仿真软件在《数字信号处理》教学中的应用探讨性论文

仿真软件在《数字信号处理》教学中的应用探讨性论文（精选9篇）

仿真软件在《数字信号处理》教学中的应用探讨性论文 篇1

Multisim仿真软件在数字电子技术教学中的应用

摘 要 在数字电子技术课堂中利用Multisim仿真软件进行教学演示，使得枯燥乏味的教学活动变得生动有趣，激发学生学习兴趣，提高学习积极性，增强教学效果。该软件还可以在电路设计及电路制作等其他实践和创新环节开发出更大更广泛的应用。

关键词 Multisim；动态仿真；数字电子技术

中图分类号：G712 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2016）06-0017-03

在数字电子技术课堂教学中，教师经常需要讲解一些电路图、波形图、时序图等图形，传统的方法无非就是黑板、多媒体投影等形式，以便增强学生对知识要点的理解。但这里有个明显的问题，对大部分教师而言，要花大量的时间在黑板上或者PPT上把各种电路图、波形图或者时序图等精准地画出来，往往是事倍功半，因为画那些图形既费时又费力。从学生角度，也无法正确理解这些图的变化与参数之间的对应关系，与实际明显脱节。这样的学习很难引起学生的充分注意，因而也就不容易建立学习兴趣，所以学习效率也往往较低。结合现代职业教育的理念，这种教学模式和教学过程理论联系实际明显不够，学生的学习积极性不高也在所难免。

Multisim仿真软件中有强大的元器件库和仪表库，可以充分利用软件中这些强大库功能，同时针对学生的知识结构梳理出数字电子技术知识重难点，根据重难点绘制好电路图并将电路图进行动态仿真演示。Multisim仿真软件运行时的波形图、时序图等是动态效果图，很容易集中学生的注意力。在浅化知识点的同时，内容讲授过程变得更生动有形，课堂氛围既严谨又活泼，学生在潜移默化中提高了兴趣，从而增强教学效果。Multisim软件简介

Electronics Workbench（EWB）也称为“虚拟电子工作平台”，是加拿大IIT公司在20世纪八九十年代推出的用来进行电路仿真与设计的EDA软件。美国国家仪器仪表公司（National Instruments）在2005年将IIT公司兼并，MultiSim成为NI公司的电路设计软件的套件之一。2007年初，NI公司推出NI Multisim10。NI Multisim10具有丰富而强大的仿真分析能力，各种虚拟仪器设备，可以完成各种电路分析方法，以便帮助设计人员深入分析电路性能，提高设计效率，优化电路设计。在数字电路教学上的应用

以JK触发器为例 数字电路教学中，JK触发器属于比较难进行阐述和表达清楚的，学生也难于理解其中的原理的知识点。运用传统的教学方法来阐述JK触发器原理的时候，通常是通过布尔代数表达式来进行推导，通过推导得出JK触发器真值表；然后以真值表为基础，进一步画出JK触发器的时序图。现在看来，这种教学过程往往教师是主体，因为自始至终都是教师在推导演算JK触发器的真值表和表达式。整个过程中大部分学生无法得知教师所讲的JK触发器的硬件电路连接过程、输出波形变化与JK输入端高低电平的对应关系。

但是如果使用Multisim软件，通过软件把电路按图1连接好，同时将电路输出端与状态指示灯也连接好，那么时序图将用实时的示波器或逻辑分析仪来替代。通过两个开关A、B的组合，产生00、01、10、11四种状态的输入信号，然后在触发器的J端、K端分别接入00、01、10、11四种状态的输入信号，JK触发器的输出端Q和-Q的两个状态指示灯就会做出相应的亮灭变化。显而易见，这样的教学设计更加直观、明了，符合中职学生的认知规律，更能激发起学生的兴趣。教师引导学生分组做演示、讲解；学生提问、答疑；学生填表并汇报演示结果，小结。学生得到表1所示真值表。Multisim中电路原理图如图1所示。

