第一篇:模拟电子技术教学改革计划
高职模拟电子技术教学改革计划
高等职业教育肩负着向特定的行业和岗位培养合格的高素质技能应用型专门人才的使命,如何提高学生的技能水平和综合素质,是高等职业学校一直在探索的重要课题。
模拟电子技术课程所涉及的内容与实际联系紧密,而且发展迅速。如何在课程教学中体现科学技术的发展,高效率地传授知识、培养学生的动手能力及创新能力,是该课程教学改革的主要目的。本文结合模块化教学、实践教学和师资队伍建设三个方面浅述笔者对高职模拟电子教学改革的基本思想。
一、理论教学 1.模块化教学
模拟电子课程比较抽象,难度性较大,学生很难做到真正理解并应用。将模拟电子课程体系整体优化,创建层次化、模块化的课程体系框架非常有必要。在实施过程中应体现“五重”,即重应用、重技能、重视野、重开发、重素质。课程改革坚持以发挥学生的主体性、主动性和创造性为原则,把模拟电子技术课程由传统教材的近十几个章节,整合为几大教学模块是模块化教学思想。每一模块力求让学生掌握必要的知识点,每一模块都可通过Muhisim仿真软件将抽象的理论形象化,让学生把理性知识上升到感性知识。
下面以二极管为主线的单元电路构成的一个教学模块为例说明其知识点构成及教学思路:(1)半导体的基本知识及二极管的特性。
(2)晶体二极管的结构、特性曲线、功能、主要参数。借助Multisim软件建立一个半波整流电路,利用虚拟示波器观察波形,说明二极管的单向导电性。
(3)全波整流电路、桥式整流电路、滤波电路,由学生利用Muhisim软件模拟连接电路,再使用虚拟示波器观察波形,分析试验结果,最后得出电路的工作原理。
(4)集成稳压器W7800系列、W7900系列、LM317、LM337功能及用法。
(5)二极管、电容、集成稳压器的识别及性能测试。
(6)利用Multisim软件设计直流稳压电源电路,并进行调试。在此过程中可人为设置一些故障,如二极管接反等,培养学生排除故障的能力,以此提高学生对电子电路更深的理解。
(7)直流稳压电源的制作一般思路和方法,进而理解电子电路的设计的一般方法
2.高质量教学课件
采用现代化的教学手段是理论教学改革的重要内容之一。好课件不在于版面的美观,也不在于课堂内容的充实,而是根据课程的需要,能够引领教师有效的将知识传授给学生,并且,学生能够通过课件理解课堂内容的前因后果的逻辑关系。比如,单管放大电路进行静态分析和动态分析时,对应的直流通路和交流通路,一般的课件,这两个图直接给出,但是笔者在教学过程中是让学生理解这两个图是怎么画出来的,一边分析一边画图。针对课程的特点,需要教师根据课堂内容和顺序安排设计课件。高质量的教学课件是模拟电子电路教学改革的必要前提。
二、实践教学
1.Muhisim2001软件的应用
模拟电子技术课程的实践教学,目的是为了培养学生理论联系实际的能力,培养学生电子电路分析、设计和制作的能力,从而进一步培养学生的社会实践素质和动手创新能力。将Muhisim软件引入电子技术实践教学,可以显示传统实验教学中难以看到的实验结果和现象,可以排除原材料的消耗和仪器损坏等因素,而且能弥补实验仪器和元器件的不足,增强集成元件的应用。此外在进行模拟仿真时,教师还可以利用软件人为设置故障,以检验学生排除故障的能力,提高学生的综合素质,激发学生的学习热情和求知欲望。,Muhisim是常用的仿真软件,其直观的电路图和仿真分析结果的显示非常适用于电子线路课程的课堂教学和实验教学。Muhisim 是知名的EDA 软件之一,它是加拿大InteractiveImageT echnologies公司开发的电路分析和设计软件,其特点是:
(1)良好的人机界面和控制方式,界面直观,易学易用;仿真手段和实际相符,仪器和元器件的选用与实际情况非常相似。
(2)提供了各种分析手段,如静态分析、动态分析、电路的噪声分析和失值分析等。
(3)丰富的元件库和虚拟测试仪器,Muhisim提供了若干种电路元件月以使用,同时还提供了数字万用表、示波器、函数信号发生器、数字信号发生器、波特图仪、逻辑分析仪等虚拟测试仪器。
