模拟电子技术(7.6)--实验九积分运算电路EDA实验

第ｌ６卷第２期　２００６年４月　长春大学学报　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＣＨＡＮＧＣＨＵＮ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ　Ｖｏ１．１６　Ｎｏ．２　Ａｐｒ．２００６　文章编号：１００９—３９０７（２０ｏ６）０２—００３３—０３　

ＥＤＡ实现仿真电路验证与实验　

王玉琦　，贾　科　，郭蒙承　（１＿长春大学理学院，吉林长春１３００２２；２．长春理工大学光电信息学院，吉林长春１３００２２；　３．吉林大学通讯工程学院，吉林长春１３００２１）　。　摘要：论述了现代教育技术仿真实验如何应用在电工、电子电路教学上，对电路的一些物理现　象给予验证，使多媒体教学真正实现教学、验证、实验一体化，达到更好的教学效果。　关键词：教育技术；电路；仿真；验证　中图分类号：ＴＰ３９１．９　文献标识码：Ｂ　

０引言　飞速发展的现代教育技术，不仅使教学手段实现了现代化，同时对教学对象的分析、创新能力的提高　也起了重要作用。多媒体技术、计算机仿真技术等都可称为现代教育技术。采不采用现代教育技术已经成　为一个国家、一所学校、是否现代化的一个重要标志，当然，掌握和运用好现代教育技术也已经成为广大　教师在深化教学改革中的一个重要课题。如仿真系统越来越普及，特别是在电工、电子电路中的应用已日　趋成熟。它的应用会明显地开发学生智力，培养学生动手能力和创造性思维。目前，大多数学校、培训基　地由于实验室提供的器件和设备有限，有的甚至无法实现和满足时代的要求。而利用ＥＤＡ工具可以在计　算机上模拟出实验室的环境、仪器设备和元器件。而不受实验室实验仪器和元器件品种、规格和数量上的　限制，与传统实验方式相比较，更能突出实验教学中以学生为中心的开放式实验教学模式，从而提高学生　对电路的综合分析能力、设计能力以及创新能力…。　１　ＥＤＡ技术简介　ＥＤＡ技术是以计算机及相关软件为工作平台，综合了电路、系统、数据库、图形学、图论、计算数　学及优化理论等多学科最新科技成果形成的技术，目前已有ＥＷＢ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＷｏｒｋｂｅｎｃｈ）、ＶＨＤＬ等先进　的电工、电子电路设计软件，为科研设计人员、教师进行实践性教学提供了充分的条件。ＥＤＡ技术虚拟　仪器显示传统实验教学中难以观察到的现象，学员可以很清楚地看到输入信号的改变、器件参数的变化对　电路输出波形的影响。同时对电路仿真实验又可排除原材料的消耗和仪器损坏等因素，从而弥补了实验室　仪器和元器件不足等遗憾。ＥＤＡ技术工具种类较多以使用经验比较来看，其中ＥＶＶＢ比较适合于教学实　践，它具有工作界面友好，容易掌握，使用方便，元器件种类齐全，分析方法多，测试准确，能实现硬件　实验的许多功能。因此可称得上是一个元件、仪器齐全先进的电工、电子电路实验室＿２　Ｊ。　２应用实例　含有储能元件的电路换路后，就产生从一种稳定状态转换到另一种稳定状态的变化过程，称为过渡过　程。引起过渡过程的根本原因是由于能量储存与释放不能突变的缘故。可由ＥＤＡ技术仿真电路实验来验　证这一道理【３　Ｊ。如图１所示电路：　收稿日期：２００６－０１一ｏ５　作者简介：王玉琦（１９５６一），女，吉林省长春市人，长春大学理学院教授，主要从事教育技术与电子技术方而的研究。

实验一组合电路的设计

1. 实验目的：熟悉MAX + plus II 的VHDL 文本设计流程全过程，学习简单组合电路的设计、多层次电路设计、仿真和硬件测试。

2. 实验内容：设计一个2选1多路选择器，并进行仿真测试，给出仿真波形。3. 实验程序如下：library ieee;

use ieee.std_logic_1164.all;

entity mux21a is

port(a,b,s:in std_logic;

y:out std_logic); end entity mux21a;

architecture one of mux21a is

begin

y<=a when s='0' else b ;

end architecture one ;