通过仿真软件仿真完成JK触发器真值表的推导以后，接下来进一步学习JK触发器的功能。打开逻辑分析仪或者四踪示波器，然后对照真值表对JK触发器的功能做进一步分析。图1是一个波形图，图中示波器界面上同时显示了信号发生器的输入波形、JK触发器JK=11时的两个互补输出端Q和-Q波形。开关AB分别有四种不同输入组合状态，输出结果往往就不同。一方面指示灯表达了输出状态，另一方面输出又有波形显示，这样JK触发器的输入与输出结果之间到底是怎样的关系，通过图形动态演示很容易引人入胜并深入理解。由于该仿真软件提供了同时具备4个输入通道的示波器，同时显示16路信号的逻辑分析仪，这极大地方便了电路的仿真效果，也为课堂教学提供了极大便利。

总之，通过该软件的波形演示，能非常方便地将好几路信号同时显示在一个屏幕上，这样一来，学生和教师就能很方便地比较各信号之间复杂的对应关系，极大地增强了教学效果。

以计数器为例 在讲解计数器过程中，很多教师会根据以往经验积累，在讲解完计数器电路原理后，就直接根据计数器原理中的结论展示出计数器输出的时序图。然而在这个过程中，学生同样不知道电路的硬件连接、设置方法和计数器计数原理。有了Multisim软件的参与，相当于现场进行实验演示，教师可以很方便地利用软件搭建好所要讲解的电路，现场进行演示，然后让学生直接观察运行过程和结果（如图2所示）。可以确定的是，当学生一看到数码管上变化跳动的数字时，他的注意力更容易集中，同时兴趣倍增。电路理论的分析正确是否，都可以通过仿真软件对所搭建的电路进行仿真，查看运行结果。这样学生也会更愿意通过自己对电路的逻辑分析，把逻辑分析结果与软件仿真结果进行对比，验证自己分析是否正确，极大增强学习主动性。

随着教学过程的进一步深入，最后教师得出的时序图（图3），以动态的形式与学生讨论分析，相对于书本上静态图形而言，这种现场实时的、动态的图形不仅直观明了、简单易学，而且更有吸引力、说服力，教学效果更好。结论

学生在数字电子技术的学习中经常因各种逻辑关系而无所适从，教师在数字电子技术讲解过程中因各种波形图和时序图的绘制和讲解费时费力而心力交瘁。通过以上两个数字电路教学中的例子介绍，利用Multisim仿真软件可以使教师在教学实施过程中应用自如、逻辑清晰；学生在学习过程中也兴趣十足，理解透彻。这样，教师的教学和学生的学习都变得非常有趣，教师和学生都可以对数字电路进行逻辑分析和判断，把逻辑分析结果与软件仿真结果进行对比，验证自己分析是否正确。在这个过程中，既可以掌握数字电路的知识，也可以掌握电路连接、电路仿真等其他相关知识和技能，一举多得。

仿真软件在《数字信号处理》教学中的应用探讨性论文 篇2

1. 电子工作平台。

电子工作平台Electronics Workbench (EWB) 软件是加拿大Interactive Image Technologies公司于20世纪80年代末推出的一个虚拟电子工作台软件, 利用它提供的虚拟仪器可以使用比实验室中更为灵活的方式进行电路实验。

2. 采用的教学方式。

本文, 笔者采用边教边练的教学模式, 即在合班课上讲授理论知识, 在分班课上进行实践训练, 让学生对所学的理论知识进行消化吸收, 并且扩展到应用层面上来。使用这种方式可以增加学生的学习兴趣, 减少学习的枯燥感。在分班实训期间, 主要采用2种教学方式:一是在机房用计算机进行仿真实验, 这种方式既提高了学习效率, 又减少了元器件的消耗;二是在仿真实训的基础上, 进实验室进行实际电路的实训操作。

3. 软件仿真举例。

本文以74138译码器实现3人表决器为例, 介绍仿真实验与实际操作是如何结合在一起提高数字电路教学效果的。74138译码器是数字电路中的一个重要组成部分, 以往的教学模式是教师在课堂上讲, 学生在实验中练。但是这种方式由于教学内容较为抽象, 实训效果并不理想, 后来采取先通过软件仿真教学再结合硬件实验调试的方式进行实训, 效果较为理想。

