真研究和深入讨论的问题[3]。下面将分别从教学方法和教学手段方面探讨如何改进数字逻辑课程的教学，从而降低课程讲解难度，提升学生的学习效率和效果，最终提升教学质量[4]。
1 教学方法改进
在涉及数字逻辑课程前面一部分内容，包括逻辑代数、组合逻辑电路和时序逻辑电路等章节的教学时，采用好的技巧或方法往往能使运算或分析更易懂、更方便且更不容易出错。下面针对数字逻辑课程中“逻辑函数表达式转换”内容提出“下标计算法”，针对“同步时序逻辑电路设计”的原始状态图构建环节提出“趋势分析法”，在避免教学过程中对教材内容原样照搬的同时，更加简化计算和降低分析难度，更大程度上避免错误的发生。
1.1 下标计算法
将一个任意逻辑函数表达式转换成标准与-或表达式是数字逻辑课程中的基础，包括卡诺图化简逻辑函数、二进制译码器或多路选择器实现逻辑函数等内容中均会用到。教材中主要采用的是代数转换法，分两步进行：
这种转换方法第一步不可或缺，但是第二步扩展最小项时会使逻辑函数变得更加复杂，运算过程中更加容易出错。针对这种缺陷，为简化计算和减少错误，在第二步运算过程中采用“下标计算法”。这种方法是把第一步得出的一般与-或表达式中的每个非最小项的与项通过表格的形式单列出来，然后计算出每个与项的全部最小项下标，并且找出所有出现且不重复的下标值，最后直接得出标准与-或表达式的简写形式。
第二步：采用“下标计算法”得出标准与-或表达式，运算过程如表1所示。
从表1中可找到出现的全部不重复下标分别是0、1、3、6、7，因而可直接得出标准与-或表达式的简写形式为
1.2 趋势分析法
在完全确定同步时序逻辑电路的设计过程中，形成正确的原始状态图是设计的第一步也是最关键的一步，否则设计出来的电路必然是错误的。而在同步计数器、序列检测器和代码检测器这三种同步时序逻辑电路的设计中，序列检测器的原始状态图的建立又是其中的重点和难点。教材中所采用的方法可行但是难以理解，学生在设计类似电路时很容易出错。针对这个问题，采用“趋势分析法”能够较好的解决。所谓“趋势分析法”，就是根据每个状态的存储功能和输入序列的变化趋势，分析现态在下一个输入信号出现时应该指向哪一个次态，这样逐步分析下去，最后得出正确的原始状态图的方法。下面以“0101”序列检测器为例来说明用“趋势分析法”建立原始状态图的过程。
例如，作出“0101”序列检测器的Mealy型状态图，典型输入/输出序列如下：
输入x 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1
输出Z 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0
首先分析需要使用的状态数目。按照一位输入的序列检测器的一般状态数规律，如果需要检测的序列有n位，则状态数需要n+1个。这是因为其中第一个状态为初态，其他n个状态用于存储n位序列的变化过程。此处待检测序列是“0101”共四位数，故而需要五个状态。其中A状态为初始状态，B状态用于存储输入信号“0”，C状态用于存储输入信号“01”，D状态用于存储输入信号“010”，E状态用于存储输入信号“0101”（即待测序列）。
接下来采用“趋势分析法”作出Mealy型原始状态图，分析过程如图1所示。
“趋势分析法”分析过程说明如下：
（1）从初态A开始，当x=0时，状态从A到B，因为状态B存信号“0”，输出Z=0；当x=1时，状态从A到A保持不变，输出Z=0。
（2）此时处于状态B。当x=0时，状态从B到B，输出Z=0；当x=1时，状态从B到C，因为状态C存信号“01”，输出Z=0。
（3）此时处于状态C。当x=0时，状态从C到D，因为状态D存信号“010”，输出Z=0；当x=1时，状态从C到A，因为信号“011”不能构成“0101”序列的任何一部分，所以只能回到初态A，输出Z=0。
（4）此时处于状态D。当x=0时，状态从D到B，因为状态B存信号“0”，输出Z=0；当x=1时，状态从D到E，因为已经构成“0101”序列，并且输出Z=1（只有检测到待测序列时输出Z=1，否则Z=0）。