4. 仿真波形（如图1-1所示）

图1-1 2选1多路选择器仿真波形

5. 试验总结：从仿真波形可以看出此2选1多路选择器是当s为低电平时，y输出为b, 当s为高电平

时，y输出为a（y<=a when s='0' else b ;），完成2路选择输出。

实验二时序电路的设计

1. 实验目的：熟悉MAX + plus II VHDL文本设计过程，学习简单的时序电路设计、仿真和测试。

2. 实验验内容：设计一个锁存器，并进行仿真测试，给出仿真波形。

3. 实验程序如下：

library ieee;

use ieee.std_logic_1164.all; entity suocun7 is

port(clk: in std_logic;

en: in std_logic;

D: in std_logic_vector(7 downto 0);

B:out std_logic_vector(7 downto 0));

end suocun7;

architecture one of suocun7 is signal K: std_logic_vector(7 downto 0);

1 实验一 带进位输入的8位加法器

一、实验目的

设计并实现一个8位全加器。

二、实验原理

在实验三中介绍了一个一位的全加器的例子，在这里将设计一个8 位的全加器，其框图如图1-1所示。图中的“进位入”Ci-1指的是低位的进位输出，“进位出”Ci即是本位的进位输出。

图 1-1 8位全加器原理图

三、实验要求

全加器的17个输入所对应的管脚与17位拨码开关相连，17个输入管脚是Ai0～Ai7、Bi0~Bi7和Ci-1，Ai0～Ai7、Bi0~Bi7代表两个8位二进制数，Ci-1代表进位入；9个输出所对应的管脚与9位发光二极管相连，9个输出管脚是Si0~Si7和Ci，Si0~Si7代表相加结果，Ci代表进位位。

实验工程项目命名为add，源程序命名为add_8.bdf。

四、实验记录

输入 实验结果

Ci-1 Bi(7..0) Ai(7..0) Si(7..0) Ci

0 00000000 00000000

0 00000001

„„ 00000000

„„

0 11111110 11111110

0 11111111 11111111

1 00000000 00000000

1 00000001

„„ 00000000

„„

1 11111110 00000000

1 11111111 00000000

五、实验报告要求

1、详细叙述设计过程与实验步骤；

2、分析实验记录的正确性。

（被加数）Bi (7..0) 全加器 （被加数）Ai (7..0)

（进位入）Ci-1 （全加和）Si (7..0)

（进位出）Ci 2 实验二 多路数据选择器

一、实验目的

设计并实现一个16选1多路数据选择器。

二、实验原理

在VHDL语言中描述一个2选一多路选择器的方法有多种，推荐使用when else构造，这样在VHDL代码中只用1行就可以描述2选1多路选择器。例如：

第18卷增刊2008年7月全国高等学校电子技术研究会论文集V01．18su一．Jul．2008

模拟电子技术实验考核的探索与实践

董俊吕念玲李磊甘伟明

(华南理工大学电信学院电工电子教学实验中心，广东广州510640)

摘要：结合在模拟电子技术实验教学中的体会，探讨与总结了加强实验考核的举措和效果，提出了在新的形势下，把提高学生模拟电子电路理论联系实际的能力，加强学生实验基本技能的训练，培养学生设计能力与实际动手能力作为实验考核的重点目标，更好地为实验教学服务。关键词：实验考核；动手能力；理论；实践中图分类号：TNOl文献标识码：A文章编号：1673—7938(2008)增刊一0033一02

模拟电子技术(以下简称“模电”)实验考核是模电实验教学的一个重要环节，采用什么样的考核方

式是由教学目标来决定的。根据模电实验课程目

标，实验作业的考核方式完全不同于以往的“一张试卷”的考核方式，因此，每次实验工作完成后，应对学

生所作实验报告与内容作认真审核，评定成绩并列入学生成绩档案，以强化师生对实验工作的重视程

度，同时，也有利于调动学生实验工作的积极性，强化责任心，保质保量地完成实验教学任务。

1模电实验考核的基本要求

通过模电实验考核既要检测学生对模电基本理论、基本概念的理解，又要检测学生对模电工作原理

的运用程度，重点考核学生的实际操作能力。因此，

模电实验考核不能仅仅是在书面测验中放进几道选择题。书面测验只适用于其中一部分内容，具有很

大的局限性，既不能全面、科学地反映模电教学的实际情况，又难以调动教师和学生搞好模电实验教学

的积极性。合理、全面、有效的模电实验考核应该符

合下列基本要求：1)内容全面，突出重点，注重基础，逐步提高；

2)精心设计，周密准备，便于实施，可行性强；

3)注重平时，制度健全，注重效果，促进教学。2模电实验考核的内容模电实验考核的重点不要放在知识点的简单记

忆和重现上，不应孤立地对基础知识和基本技能进

行测试，而应放在分析和解决实际问题的背景中去