二、74138译码器实现3人表决器电路的设计和EWB仿真

1. 电路设计基本原理。

(1) 功能描述。设计一个3人表决器电路, 如果多数人同意, 则方案通过, 否则方案不能通过。根据功能的描述, 设定参加表决的3人分别为A、B、C, 并作为输入变量, 规定同意方案为1, 不同意方案为0。设方案通过与否为L, 作为输出变量。根据功能描述和系统设定列出真值表, 如表1所示。

(2) 由真值表写出逻辑表达式。即

(3) 通过74138译码器输出表达式。即

其中, 逻辑函数表达式可变为:

(4) 根据以上内容, 该3人表决器可通过1个74138译码器芯片和1个双四输入与非芯片7420来实现。接下来, 笔者通过仿真软件进行仿真, 对设计进行验证及调试。

2. EWB操作步骤与仿真。

(1) 操作步骤。启动EWB仿真软件, 分别从sources、basic、digital ICs以及Indicators器件库中找到所需的元器件。然后, 确定各元器件的位置再进行线路连接。最后, 绘制出电路图, 如图1所示。

(2) 操作说明。在图1中, 开关PA、PB、PC分别由3个表决者 (A、B、C) 来操纵, PA、PB、PC开关的状态分别由电脑键盘上的按键A、B、C来控制, 开关连接表示同意, 开关断开表示不同意。指示灯A、B、C则分别表示PA、PB、PC表决者是否同意, 灯亮表示同意, 灯不亮则表示不同意。指示灯L显示表决结果, 灯亮表示方案通过, 灯不亮表示方案没有通过。图1所表示的是A、B同意、C不同意、结果为方案通过时的情况。

(3) 按照说明进行仿真测试。得出测试结果如表2所示。

3. 实验结论。

对仿真测试结果进行分析, 得出以下结论:

(1) 指示灯A、B、C中只要有2盏及以上的灯亮, 指示灯L就点亮。否则, 指示灯L不亮。

(2) 仿真结果与设计要求相符。说明本设计能够实现3人表决器的功能。

三、硬件电路实验调试

在完成3人表决器的仿真测试之后, 就可以去实验室进行3人表决器的电路连接了, 连接完成后进行测试。

1. 电路连接。

所需的实验器材, 如表3所示。

(1) 把数字电路实验箱与220V直流电源连接, 断开数字电路实验箱的总开关。

(2) 把74138芯片和7420芯片分别安装在实验箱的16P和14P芯片插槽上。

(3) 把74138芯片的6、16脚和7420芯片的14脚与实验箱的+5V电源相连, 把74138芯片的4、5、8脚和7420芯片的7脚与实验箱的地连接, 74138芯片的1、2、3脚分别与实验箱的逻辑电平输出相连, 7420芯片的6脚连接实验箱的逻辑电平输出显示, 74138芯片的12、10、9、7脚分别连接7420芯片的1、2、4、5脚。

(4) 担任表决器实验电路连接图。如图2所示。

2. 电路测试。

3人分别控制逻辑电平输出开关A、B、C输出, 高电平表示同意, 输出低电平表示不同意, 开关板上输出高电平, 开关板下输出低电平。得出测试结果如表4所示。

仿真软件在《数字信号处理》教学中的应用探讨性论文 篇3

关 键 词： Systemview软件仿真；数字电视；课程教学；数字调制

中图分类号：T391.9 文献标识码：A 文章编号：1671-864X（2015）12-0187-01

一、引言

数字电视技术涵盖了从信源编码到信道编码调制等，内容复杂丰富，对高职学生来说，在掌握数字电视系统整体结构的基础上还需要更深入地对各组成部分的原理和作用进行学习和理解。本文以基本数字调制方式的实现为例探讨Systemview软件在数字电视课程教学中的应用。通过应用软件仿真，旨在使抽象问题形象化、简单化，帮助学生加深对调制技术的原理和作用的理解和掌握。

System软件模块化、图形化的系统设计方式便于电路设计实现，仿真结果观察和分析。

下面以仿真ASK调制为例说明在教学中如何运用SystemView软件进行数字调制的仿真分析。

二、电路图搭建

首先需要搭建仿真电路图，ASK调制相对简单，作为第一个仿真实例来进行仿真教学方便实现，方便调动学生的学习积极性，从而引导学生一步步由浅入深认识和掌握更多更复杂的数字调制方式。

