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虚拟仪器LabVIEW在数字电路实验教学中的应用
来源:本站整理  作者:佚名  2009-05-08 15:42:38



  使用虚拟仪器LabVIEW构建程序,按方程组1构建的后面板如图3所示。


图3 七段显示译码器的LabVIEW后面板(程序)

  从图3可以看出,LabVIEW后面板(程序)和相应的逻辑电路在形式上完全对应,即LabVIEW的程序其实就是逻辑图的具体体现了。若采用“高亮度单步执行”方式,还可以直观地观察到信息(信号)的流动及每一环节的中间运算结果,这是其它数字逻辑实验所不及的,这也正是基于虚拟仪器LabVIEW进行数字逻辑实验所表现出的直观性、简洁性和实用性。

  相应的程序前面板(输出/操作界面)如图4所示。


图4 七段显示译码器实验的前面板

  实验中用4个开关I0~I3分别作为四位代码产生的逻辑器件,用a~g七个发光指示灯分别作为七段数码显示器的显示单元,这些“器件”都是LabVIEW提供的现成的输入/输出控件,直接运用即可。

  图中当前显示的是输入为“1001”时的译码显示“9”,实验或演示时只须用鼠标操纵水平摇杆开关I0~I3即可得到相关的输入代码,对应的输出(译码显示)则在右端显示出来;当然,也可用“CTRL+E”组合键调出程序后面板窗口图3,运用单步高亮度执行的方式来观察译码器的工作过程。

4 虚拟仪器应用于数字电路实验教学的优点

  引入虚拟仪器进行实验和教学,除了具备上述容易实现,过程简单和效果明显的特点之外,还可以达到以下目标:

  先进仪器的低成本化
  缩短新型仪器的开发周期
  降低仪器的维护、配置成本
  容易实现基于网络的交互式实验和教学
  强化学习、实验过程的自主性和自创性

  而达到上述目标,就可以改善相应的教学模式,将为培养适应新世纪的创新人才创造十分有利的条件,也为高校自身实力的提升和教学成本的降低提供了理想的发展空间。可以预见,虚拟仪器技术将是今后仪器科学发展在相当一段时期内的重要方向[6-7]。

5 结论

  虚拟仪器系统应用于实验或教学,是虚拟仪器系统在测试领域之外的又一应用领域,而应用于数字逻辑电路的实验教学,能充分发挥虚拟仪器系统的优越性,使教学过程变得更加直观,使实验过程能充分体现学生的参与度、加强自创实验的设计和实践,而且虚拟仪器在数字逻辑电路实验中的应用面广、包含范围宽,加上适当的A/D或DAQ,可方便地将这类系统升级为具有实际意义的基于虚拟仪器的实验/分析系统。

  将虚拟仪器应用于数字逻辑电路的教学、实验,具有较好的实际意义,也是虚拟仪器在测试领域之外得到应用的又一重要补充。

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