【摘要】隨著科技的發(fā)展，電子設(shè)計自動化技術(shù)（EDA）技術(shù)越來越成熟，不斷走進數(shù)字電路課堂中，然而數(shù)字電路課程內(nèi)容復雜，理論知識抽象，學生在理解學習過程中存在很多困難，所以必須要對數(shù)字電路課程實施教學改革。本文提出將Multisim和FPGA仿真軟件引入到數(shù)字電路課堂中進行實例仿真和課程教學，將FPGA軟件引入到數(shù)字電路課程中，能夠幫助學生更好更快的掌握數(shù)字電路芯片內(nèi)部的電路設(shè)計過程，通過復雜抽象的理論知識與仿真技術(shù)有機的結(jié)合起來，以更加直觀具體、形象生動的方式展現(xiàn)出來，這樣能夠大大提高教學效果，培養(yǎng)學生的獨立創(chuàng)造能力，增加學生自主學習的積極性。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字電路 Multisim仿真 FPGA仿真 課程教學改革

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）36-0026-02

在電子信息類專業(yè)，數(shù)字電路是學生必須要涉及到學習到的基礎(chǔ)課程。數(shù)字電路課程由于理論性極強，所以內(nèi)容往往比較抽象，而數(shù)字電路課程包含大量的內(nèi)容，如果教師在上課時對每個知識點都有細致的劃分和講解，那么僅僅依靠每學期的課時根本無法完成授課任務，所以教師在每堂數(shù)字電路課都會講解大量的內(nèi)容，而抽象的理論知識，繁瑣的器件構(gòu)造以及復雜的使用過程都使得學生的吸收學習變得極為困難。很多信息類專業(yè)的學生無法真正掌握數(shù)字電路課程的重點和使用過程，只是將學到的內(nèi)容不斷堆砌起來。

本文對基于Multisim和FPGA的數(shù)字電路課程教學改革進行研究，分別分析了利用Multisim仿真和FPGA仿真進行的課程改革過程。通過本文的分析可以發(fā)現(xiàn)利用Multisim和FPGA仿真軟件輔助電路設(shè)計，可以大大提高電路設(shè)計的成功概率，更重要的是能夠培養(yǎng)學生自主創(chuàng)新設(shè)計電路的能力，提升分析問題、解決問題的水平[1]。

一、基于Multisim的數(shù)字電路課程教學改革與研究

隨著科技的發(fā)展，各種技術(shù)都不斷成熟，電子設(shè)計自動化技術(shù)（EDA）也愈加完善，走進電子信息類專業(yè)學生的課堂中，成為學生必須要掌握的技能之一。電子設(shè)計自動化技術(shù)在教學中引入Multisim和Proteus等電子設(shè)計自動化仿真軟件演示電子器件的使用過程和功能，幫助電子設(shè)計自動化技術(shù)更好的融入課堂，同時可以很好地激發(fā)學生的學習積極性，培養(yǎng)學生的發(fā)散性思維和創(chuàng)造能力。

數(shù)字電路包含的零件結(jié)構(gòu)復雜，包括計數(shù)器、非門、門電路、定時器、組合邏輯電路、D觸發(fā)器、時序邏輯電路、BCD譯碼器、顯示器、精密電位器、寄存器、數(shù)碼管、AD/DA轉(zhuǎn)換器等等。這些零件在使用過程會涉及到大量的數(shù)據(jù)，因此必須要提供豐富的元件數(shù)據(jù)庫，Multisim仿真軟件能夠做到這一點，它不僅僅能夠為電子電路仿真提供數(shù)據(jù)資源，同時還能提供各種各樣的仿真儀器（示波器、分析儀、萬用表等）。Multisim的提出和使用已有多年歷史，是Windows中最基礎(chǔ)的仿真軟件，仿真分析能力也已經(jīng)相當完善，能夠?qū)㈦娐吩硪詧D像的方式完整的輸入進電腦。將Multisim仿真軟件引入到數(shù)字電路課堂上，能夠幫助學生更好地了解電子設(shè)計自動化技術(shù)的概念原理，更快地掌握技術(shù)的應用過程、使用方法以及注意事項等等[2]。

二、基于FPGA的數(shù)字電路課程教學改革與研究

FPGA軟件由Labcenter Electronics軟件公司研發(fā)，F(xiàn)PGA軟件是一種嵌入式設(shè)計平臺，具有能夠?qū)?nèi)部數(shù)字電路、模擬電路和外部混合電路連接起來的功能，連接過程能夠有效實現(xiàn)電路系統(tǒng)仿真、軟件系統(tǒng)仿真以及多種處理器仿真等等，同事還能實現(xiàn)PCB設(shè)計功能，對EDA軟件工具進行調(diào)試和測試[3]。

將FPGA軟件引入到數(shù)字電路課程中，能夠幫助學生更好更快的掌握數(shù)字電路芯片內(nèi)部的電路設(shè)計過程，也能幫助學生更直觀地了解內(nèi)部芯片（如單片機、顯示器、數(shù)碼管等）的工作原理，使學生在后續(xù)學習過程更加輕松，在自主設(shè)計電路時，能夠考慮接口的設(shè)計，擁有綜合設(shè)計能力。Multisim和FPGA仿真軟件在數(shù)字電路課程教學改革中的應用以及優(yōu)勢如下表1所示[4]：

分析表1可知，將Multisim和FPGA仿真軟件引入到數(shù)字電路課程改革中能夠改善傳統(tǒng)教學模式內(nèi)容抽象，學生理解不深入的問題，更好地培養(yǎng)學生的學習能力。

三、結(jié)束語

通過本文的分析可以了解到目前的數(shù)字電路課程存在很多問題，例如每學期課時不夠、課堂內(nèi)容復雜抽象、教師在每堂課中講解的內(nèi)容過多等等，這些都極其不利于學生的吸收學習，大大降低學生的學習效果，對數(shù)字電路課程實施教學改革已經(jīng)成為迫在眉睫的任務。將Multisim和Protcus仿真軟件引入到數(shù)字電路課堂中，能夠?qū)⒄n堂內(nèi)容更加直觀具體地展現(xiàn)出來，幫助學生更好地理解電路設(shè)計過程，增加學生的學習效率，提高學生的學習興趣，是對數(shù)字電路課程實施教學改革的有效方法。

參考文獻：

[1]嚴國紅，趙文來，張水英.基于Multisim和FPGA的數(shù)字電路實驗教學改革與研究[J].中國校外教育旬刊，2013（z1）.

[2]倪德克，師亞莉，朱旭花，等.EDA技術(shù)在數(shù)字電路課程設(shè)計教學改革中的探索與實踐[J].大學教育，2016（4）：118-119.

[3]楊慧晶，于斌，任明遠.基于FPGA課程的教學改革探究[J].黑龍江教育：高教研究與評估版，2014（9）：8-9.[4]楊奇，楊蓮紅，王超.基于Multisim10.0與FPGA的血型配對指示電路的設(shè)計與仿真[J].高師理科學刊，2012（5）：39-42.

基金項目：寶雞文理學院教改項目：17JGYB57

作者簡介：周新淳（1983-），男（漢族），陜西寶雞人，碩士研究生，講師，主要研究方向：通信技術(shù)、單片機及嵌入式系統(tǒng)研究。