从实现原理上讲ASK调制实现比较简单，就是数字信号和载波相乘，因此，仿真电路图由正弦波和随机信号发生器两个信号源模块，一个乘法器模块和三个示波器模块组成。如图1所示。用随机信号发生器模块产生随机数字信号，可以较好的模拟数字信号，比简单地用一个方波信号来模拟数字信号更能表现出数字信号的特点。当然要产生电平值是0、1的二进制数字信号需要设置幅度为，偏移，频率，频率设得低只是为了观察分析结果方便。正弦波载波信号设置幅度为，频率。一定向学生强调载波频率要比数字信号频率高。

三个示波器分别用于观察数字信号、载波和调制后信号的波形。

三、仿真结果分析

仿真时间设为，便于分析仿真结果。采样率设为，这样波形的连续性较好。

运行仿真后打开波形观察窗口。可以看到如图2所示的仿真波形。

第一个波形是载波，第二个波形是数字信号，第三个波形是ASK调制信号。可以看出ASK调制就是使载波信号的幅度随数字信号变化。

仿真时间为，载波频率，这样内就有20个周期。数字信号频率，这样内有10位二进制数。仿真结果证明了的确如此。

学生在最初自己动手仿真中或许会因为对ASK原理的不甚理解，对软件的使用比较生疏而出现这样那样的问题。教师在实验教学时针对这些问题教学会更有成效。分析问题出在哪，如何解决， 在解决问题的过程中学习会加深学生的印象，同时学生学会分析问题、解决问题的方法对其能力的提升意义更加重大。他们在能力提升的过程中感受收获的喜悦。因此，教学既是教授知识更是传授方法，后者比前者更重要。

仿真中每运行一次仿真表示数字信号的伪随机序列就会变化一次，这一点最初学生是缺乏认识的，他们习惯于直接将自己仿真结果和别人的比较，看到不同往往会认为自己做错了。

通过ASK仿真的学习，学生除了对ASK的原理和实现方法以及各个信号的波形都有了直观的认识，更加熟悉仿真软件的使用方法。可以在理解基础上改变输入信号的参数来分析、体会仿真结果，从而做到举一反三。

四、其它调制仿真分析

在掌握了ASK调制后可以再深入地进行FSK、PSK、DPSK等的建模和仿真。当然这些调制方式无论从原理到实现都比ASK要难和复杂。在仿真FSK时需要用到单刀双掷开关，其控制端和信号输入端需要正确使用。数字信号0、1的不同取值控制不同频率的正弦波输出从而实现FSK调制。仿真结果体现载波频率随着数字信号改变。PSK仿真和FSK一样也要用到起选择作用的单刀双掷开关，但其不同之处是不是选择不同频率的信号，而是选择不同相位的信号。两个反相的正弦信号（用反相器实现反相）按数字信号的变化被选择输出。从而实现PSK调制，使载波的相位随数字信号变化。前面所属各种调制相对理解掌握简单一点，最难的要数DPSK调制，在课时不够情况下可不做要求，真正要使学生理解掌握比较困难。当然，如果时间充足，多花些时间让学生仿真练习也会使学生有收获的。

五、小结

将SystemView软件仿真应用在数字电视课程调制仿真中对帮助学生理解、掌握调制的原理、方法极为有益，能够将原本抽象，难以理解的理论知识以形象、直观的方式展现出来。教学实践证明这种教学方式效果良好。

参考文献：

[1]王灿， 李川， 李书日. SystemView在数字通信原理课程中的应用.[J]. 科学与财富， 2011：77-77.

[2]陈军. SystemView在通信原理课程教学中的应用研究[J]. 实验技术与管理， 2015， 32（1）.

[3]刘钰. 基于System View的数字电视有线传输系统的仿真分析[D]. 山东大学， 2005.