(4)仿真手段与实际操作接近,绘制电路需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可以直接从屏幕上选取,而且仪器的操作开关、按键同实际的仪器很相近,容易理解并加以应用。
2.项目设计教学
项目设计教学是通过实施一个完整的项目而进行的教学活动。在教学活动中,教师将需要解决的问题或需要完成的任务以项目的形式交给学生,在教师指导下,以个人或小组工作方式,由学生自己按照实际工作的完整程序,共同制定计划、共同或分工完成整个项目。在模拟电子项目设计教学中,学习过程成为一个人人参与的创造实践活动,学生从领取材料、焊接、检验、调试、组装,最后到成品的实践过程中,理解和把握课程要求的知识和技能,体验创新的艰辛与快乐,从而培养分析问题和解决问题的能力及团队协作精神。
项目设计教学是一套教学战略,教师借此引导学生对现实生活中的课题进行深入地学习。它没有特定的结构或一层不变的教案或教学材料,是一个复杂但灵活的框架,用于帮助师生进行教与学的互动。模拟电子课程成功实施项目设计教学时,学生的学习积极性会被极大地激发,自觉地学习,并高质量地完成项目作业。
经过几年的模拟电子电路教学,笔者发现如果这门课程完全进行项目设计,有些脱离实际,一方面是实验场地有限,元器件及工具有限,时间有限;另一方面,这门课毕竟是专业基础课,还是要掌握一定基础知识。所以,如果在模块化教学过程中,充分发挥Mulfisim软件的形象直观方便的作用,再安排两个项目给学生做,就能促使学生更好的理解课程。
三、师资队伍建设
一支优秀的师资队伍,是教学改革的必要条件,是加强素质教育和创新教育,提高学校办学水平的重要条件。所以,学校要创造条件,让教师接受继续教育和业务培训,及时更新知识,不断提高教师素质、完善教师人格、增强教师品德。着重提高现有教师队伍的综合素质和业务水平,进一步健全教师工作规范,使教师工作有章可循,有律可束。倡导敬业爱岗精神、开拓进取精神、无私奉献精神,增强教师提高自身综合素质和能力的自觉性和紧迫感。
第二篇:模拟电子技术总结
《模拟电子技术》院精品课程建设与实践
成果总结
模拟电子技术是一门在电子技术方面入门性质的技术基础课程,它既有自身的理论体系,又有很强的实践性;是高等院校工科电子信息、电气信息类各专业和部分非电类本科生必修的技术基础课,而且随着电子工业的飞速发展和计算机技术的迅速普及,它也不断成为几乎所有理工科本科生的必修课程。
我院模拟电子技术课程由原电子技术系首先开设,目前已建成由模拟电子技术、模拟电子技术基础实验、模拟电子技术课程设计三门课组成的系列课程。2002年被列为学院精品课重点建设项目,2005年获得学院教学成果一等奖。同年申报并获得四川省教学成果三等奖。
一、基本内容
1.确定课程在本科生基本素质培养中的地位和作用 由于模拟电子技术课程的基础性和广泛性,使之在本科教育中起着重要的作用。通过学习,不但使学生掌握电子技术的基本概念、基本电路、基本分析方法和基本实验技能,而且由于本课程特别有利于学生系统集成的能力、综合应用能力、仿真能力的培养,可使学生建立以下几个观点,形成正确的认识论。
(1)系统的观念:一个电子系统从信号的获取和输入、中间的处理到最后的输出和对负载的驱动,各部分电路之间的功能作用、增益分配、参数设置、逻辑关系……都需相互协调、相互制约,只有不顾此失彼、通盘考虑、全面调试才能获得理想效果。
(2)工程的观念:数学、物理的严格论证及精确计算到工程实际之间往往有很大差距,电子技术中“忽略次要,抓住主要”的方法能引导学生的思维更切合工程实际。因而特别有利于学生工程观念的培养。
(3)科技进步的观念:电子技术的发展,电子器件的换代,比其它任何技术都快,学习电子技术可以让人深刻地体会到,在科学技术飞速发展的时代,只有不断更新知识,才能不断前进。学习时应着眼于基础,放眼于未来。
