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1.引言 随着科学技术的发展，虚拟仪器越来越受到人们的关注，借助虚拟仪器开发的虚拟实验室越来越受到老师和学生的青睐，面对传统实验室的有限资源我们怎样才能让实验顺利开展，如何在教学实验中使学生更好地学习数字逻辑电路和对自己已有的数字逻辑电路进行验证是一个比较繁琐的问题【1】。借助虚拟实验室能在一定程度上能缓解资源的紧缺，虚拟实验室能在一定程度上辅助教师的教学，能为学生提供一个自主学习的平台，学生能自主安排试验时间并可以结合自身的条件指定任务。虚拟实验室的构建还能节约资源，不再占用专门的实验室和计算机。 copyright paper51.com 本设计采用LabVIEW作为开发工具应用各种控件开发了一个包含编码器、数据选择器、译码器、加法器、减法器、计数器、触发器的实验平台，能够基本满足学习者对以上逻辑电路的实验原理的理解和逻辑电路的验证。选择LabVIEW作为开发平台的最大优势就是程序开发效率高，它几乎提供了所有经典的信号处理函数和大量现代的高级信号分析函数，这些函数用图标的方式提供给用户；使用者采用图标与连线的方式，可以像画电路板一样编写程序，非常形象直观，又便于修改和移植[5]。 paper51.com 本文共包含引言、需求分析、软件简介、数字电路虚拟实验室的构建、在构建虚拟实验室中遇到的问题及部分解决方案、调试及运行、结束语七个部分，通过对七部分的认识可以了解到整个虚拟实验室构建的大体过程及方法。 http://www.paper51.com 2.需求分析 http://www.paper51.com 实验是数字电路课程的重要组成部分，针对数字电路实验而言大多试验都是黑箱实验，实验的大多目的都是验证其芯片的功能、理解实验的原理、加深理解所学的知识、锻炼学生的科学实证思维。在进行实验前，学生必须明白实验目的要求，理解实验原理，所以开发一个能让虚拟实验室可让用户验证相应实验的结果并得出相应的特性表，进而了解实验原理，对部分实验而言用户还可清楚地得到波形图是一个有助于数字电路实验教学重要举措。 paper51.com 数字电路中的“0”和“1”表示的是逻辑电路状态，信号的电平有两种规定，一种是正逻辑，一种是负逻辑。正逻辑用高电平表示逻辑“1”，低电平表示逻辑“0”，在LabVIEW中用布尔选板来表示数字电路中的逻辑表示是一个很好的选择，LabVIEW中布尔选板中的布尔数值就可以表示“1”“0”状态。选择LabVIEW作为开发平台我们可以直观形象的编程生动的程序。现在网络上有一些关于数字电路的虚拟实验室，但是提供的资料远远不能满足学生学习的需要，所以我选择用LabVIEW开发一个包含简单的编码器、译码器、触发器、计数器的虚拟实验室。 内容来自www.paper51.com
3.软件简介 内容来自论文无忧网 www.paper51.com LabVIEW是由美国NI公司研制开发的一种图形化的编程开发环境，它的英文全称是Laboratory Virtual instrument Engineering Workbench。这样的图形化编程称为“G”语言编程，使用这种语言编程时，基本上不写程序代码，取而代之的是流程图或框图。它尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念，因此，LabVIEW是一个面向最终用户的工具。它可以增强你构建自己的科学和工程系统的能力，提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。使用它进行原理研究、设计、测试并实现仪器系统时，可以大大提高工作效率。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com LabVIEW环境中开发的每个程序叫做一个Virtual Instrument（简称VI）。LabVIEW提供了丰富的数值选板及函数选板这为数字电路实验室的构建提供了很多方便，利用LabVIEW构建虚拟实验室可以降低实验成本，提高编程效率。 内容来自www.paper51.com
4．数字电路虚拟实验室的构建 paper51.com 在数字电路中实验是教学的重要环节，实验中常见的内容主要包含编码器、译码器、加法器、减法器、数据选择器、触发器、计数器和寄存器。在此虚拟实验室中主要包含3位二进制编码器、3位二进制优先编码器、3位二进制译码器、一位半加器、一位全加器、4选1数据选择器、8选1数据选择器、D触发器、T触发器、RS触发器和同步二进制计数器等实验。 paper51.com |