作者简介：刘新红（1971-），女，河南平顶山人，硕士，讲师，主要教授课程电子测量技术、数字电视技术等。

仿真软件在《数字信号处理》教学中的应用探讨性论文 篇4

关键词：数控教学 数控加工仿真软件 鉴定 应用

全球知识经济的发展，使机械工程成为一个跨越机械、电子、计算机、信息、控制、管理以及经济等多学科的综合技术应用学科，数控加工应用技术专业应运而生，这对传统意义上的机械加工专业教育提出了新的更高的要求。株洲技术学院抓住机遇，锐意改革，积极探索数控加工专业技术人才的培养新模式，着力培养中级、高级各层次的宽厚型、复合型、开放型和技能型的数控加工应用技术人才，为国家经济建设输送一大批应用型技能型人才。

我院自起，开始培养数控加工专业的学生，率先革新专业学科教学内容，积极进行数控加工技术教学模式的改革及数控加工仿真系统在数控教学与鉴定中的应用研究，取得了良好的教学和鉴定效果，受到了学生、家长及社会的欢迎，使数控专业成为我院的拳头专业之一，数控专业的学生占我院三千学生总人数的三分之一，用以满足数控加工人才的培养的社会之急需。

一.问题的提出：

随着科学技术的发展，数控加工技术正在得到广泛的应用。数控人才成为劳动力市埸急需的人才，如何尽快地培养出满足市场需要、掌握数控机床编程知识和操作技术的数控技能型人才成为数控教学工作者必须研究的问题。作为数控编程与操作的专业教师,深感如何将数控编程教学与数控机床操作实践有机地结合起来是值得我们认真探讨与研究的。

由于数控机床是一种新型工艺装备，故数控技术工人的培养和数控机床的教学还处在刚刚起步的状态，如何利用数控加工仿真系统进行教学和鉴定更是处在探索阶段，因此有必要对数控教学模式、教学手段和教学方法的完善进行有益的探索，创新数控专业的职业技能鉴定的工作方法，建立一套完整的数控教学与鉴定新体系。

数控机床属于高科技产品，品种多价格高，一台数控车床或数控铣床一般需二三十万，一台数控加工中心也是少则几十万多则几百万。数控机床的操作训练若完全依赖数控机床进行实作训练，投入大消耗多成本高，即使是实力雄厚的培训院校和企业既无必要也无力承担起此种消耗与投入。因此探索一种新的数控加工技术教学模式来达到投入少、见效快、培养的学生适应性强、企业欢迎的教学模式势在必然，这种教学模式应当既区别于传统的机械加工培养模式又与一般的机电专业有不同。运用数控加工仿真系统教学是解决这一问题的重要途径。它既能解决学生实习时不熟悉数控系统操作及控制面板的问题，又可以大大提高学生的学习兴趣，还能提高学生的编程能力及对不同数控系统不同数控机床的适应能力，是一种有效地进行数控实习的前期教学的一种良好尝试，也是进行数控机床专业职业技能考核的一种有效的手段。

二.数控加工技术教学模式的确定：

职业技术教育的数控加工技术应用专业的职业培训是使学生获得数控技术应用专业职业技能，获得利用这种专业技能生存与发展所需要的保障，即学到一种先进的为社会所急需的谋生的技能。为此，我们对数控加工应用技术专业的教学模式进行了积极的探索与研究，旨在建立一整套适应教学和鉴定的合理完善的数控机床专业的培训及鉴定的体系。我们的指导思想和目标是：

1.全面改革数控加工技术教学模式，实现两个转变，即将理论教学为主向理论教学与技能训练并重的转变，将技能训练的纯操作与纯消耗向运用数控仿真系统检验编程效果结合数控机床进行训练的转变;

2.改变原有的授课内容和方法，将传统的机加工工专业的教学内容加以整合，充实数控加工技术相关的必不可少的教学内容，辅以一系列计算机辅助的多媒体教学手段;同时全面改革数控编程与操作课程的教学内容与方法，变传统教学方法为现代教学方法、变空对空编程为培养综合编程能力即时检验编程效果的方法;

3.摈弃演示性编程，建立包括常规编程、综合性编程、设计性编程、实用性编程在内的编程体系，提高学生的动手动脑能力，为塑造具有实用性、创造性精神的中、高级数控编程与操作技能型人才打下扎实的基础。