(4)创新意识:在阐述电子器件的产生背景、电路构思、应用场合等问题时特别具有启发性,电子电路可在咫尺之间产生千变万化,能够充分发挥学生的想象力和创造力,因而特别有利于创新意识和创新能力的培养。我们加强了场效应电路、集成电路和可编程模拟器件等新知识的介绍,拓宽了知识面,延续了所学知识的生命周期。
上述观念的培养,不仅为学生学习后续课铺平道路,而且培养了他们科学的思维方式和不断进取的精神,即使在工作后还会起作用,将受益一生。
2.创建先进科学的模拟电子技术课程教学结构
电子技术学科是突飞猛进发展的学科,如何更好地解决基础与发展、基础知识与实际应用、理论与实践等矛盾,处理好知识的“博”“新”“深”的关系,建立先进和科学的教学结构,以适应不断更新的课程内容体系始终是我们改革的重点。
本课程建立起课堂教学、实验教学、网络教学和EDA教学交叉融合的教学结构,如图所示。各教学环节各司其职,相辅相成,互相交融,实现 “加强基础,注重实践,因材施教,促进创新”的同一个目标。
模拟电子技术 课堂教学 实验教学 网络教学 EDA教学
模拟电子技术的教学结构
(1)加强课堂教学的基础性,突出基本内容
基础性是指其具有广泛性和适应性,即本课程的基本概念、原理、法则及它们之间那些普遍起作用的具有内在联系的知识。课堂教学的学时限制使得必须去掉针对具体器件的使用方法和使用技巧等方面实用性的内容,而将电子技术最基础最经典的部分作为基本内容。根据“精讲多练,启发引导,留有余地,注重创新”的原则编排教学内容。通过实践环节学习电子元器件的使用方法和技巧。
实际教学中采用黑板讲述、多媒体课件、网络视频等多种模式综合应用于各种教学环节中让学生反复强化基本理论和基础概念。同时兼顾理论应用和新知识,保证了知识结构的完整、合理性。
(2)阶梯式实验教学,突出课程的工程性和实践性
目前实现了电子技术基础实验、模拟电子综合设计实验和部分学生的系统实验三阶段台阶式教学方式,教学目的层次分明,循序渐进,使学生从常用电子仪器的使用方法和电子电路的测试方法学起,通过综合应用到电子系统的设计和实现,经历完整的科学的自主的训练过程,培养了学生实践能力、综合应用能力、系统集成能力和创新意识,使之在“硬件”实现和EDA技术的应用上能够达到一定的水平,并为进一步发展打下基础。
同时,在实验教学中可以及时地引进电子技术的新器件、新技术和新发展,紧跟当前的新发展。
另外,加上之后的各个级别的“电子设计大赛”、知名厂家的专题应用大赛和贯穿学生学习期间的课外科技活动,形成一个整体,还可使对电子学特别感兴趣的学生能够有个性地健康发展,达到较高的水平。
模拟电路教研室还参与了《电子技术实验基础》模拟部分内容的编写工作,正式出版了适合我校学生特点、与仪器配套的实验教材,为学生实践能力的提高提供了极大的便利。
设置了开放式学生实验室,使得学生在自主安排的时间段进入实验室学习,充分发挥其学习的主动性和创新性,为理论课程和实验课程之间架起了一座桥梁。同时在实验报告中设置相应思考题,启发学生独立思考,通过自己学习来发现知识、掌握原理,实现目的。使学生用自主、探索的态度学习。
(3)利用网络教学的灵活性和开放性,实现因材施教
充分发挥网络课堂的优势,活跃教学气氛。根据“自主学习,交流互动,举一反三,归纳总结”的原则,为更多希望深入学习本课程的学生提供发表自己看法的条件,使学习程度不同的学生相互启发,共同前进,实现因材施教。同时,缩小了师生间距离,提高了学生学习的主动性和自学能力,激发了学生的学习热情和潜能。
我们专门制作了统一风格的电子教案,并上传在网络课堂。此外,在“网络课堂”中还有 “教学要求”、“实验辅导”、“平时作业”、“答疑”、“师生讨论”、“问题集锦”……在整个教学中起着重要作用。
(4)课程中贯穿EDA软件的应用,突出课程的先进性
课程进行中,我们强调了EDA技术在模拟电子技术教学中的重要作用,在实验课中引入新器件、新技术、新方法。
根据学生计算机应用能力较强同时具有一定的自学潜力的具体情况,我们没有模拟电路EDA方面的课堂教学,而是在课程中贯穿EDA软件的应用,要求学生以自学和实验为主掌握EWB和PISPICE等多种EDA软件的使用方法。