（5）此时处于状态E。当x=0时，状态从E到D，因为状态D存信号“010”，输出Z=0；当x=1时，状态从E到A，因为信号“011”不能构成“0101”序列的任何一部分，输出Z=0。注意“当x=0时，状态从E到D”是学生分析时最容易出错的地方，错误原因在于认为“状态应该是从E到B”，这是没有考虑到当输入信号“0101……”重复出现时，前一个“0101”序列的后半段能够作为下一个“0101”序列的前半段这种情况。
2 教学手段改进
为了增强学生对数字电路的感性认识，加深学生对数字逻辑分析方法的理解，掌握常用集成器件的基本使用方法，提高学生学习兴趣[6]，避免枯燥的集成芯片和数字逻辑电路功能讲解。将Proteus软件引入数字逻辑课程教学，可增强教学的生动性和直观性[7]。Proteus 软件具有多种元件库，其中的元器件大多均可直接用于实际电路的搭建，而且该软件提供了多种与实际仪器仪表用法相似的虚拟仪器设备，还有各种信号源，几乎可以完成各类数字逻辑电路的设计、测试和辅助分析工作[8]。
在讲解通用中规模时序逻辑电路章节的集成计数器相关内容时，用同步计数器构建任意进制计数器有多种方法，电路比较灵活，既可以利用计数器的清除端，也可以用预置功能。此时可利用Proteus仿真演示动态过程，节约大量的教师口头讲述时间，这样更具感染力和说服力，学生也更容易理解接受[9]。
例如，4位二进制同步可逆计数器74193构成模10加法计数器和模12减法计数器，要求用Proteus软件实现。其仿真结果如图2所示。
图中电路分成上下两个部分，上半部分电路是模10加法计数器，下半部分电路是模12减法计数器。两个计数器电路相同之处是均由信号发生器（发出频率为1Hz，电压为0-+5V的方波信号）、同步可逆计数器74193、七段显示译码器7448和七段共阴极数码管构成。不同之处在于加法计数器采用累加计数，当计数器输出由1001变成1010时，与门输出为1，该信号接至清除端MR，使计数器状态变成0000，因而其计数范围是0000-1001，从而构成模10加法计数器。而减法计数器采用累减计数，初始设置端平时为1，电路开始工作时置入初态1111，然后开始减1计数，当计数器输出由0100变为0011时，或门输出由1变为0，该信号送至预置端PL，使计数器立即置入1111，因而其计数范围是1111-0100，从而构成模12减法计数器。
3 结语
通过“下标计算法”能够让学生在进行逻辑函数表达式转换时更加简便快速、少犯错误。通过“趋势分析法”能够让学生在同步时序逻辑电路的设计过程中，走好关键的第一步，形成正确的原始状态图。通过Proteus软件仿真，能够让原本枯燥乏味的数字逻辑电路讲解变得更加形象、生动和直观。在教学过程中需要不断地研究和尝试新的教学方法和教学手段，以提高数字逻辑课程的教学效果，为学生学习后续专业课程以及为解决工程实践中所遇到的数字系统问题打下坚实的基础。
【参考文献】
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数字逻辑电路设计实践范文5
题目的选取既要符合教学大纲的要求，能充分体现本课程所学的主要内容，使学生在设计过程中能综合应用所学的知识，发挥基本技能，又要尽可能反映科学技术的先进水平，并且具有一定的实用性。就电子技术课程中有关数字逻辑方面的选题示例如下：①简易交通灯控制逻辑电路设计；②波形发生器；③数字温控仪；④抢答器电路设计；⑤音乐彩灯控制器；⑥逻辑电路控制的公共汽车语音报站器。以上选题，除注意使学生的理论知识，技能技巧得以巩固加深，综合和发展外，还考虑了设计的难易程度，工作量大小，元器件造价的高低等等因素。
随着科学技术的发展，大规模集成电路越来越普及，专用集成电路大量涌现，各种新的电子器件不断问世，给课程设计带来了勃勃的生机，不仅大大减少了单元电路设计的工作量，也会把课程设计的质量推上新的水平。各种各样的集成一体化电源的出现，使设计人员减免了电源电路设计计算，器件组装、电路调试诸项工作，只是适当选型即可。数字显示部件中的五合一电路CL413和LCL331等新产品，将计数、锁存、译码、驱动、显示五种功能集于一体，也大大减少计者的工作量，并且这些新产品具有功耗低，高可靠性、寿命长等优点，会大幅度提高设计电路的性能指标。在设计中新产品新技术的应用会大大缩短设计周期。所以，设计内容也要不断更新，难度、工作量、成本核算也要作相应变更，与科学技术发展的步调一致。
