基于虚拟仪器的数字电路实验系统设计

张商州，刘爱军，刘菘

（商洛学院 电子信息与电气工程学院，陕西商洛 726000）

数字电路作为电类专业的专业基础课程，对学生的理论学习和实验操作都有较高的要求，也是很多专业课程的先行课程。通常数字电路的授课过程是先理论再实验，部分学生较难将理论与实验相结合，再加上实验课程大多为验证性实验，所以实验效果往往不是很好[1-3]。如果在上课过程中能够结合虚拟仿真技术，讲授过程中及时对各种逻辑关系、组合逻辑电路、时序逻辑电路等进行演示，使得课堂教学更加直观、简单，为传统教学方式开辟新的路径[4-5]。鉴于此，本文基于LabVIEW仿真软件设计了数字电路实验系统，摆脱了传统实验仪器的束缚，通过软件前面板更为直观地展示各类数字电路输入与输出之间的逻辑关系，使学生更好地理解各个门电路和集成芯片的功能。目前，该实验系统已应用在《数字电路与逻辑设计》教学过程中，大大地提高了学生的学习兴趣，帮助学生更好地理解和记忆数字电路的逻辑功能，在学生中反响较好。

1 实验系统总体设计

实验系统主要由组合逻辑电路、时序逻辑电路和综合设计电路实验组成，其主界面如图1所示。

图1 数字电路实验系统设计界面

其中组合逻辑电路实验中包括基本逻辑门电路（与门、或门、非门、与非门、或非门、同或门和异或门）、全加法器、译码器、编码器等，时序逻辑电路主要包括触发器、寄存器和计数器，这两部分主要借助LabVIEW中布尔模块对电路的原理、组成、功能进行直观演示；……