电子电路乃至电子系统设计的计算机化,使得平时作业中更有条件去做更具复杂性、设计性和答案多样性的习题,培养学生自己解决问题的能力和创新意识。在基础实验和课程设计实验中,要求利用EDA软件进行分析、设计、仿真,然后再具体实现,使学生学会电子电路先进的科学的设计方法。
3.努力建设与提高师资队伍素质
一流的课程应具有一流的师资队伍,高水平的师资队伍是培养高素质人才的保障。因而教师队伍的建设是课程的基本建设。我们用“以老带新”、“优势互补”、科研与教学相结合、及时补充具有较高学历的新生力量等办法,建设和培育教师队伍。形成了一支学术水平高、教学效果好、责任心强、甘于奉献、具有良好传统的师资队伍。他们具有乐教精神、奉献精神、钻研精神、集体精神和自律精神,表现出我院教师的风范。
主讲教授承担了课程规划、课程教学、对新进教师指导等主要工作。教研室的主要成员均有自己明确的学科方向,并承接了一些各级科研项目,及时地将科研的成果反映到教学中来,并将教学研究的成果应用于科研中去。教学与科研相互促进,紧密跟踪电子技术发展的前沿。
目前有多位青年教师在攻读硕士学位,以提高自己的学术水平。
主要教师各自形成了独特的教学风格,在各种问卷调查中,他们都获得了有关教师和学生的好评。
4.选用最新教材、优化教学体系 紧跟电子技术的飞速发展,建立适于时代要求的课程内容体系始终是课程建设的中心。课程内容体系是通过教材来具体体现的。教材是师生教与学的基本素材,是体现一定教学目的的重要工具。教材综合地体现出我们教学改革成果的方方面面。
我们综合分析了正式出版的多种教材,根据我校学生特点,按照“内容精”“结构新”“重实用”的原则选择了近两年出版的教材,并建立了完整的电子教案、习题辅导等内容并全部上网供学生使用。在教学中也摒弃了部分偏重理论计算、缺少使用价值的内容。
二、主要创新点 1. 培养“系统观念、工程观念、科技进步观念和创新意识”的教学指导方针。2. 课堂教学、实验教学、网络教学和EDA教学交叉融合的教学结构。3. 以因材施教为目的的网络教学。4. 循序渐进的实践环节。5. 适当引入EDA教学。6. 多元化的教材。
三、实践情况
1.广泛的教学实践和良好的理论教学效果
上述基本建设在教学工作中发挥了巨大作用。2004~2006年模拟电子技术课程共教授电子工程系、通信工程系、控制工程系、光电技术系、计算机系等近100个班次的课程教学,接纳学生课内实验10万余人时数,课外与学生上机学时数1.6万人时数。在各种教学效果调查问卷中,综合分数均在90分以上。在对学生的教学效果调查问卷中,学生普遍认为这门课很有收获、主讲教师很称职、所用教材对我很有用、教师授课很有特色;对教师讲课给予很高评价,认为思路清晰,阐述准确,重点和难点突出,联系实际,内容更新,善于启发,因材施教,注重创新,作业利于自主学习,激发学生的求知欲,对学生要求严格,考核及评分改革明确。
理论考试成绩逐年稳步上升,一次性通过率和优秀学生比例有了明显提高,学生反映现在的模拟电路已经不再是“魔鬼电路”了。
2.电子技术科技实践活动硕果累累
实践应用是检验真理的唯一标准,学生利用所学课程的基本知识,综合应用于各个实践过程中,取得了丰硕的成绩。
近几年来我院学生积极参加各级科技制作竞赛和模拟电子应用专题大赛,这些都是我院教学成果的实际反映,在一定程度上肯定了教学改革。
在2003年全国大学生电子设计赛事中我院15个参赛队,有10个队获奖。获奖率为67%。其中,有3个全国二等奖,4个四川省一等奖,2个四川省二等奖等。获奖学生涵盖我院各相关系级单位的选手。
在2005年第七届全国大学生竞赛中我院22个参赛队,有10个队获得四川赛区一等奖,其中4个队被评为全国一等奖(在全国525所参赛高校中排名第六),6个队被评为全国二等奖(在全国525所参赛高校中排名第二),总成绩名列全国一般高等院校第一名。
电子系的黎波同学的课余制作成果“多路智能温、湿度采集控制器”参加美国国家半导体公司举办的“2003/2004年中国模拟技术应用技术应用设计大赛”获得优秀奖。
