數(shù)字電子技術(shù)等級(jí)呼叫電路實(shí)驗(yàn)的探索與研究

蘇州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 萬(wàn)海琳

為了培養(yǎng)創(chuàng)新人才，對(duì)數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探索與研究，等級(jí)呼叫電路是數(shù)字電子技術(shù)中組合邏輯電路的重要實(shí)驗(yàn)。學(xué)生根據(jù)所學(xué)編碼器，譯碼器的相關(guān)知識(shí)，依據(jù)電路設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行分析與探索，設(shè)計(jì)出符合要求的呼叫電路。該實(shí)驗(yàn)有助于培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力，激發(fā)學(xué)生的綜合實(shí)踐創(chuàng)新能力。

數(shù)字電子技術(shù)課程，是應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程；它來(lái)源于電子產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)、電子電路焊接與裝配、元器件識(shí)別與檢測(cè)、電子電路調(diào)試等典型工作任務(wù)；它以《模擬電子技術(shù)與實(shí)踐》等課程的學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，又為后續(xù)《高頻電子線路》，《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》等課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。等級(jí)呼叫電路實(shí)驗(yàn)是組合邏輯電路中運(yùn)用集成器件設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，是將編碼器和譯碼器知識(shí)進(jìn)行運(yùn)用，來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。并激發(fā)學(xué)生思考，提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。大學(xué)生通過(guò)數(shù)字電子技術(shù)課程實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，能夠?qū)⑺鶎W(xué)的理論知識(shí)靈活運(yùn)用，并且加深所學(xué)知識(shí)的理解，同時(shí)還可以提高動(dòng)手能力。

1 實(shí)驗(yàn)要求及分析

圖1 等級(jí)呼叫電路仿真圖（1）

圖2 等級(jí)呼叫電路仿真圖（2）

布置電路設(shè)計(jì)要求：機(jī)關(guān)有8個(gè)上司，每個(gè)上司房間裝一個(gè)按鈕，在秘書(shū)房間裝一個(gè)顯示器，用來(lái)顯示上司的編號(hào)。上司的位權(quán)是不同的，秘書(shū)小麗依照上司的位權(quán)，優(yōu)先對(duì)位權(quán)高的上司進(jìn)行服務(wù)。假設(shè)上司位權(quán)最高是編號(hào)為7的上司，次之為6號(hào)，最低的上司為0號(hào)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，與學(xué)生一起分析出，該實(shí)驗(yàn)需要運(yùn)用到兩個(gè)模塊，一個(gè)模塊是顯示譯碼部分，一個(gè)模塊是編碼部分。并且確定編碼器為優(yōu)先編碼器。

實(shí)驗(yàn)分析：優(yōu)先編碼器對(duì)8位上司輸入的信號(hào)進(jìn)行篩選，將位權(quán)最高的上司呼叫信息送入優(yōu)先編碼器進(jìn)行編碼，編碼輸出信息再送入顯示譯碼器進(jìn)行譯碼，顯示譯碼器通過(guò)數(shù)碼管，將二進(jìn)制信息翻譯成與上司編號(hào)對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)字，讓秘書(shū)小麗可以清楚地辨別。

2 實(shí)驗(yàn)實(shí)施

為了讓學(xué)生在課程中進(jìn)一步地接近數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的精髓，直至融會(huì)貫通，做到自主學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)實(shí)施主要分為以下2步。

2.1 等級(jí)呼叫電路的搭建

根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析，大多數(shù)學(xué)生能夠選取合適的芯片，并對(duì)其進(jìn)行搭建,搭建完如圖1所示。

電路順利搭建好之后，有一小部分學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并提出問(wèn)題。

問(wèn)題：根據(jù)電路設(shè)計(jì)要求，編號(hào)為7的上司權(quán)利最高，所以將7號(hào)上司的呼叫信息與優(yōu)先編碼器等級(jí)最高的7端口相接。但是當(dāng)7號(hào)上司呼叫時(shí)，數(shù)碼管上顯示數(shù)字0；6號(hào)呼叫時(shí)顯示數(shù)字1。顯示的數(shù)字與編號(hào)不對(duì)應(yīng)。

學(xué)生根據(jù)問(wèn)題，研究如何使得數(shù)碼管上顯示的數(shù)字與上司的編號(hào)對(duì)應(yīng)。在這一環(huán)節(jié)中，學(xué)生能夠在進(jìn)一步理解電路的同時(shí)，學(xué)會(huì)如何使得電路設(shè)計(jì)滿足實(shí)際要求，激發(fā)學(xué)生的研究興趣。改善后如圖2所示。

2.2 等級(jí)呼叫電路的優(yōu)化

在完成以上兩步驟之后，電路已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，呼叫的信息，只有位權(quán)高的上司信息進(jìn)入編碼器編碼，然后由顯示譯碼器譯碼出該上司的編號(hào)。

但是我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，沒(méi)有上司呼叫時(shí)，數(shù)碼管理論上應(yīng)該是不亮的，但是數(shù)碼管卻顯示數(shù)字0，如圖3所示。這會(huì)使得秘書(shū)小麗搞不清楚到底是0號(hào)上司呼叫，還是沒(méi)有人呼叫，所以我們需要對(duì)電路進(jìn)行優(yōu)化。在沒(méi)有人呼叫時(shí)，數(shù)碼管上的0需要滅掉。

圖3 等級(jí)呼叫電路仿真演示圖

圖4 等級(jí)呼叫電路完善圖

在這一環(huán)節(jié)中，同學(xué)們需要熟悉顯示譯碼器與編碼器的功能表，了解其各個(gè)端口的功能及其輸出輸入狀態(tài)。需要自己去查閱資料，自主探究，最后通過(guò)思考實(shí)現(xiàn)目標(biāo)電路，提升學(xué)生解決問(wèn)題的能力。最終完善電路如圖4所示。

總結(jié)：數(shù)字電子技術(shù)是一門(mén)理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的專業(yè)課程，也是一門(mén)綜合性的技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)科，許多理論和方法只有通過(guò)實(shí)際驗(yàn)證才能加深理解并真正掌握。等級(jí)呼叫電路作為組合邏輯電路實(shí)驗(yàn)的擴(kuò)展，通過(guò)創(chuàng)新解決問(wèn)題，獲取知識(shí)，能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、挖掘潛力，增強(qiáng)信心，提升學(xué)生分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力，為將來(lái)從事技術(shù)工作和科學(xué)研究奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。