简言之，设计选题的原则是，从生产和科研需要出发，选择既能全面考核学生掌握本课程所学知识的程度，能够使学生加深并拓宽综合理论知识，又利于锻炼学生分析问题和解决问题的能力的课题，同时还要考虑学校的课程设计资金情况和教学安排的时间。有些学生在电子技术方面起步较早，对实际电子电路比较熟悉，可鼓励他们自选课题，由指导老师按教学要求进行审定后实施。
2保证课程设计质量的关键是充分发挥学生主体性
首先要明确课程设计的重要性。在指导课程设计的动员会上，笔者就向大家讲明，我院工业电气自动化专业，只设置了“电子技术课程设计”，这是学生在校期间进行的唯一由自己设计、实施、完成实际电路的实战训练；大家应该十分珍视这一理论用于实践、指导实践的极好机会；成功的课程设计，对学生一生工作都具有十分重要的指导意义。
其次，在向学生下达设计任务书的同时，要强调课题在生产实践中的实用性，并结合任务书中列出的技术参数与目前生产现场使用的仪器设备进行比较，指出设计课题的先进性和科学性。最后，要鼓励学生认识自己的价值，肯定自己的能力，树立做好课程设计的信心。例如，揭示学生某些电路在实验课中已经做过，并且做得不错；提示学生某些设计在习题课上或作业中已进行过单元电路参数的计算，逻辑电路的连接：使学生有一种似曾相识的感觉。
3全面地评价学生的课程设计质量
数字逻辑电路设计实践范文6
关键词：数字电路；实践教学；改革
0 引言
数字电路的课程理论通常以基本逻辑电路、组合电路、时序电路、存储电路、时基电路、A/D和D/A转换电路为主线有序展开，其相应的课程实验也由易到难，分模块进行。在传统的数字电路实践课程中，主要实验项目包括集成逻辑电路的连接和驱动、组合逻辑电路的设计与测试、计数器及其应用、555时基电路及其应用、D/A、A/D转换器的应用等。依据上述5个基础项目，计算机与信息工程学院分别针对CMOS集成电路的驱动、TTL集成电路的驱动、数码管的显示、二三人表决器、两位数值比较器、八进制计数器、十进制加减计数器、单稳态触发器、多谐振荡器、施密特触发器、A/D转换电路、D/A转换电路开展实验，形式均属于验证型，因此实践课程难度不大，收获也不显著。
为了改善学生课程实践的效果，提高其实践动手能力，计算机与信息丁程学院调整了数字电路实践课程模式，加入课程设计的环节，针对电子及相关专业的130名本科生了12个课程设计选题。题目公布后，学生选题大致情况如图1所示。
由图1不难看出，学生对逻辑性强、上手较快的设计题目兴趣较高，而综合型设计题目几乎无人问津。据进一步统计，学生选题后的完成情况同样不容乐观，130名选课学生及作品中，94名学生能够完成仿真电路设计；48个作品进行了实验仪上的系统调试，其中仅有14个作品完成实物制作且实现了基本功能。在12项课程设计选题中，完成质量较高的项目分别为病床呼叫器、16位广告灯、智能抢答器、24秒倒计时器；完成质量一般的包括交通灯、简易键盘、数字密码锁、简易电子琴、波形发生器；只能完成部分功能的项目是简易的出租车计费器、数字频率计和数字电压表。
随着课程改革的深入和课程设计的尝试，在突破了传统教学的单一模式之后，计算机与信息工程学院数字电路的课程实践仍遭遇了知难而退的尴尬局面。针对现状，笔者进一步探讨数字电路实验课改后几个能够明确改进的方向。
1 加强实验项目的题库建设
就实验项目而言，数字电路的实践课程尝试了9个基础实验和12项课程设计，但与实验项目多层次的特点相比，项目题库还是略显单薄。例如，在基础实验中，学生已经掌握了常用功能芯片（如数值比较器74LS85、计数器74LS192、NE555）的应用，甚至包括数码管的译码原理，但是当选中课程设计的题目（如模拟出租车计价器）时，学生仍然会力不从心，这就意味着从基本实验项目迈向课程设计，中间缺少桥梁。
数字电路的实验虽然分模块进行，但彼此关联，容易形成不同层次的项目。此外，数字电路情境项目的素材丰富，与实际问题联系紧密，如针对多谐振荡器、计数器、A/D转换实验，设计一个三角波发生电路用以结合三者，就能够自然地建立起模块之间的关联，强化学生的实验技能，而在此基础上完成波形发生器的课程设计，就使得课程设计变得直观、有趣和理所当然；又如在完成基本逻辑电路、555时基电路和计数器及数码管的显示等实验后，布置一个技巧性强的课程设计――数字频率计对学生来说跨度较大，那么在此前先引入一个1s脉冲计数器的设计，就能够引导学生理顺频率测量的思路了。因此，在实践环节中不断加入多层次的桥梁实验并按实验进度题目，将有助于学生很好地建立课程设计与基础实验之间的关联。