这些都是教学改革成果的一个缩影,充分肯定了课程革新的思路是正确的。
四、存在不足
电子技术是快速发展的技术之一,我们在教学实践中还存在诸多问题亟待解决。在师资队伍建设、创新意识培养、科研应用等方面还差得较多。但是我们相信,在学院重视、支持下,模拟电子技术一定会成为教学体系合理、教学效果优良的精品课程。
2006年3月27日
第三篇:模拟电子技术实验
模拟电子技术实验(B)内容安排
实验一仪器使用(P37页)(2课时)
实验二单级低频放大器(p71页)(2课时)
实验三集成运算放大器应用(P99页)(2课时)实验四RC有源滤波器的设计(P112页)(4课时)
实验五正弦波-方波-三角波发生器设计(P136页)(4课时)
上7周考试一周共八周考试:
平时 50%考试30%实验报告 20%
上面的页码是那本实验书的《电子技术基础实验,综合设计实验与课程设计》
第四篇:RC80Z6模拟电子技术教学改革总结21(小编推荐)
模拟电子技术教学改革总结之二 —— 从考试看模拟电子技术教学改革
信息工程系模拟电子技术教学改革小组
本学期按照信息系教学改革的部署,模拟电子技术课程的教学进行了改革。课程教学模式改变,必然使对学生的评价体系发生变化,考核的方式方法也要改变。
原有模拟电子技术课程评价体系为一张考卷决定学生该门课程的成绩,采用笔试的方式,一般主要考核理论知识内容。旧的评价体系已经不适应对应用技术教育的培养目标的评价,同样不适应课程教学以技能和能力培养为核心的教学模式评价的要求。课程教学的目标即要使学生掌握本门课程的基础知识和基本理论,同时要达到学生掌握本专业的岗位技能和能力的目标。
为了完整地评价课程教学的目标,模拟电子技术课程考试改变为理论知识考核与实际操作考核相结合,较全面考核学生对理论知识的掌握和操作技能和能力的掌握情况,这样才能客观、全面评价学生课程学习的真实情况。
我们就参加模拟电子技术课程教学改革的06级6个专业19个教学班的336名学生的考试情况进行初步分析。
一、理论考核情况分析
理论考试卷面100分,分为填空题20分、选择题10分、分析与作图题10分、计算题52分、综合题8分。考核的主要内容有:基本概念、基础理论、电路的定性与定量分析、电路的设计。重点考核对电路的分析能力、计算能力、应用能力和综合能力。考核内容含概了本门课程讲过的全部内容。
理论考试结果分析如下:
表1 理论考试基本情况统计表
类别 本科 参加考试人数 336 及格人数 326
及格率% 97
不及格人数 10
不及格率% 3
最高分 100
最低分 30
平均分 85.3 理论考试参加考试人数494人,及格人数479人,及格率96.9%,不及格人数15人,不及格率3.1%,平均分84.6分。
理论考试结果分数分布分析如下:
表2 理论考试分数分布统计表
类别 本科 人数 100分 99—90分 89—80分 79—70分 69—60分 59—40分 39分以下 13
38.40%
36.90%
14% 3.80% 2.40% 0.60% 百分比 3.90%
30%25%20%15%10%5%0%100分99-90分89-80分79-70分69-60分59-40分39分以下
图2 本科专业操作考试分数分布曲线图
从操作考试分数分布曲线可以看出,分数分布曲线为正态分布。
三、考试综合情况分析
将理论考试和操作考试综合在一起,全面反映学生学习模拟电子技术的情况。考试综合结果分析如下:
表5 考试综合情况统计表
类别 本科 参加考试人数 336 及格人数 327
及格率% 97.3
不及格人数 9
不及格率% 2.7
最高分 100
最低分 49
平均分 82.1 考试参加考试人数494人,及格人数479人,及格率97%,不及格人数15人,不及格率3%,平均分82.1分。
考试综合结果结果分数分布分析如下:
表6 考试综合情况分数分布统计表
类别 本科 人数 100分 99—90分 89—80分 79—70分 69—60分 59—40分 39分以下 2
21.70%
42.00%
24.10% 8.90% 2.70%
0 0.00% 百分比 0.60% 45%40%35%30%25%20%15%10%5%0%100分99-90分89-80分79-70分69-60分59-40分39分以下图3 本科专业考试综合情况分数分布曲线图
第五篇:数字电子技术实验教学改革初探
数字电子技术实验教学的改革初探
【摘 要】数字电子技术实验是《数字电子技术基础》课程的重要组成部分,也是理论和实践相结合,培养学生实践动手能力的主要途径。本文为适应高职教育改革的新特点,对实验教学进行了改革,以课题“简易秒表计时器”为例,着重培养学生的基本操作技能,从而激发学生学习专业课程的激情。
【关键词】高职实验;教学改革;简易秒表计时器 1.引言
数字电子技术实验是与《数字电子技术基础》课程相配套的重要实践性教学环节。现如今电子信息技术飞速发展,电子器件日新月异,数字集成电路被广泛地应用于各个领域。高等职业教育是以培养技能型、实用型人才为目标,因此,实验是教学的一个重要组成部分。为适应高职教育改革的新特点,学生必须强化对基本技能的训练,巩固及加深对基本理论知识的理解,从而增强学生的实际动手操作能力,培养学生独立思考问题和解决问题的能力。笔者结合多年的实践教学经验,以“简易秒表计时器”、“智力抢答器”、“家用电扇控制器”“交通信号灯”等几个实验课题为突破口,从不同角度进行了改革。
在计数器及应用实验中,555定时器构成的脉冲多谐振荡器、计数器和显示译码器共同作用能够实现计数显示的功能。对于数字电路系统所需的脉冲触发信号,既可以通过手动方式从实验装置中直接提供,又可以从脉冲信号发生器直接得到,而555定时器构成的多谐振荡器在实验中被学生广泛作为脉冲信号源来使用,再经过独立分析、设计,接至显示译码器,即可构成计数显示器。现以简易秒表计时器为例,设计一个可以满足由4位七段LED显示器,计时范围是59秒99毫秒的简易秒表,且具有清零、暂停计时控制的功能。
2.用555定时器构成的多谐振荡器
采用555定时器构成的多谐振荡器是一种性能较好的时钟源,其功能灵活,使用方便,只要外接少量元件,即可构成多种脉冲触发源,其电路图及电路工作波形如图1所示。如改变电容C可获得连续的低频脉冲,调节电位器RW可得到任意频率的脉冲如秒脉冲、100Hz、1kHz等标准脉冲。秒表电路实际上是一个对标准频率(100Hz)进行计数的计数电路,根据秒表计时器的设计要求,调节图1(a)中RW使uo输出脉冲信号频率为100Hz。
100KΩRWR210KΩC10.1μF......10KΩ+5VR1ui23VCC847623uo1V3CCuotTT1UOL5G5555C20.01μFUOH1.T2t
图1 多谐振荡器及其波形图
(a)电路图(b)工作波形
由图1(b)所示波形可知,多谐振荡器振荡周期为TT1T2,其中T1为电容电压从13VCC上升到23VCC所需时间,T2为电容电压从23VCC下降到13VCC所需时间,计算公式分别为:'T10.7R1RWR2C1 ,T20.7R2C1,可得出电路输出脉冲的频率
f1T1T21.43(R1RW2R2)C1。3.计数器电路
时间计数器电路由毫秒计数和秒计数两个部分构成,即毫秒个位、十位计数器(100进制计数器)和秒个位、十位计数器(60进制计数器)。图2是利用两片74LS161构成毫秒位的100进制计数器,两个10进制计数器采用串联进位式级联的方法构成的10×10=100进制计数器。由于74LS161的置数端LD为低电平有效,且是同步置数。在实现10进制计数器时,应选择Q3Q0经过与非门反馈到LD端则可实现10进制计数器。对于秒的个位、十位构成的60进制计数器请参考图2所示电路,仿照设计即可。