2 细化实验的目标和要求
数字电路课程的实践和其他课程一样由易到难，需要分层次进行。实验指导过程中除了需要区别实验的难易程度，还需要细化实验的目标和要求。
作为基础课程，数字电路的课程设计通常安排在试验仪上搭建硬件和验证功能，有意识地降低了设计的难度。目前可供学生使用的实验资源包括各类芯片、数字电路试验仪、仿真软件、示波器、万用表、信号源、电路板的焊接工具等，而且试验仪的集成化程度有逐年升高的趋势。若在此基础上完成课程设计，虽然提高了设计的成功率，但是牺牲了培养学生动手能力的机会。
实物作品可以系统地锻炼学生的电路设计能力，摆脱其眼高手低的现实局面。据统计，计算机与信息工程学院数字电路的课程设计期间，只有29%的学生能够将在试验仪上成功运行的电路搬到万用板上实现，可见其实物制作的水平有待大幅度地提高，但每个电路实验均要求实物制作并不现实，也不必要，所以对于基础实验可以安排学生在试验仪上完成，桥梁辅助实验可以通过仿真验证，课程设计则要求完成实物制作，这样便可以兼顾学习效率和实践目的。
3 加强仿真软件的应用
数字电路理想的设计通常是简洁的硬件和完整的功能。硬件的简单设计不仅能够简化制作的难度，更是系统稳定性和设计成本的要求，所以当学生用15块功能芯片设计一个10位数字密码锁时，应该提醒他尝试采用仿真软件重新部署原理图，简化实验电路。
目前基于数字电路的仿真软件包括Proteus软件、Multisim软件、ADS软件等，这类软件使用时易上手，仿真元件库中资源丰富。无论是基础实验、桥梁实验还是课程设计项目，首先应该借助此类平台搭建仿真电路，部署自己的元器件，验证设计原理。很多拥有电子设计经历的学生喜欢跳过仿真步骤，凭借经验直接焊接电路，其成功率往往较低又容易挫败设计的积极性。事实上，无论是从测试模块能否正常工作、验证系统是否正常运行方面，还是从电路能否继续简化或系统功能是否可以扩展方面考虑，仿真实验都比硬件平台实验更高效、更经济。
4
设计项目任务书
在课程设计的验收过程中，还暴露出电路设计的另一些问题，如简易键盘不能保存键值，24s倒计时器总是循环启动，交通灯中黄灯不闪烁；出租车计价器计时但不能计费，波形发生器采用高度集成函数发生器设计等，此类问题均应该采用设计任务书的形式来解决。
数字电路的课程设计任务书必须根据学生的知识水平和课程的理论进度编写。任务书中首先需要提出完整的设计功能，以便学生进行项目的需求分析；其次添加与设计相关的知识点，既能提示学生设计的思路，也能防止其对高度集成芯片和网络资源的过度依赖；最后应该明确设计制作要求，避免模棱两可的设计结果。以简易病床呼叫器为例，笔者列出参考设计任务书，见表1。
通过后续课程设计的开展，设计任务书的形式和内容还将不断更新，以适应学生的设计层次和知识水平。此外，任务书的过程也肩负着平衡课程设计难度的技术性要求，通过加、减系统功能，统一设计难度，降低选题的一边倒趋势。
5 积累芯片资料，建设模块资源库
为了逐步提高电路设计的成功率，有序提升设计的难度，在基础实验阶段，需要引导学生准备好一些常用的模块，储备自己的电路设计资源库，如常见的数码管显示电路、普通编/译码电路、555脉冲发生电路、加减计数器电路、A/D和D/A转换电路等。不仅如此，设计中还要注意不同芯片的选取和功能的区别，如在设计三角波发生器时，可参考的计数芯片不必是普通的74LS161芯片，而应该是具有加减计数功能的74LS191芯片，这样能够在不偏离考察目标的前提下大大简化硬件的设计。同样，由555构成的脉冲发生电路能够应用于交通灯、24s倒计时器等多种时序电路中，此模块只需设计一次就能满足通用的要求。
6 结语
目前，计算机与信息工程学院进行的数字电路课程设计只进行了一轮，能够推进和优化的课改措施已经有了初步的方案，这就意味着在数字电路课程改革的推进过程中，一定会有新的问题和新的解决方案不断涌现出来，唯有如此才能有效地推动学生实践能力的增长，实现课程改革的最终目标。
参考文献：
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