在图2中,暂停按键K1和清零按键K2可以改变电路的工作状态,当K1 K2断开时,电源VCC经过电阻R分压给计数器工作状态控制端、清零控制端送入“高电平”,令CTTCTP1,CR1使计数器具有正常计数的功能。当K1闭合、K2断开时,计数器工作状态控制端直接接地,即送入“低电平”,使CTTCTP0此时计数器具有保持某一状态不变的功能,即可实现暂停功能。当K1断开、K2闭合时,使CR0此时计数器具有异步清零的功能,即可实现清零的功能。
VCC.R...暂停按键K1CTTQ3Q2Q1.Q0CO&1.Q2Q174LS161 CTpCR(毫秒)十位CPD3D2D1D0LD.CTTQ3 CTpCPD3.VCC&Q0CO........74LS161CR(毫秒)个位D2D1D0LD.RK2清零按键图2 利用74LS161级联构成的100进制计数器
根据秒表计时器功能的要求,100毫秒来临时,毫秒计数器复位的同时要向秒计数器进一个有效脉冲信号,故将“毫秒”十位的Q3Q0通过与非门接到“秒”个位CP输入端即可实现“毫秒”到“秒位”的级联,见图6所示。
4.显示译码器
显示译码器由显示器件和译码驱动器两部分构成的。显示器件的种类很多,本文采用的是由LED构成七段共阴数码管,其外形结构如图5右侧部分所示,内部原理接线如图3所示。共阴型数码管是将各段发光二极管的阴极连在一起,作为公共端COM均接地。本文使用的译码驱动器为74LS48,其引脚排列如图4所示,七段输出是驱动各段数码管相应显示段的信号,由于驱动共阴极数码管,故其输出为高电平有效,即高电平时显示极数码管亮。显示译码器的电路原理图,如图5所示。
VCCVCCA3VCCabcdefg974LS481 8A2abcdefgR16 A1BI/RBOA2A1LTRBIA3A0GND..A0VCCabcdefgRabfcdeefgabgcdLTBI/RBORBI74LS48
5.整机电路设计图
图3 7个发光二极管的共阴极接法 图4 74LS48的引脚排列图 图5 LED七段显示器译码驱动电路逻辑图
经过以上各单元电路的设计,可以得到简易秒表计时器的原理图,如图6所示。
afedgbcfeagbcdfeagbcdfeagbcdRRRRabcdefgabcdefgabcdefgabcdefgRW100KOR210KOC10.1μF..........10KO+5V74LS48A3A2A1A0A374LS48A2A1A0A374LS48A2A1A0A374LS48A2A1A0R11KOR暂停按键K18476235G555CTTQ3 CTpCPD3..Q2Q1Q0COCRD0LD74LS161(秒)十位D2D1&1..CTTQ3 CTpCPD3Q2Q174LS161(秒)个位D2D1.&&..CTTQ3Q2Q1Q0COCRD0LD.Q0&1..CTTQ3 CTpCPD3Q2Q1CO.VCC&Q0CO510.01μFC2...............74LS161 CTpCR(毫秒)十位CPD3D2D1D0LD.....74LS161CR(毫秒)个位D2D1D0LD.R1KO清零按键K2
图6 简易秒表计时器的原理图
6.结论
电源接通后,多谐振荡器能连续产生f =100Hz的脉冲触发信号,加至计数器的毫秒个位的CP输入端,在复位按键K1断开的情况下,毫秒计数器不停地在0-99之间循环计数,毫秒计数器每结束一次循环向秒(个位)计数器进一个脉冲信号,驱动秒(个位)计数器计数一次,使秒显示器循环地显示0~59之间的数字。当按下暂停按键时,显示器停暂停计数,可以读取相应的显示数据。按下清零按键显示器清零,各个计数器可以准备重新开始计数。请读者尝试如何用RS触发器和单稳态触发器实现计数器暂停和清零工作。
事实证明,经过一系列的实践教学改革,能使学生对数字电子技术这门课程产生浓厚的兴趣,大大提高学生的实际操作能力。通过这种方式,学生可以把实践的感性认识提升到理性思维,从而升华至多个知识点综合应用的效果,使得更多的学生从被动学习变为主动参与,实现实践教学改革的目的,也为学生以后能成为技能型、实用型人才奠定了坚实的基础。
参考文献
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