4、拓宽学生的就业能力，使他们能很快适应不同企业不同数控系统的数控机床的操作或编程，有较强的工艺和现场问题的处理能力，有较强的计算机设计与制造应用能力。

我们的具体做法是：

(一)、正确确定数控加工应用技术的专业位置：

1、数控加工应用技术专业领域职业岗位的定位：

数控加工应用技术专业领域一般主要有以下职业岗位：普通机床及数控机床操作人员、数控编程工艺人员、数控设备维修人员、数控设备营销人员、模具设计与制造人员。

根据数控人才市场需求的调研情况，结合中技及中职、高技及高职教育的特点与定位，本专业主要定位为：培养岗位适应性较强的、紧缺性较大的、具有一定加工工艺知识和数控加工操作、编程技能兼有普通机床操作技能、CAD绘图技能的 “技术技能型”人才。

修业年限与层次：初中毕业三年(中职、中技)、初中毕业五年(高职、高技)、高中毕业三年(高职、高技)。

培养目标：本专业领域方向面向制造业，培养德、智、体、美全面发展，具有与本专业领域方向相适应的文化水平与素质、良好的职业道德和创新精神，掌握本专业领域方向的技术知识，具备相应实践技能以及较强的实际工作能力，掌握数控机床的工作原理和结构知识，掌握主要数控系统的特点、具有一定数控加工工艺知识，具备普通机床操作、数控机床的操作、手工编程、自动编程、CAD绘图能力。能够获得国家数控车工、或数控铣工中级即四级(高技为高级即三级)CAD中级(或高级)职业资格证书。

职业面向：主要就业岗位为：数控加工工艺与数控加工程序编制;数控机床的操作

其它就业岗位：普通机床的操作、CAD绘图员、CAD/CAM软件应用;数控系统或设备的销售与技术服务工作;车间生产组织与管理工作。

2、数控加工应用技术教学模式的确定：数控加工应用技术教学模式应当是既与传统的机加工专业有所相同，又与其有所区别新型教学模式。在教学模式的运用时我们综合参考了德国的教育模式。德国没有CNC技术应用这个专业，他们统称为金属切削技术工。CNC技术需要相应的理论知识和金属加工的实训经验与技能作为基础。因此学生在学习CNC技术之前除完成专业制图、专业数学、机制工艺、金属工艺学等课程的学习之外，还要完成大量的钳工、车工、铣工等机加工实习。

仿真软件在《数字信号处理》教学中的应用探讨性论文 篇5

湖北荆门外语学校 胡 岸

【摘要】 数字化资源和设备的使用给我们生活的各个方面带来了极大的便利，而且对于大部分的人群而言，我们都能够比较方便的接触到一些数字化资源和设备。那么，在我们英语教学过程中，我们是否能通过使用这些我们常见的数字化资源和设备为我们的英语教学服务呢?本文简单分析数字化资源和设备在英语教学中使用的意义，并且实例说明了一些作者在具体的教学过程中如何使用常见的数字化资源和设备，为我们英语教学服务。

【关键词】 数字化资源和设备 数字化教学模式 英语教学

随着数字时代的到来，知识文化的传播方式进入了前所未有的历史阶段。这些变化为教学，特别是英语教学带来了意想不到的惊喜和震撼。在教学过程中充分利用数字化资源和设备，即数字化教学模式，不仅为英语教学提供了前人难以想象的便利和支持，同时也给英语教学带来了革命性的意义和挑战。数字化教学模式的引入，必将促使英语教学走上一个全新的台阶。

为什么要在英语教学中应用数字化教学模式

国家中长期教育发展的要求 刚刚发布的，由温家宝总理亲自领导制定的《国家中长期教育改革和发展规划纲要》对高中阶段教育的目标中明确指出要“推进培养模式多样化，满足不同潜质学生的发展需要。探索发现和培养创新人才的途径。”同时在第十九章“加快教育信息化进程”中也特别指出要“加快教育信息基础设施建设”，“加强网络教学资源体系建设，强化信息技术应用”。这些要求和目标给我们传递了一个明确的信息：数字化教学是国家中长期教育发展纲要十分核心的内容；教师数字化教学技术的应用能力是新时期国家教育发展对教师的基本要求。在日常教学过程中体现数字化技术的应用，必将成为一名教师的基本教学方式。否则，在日新月异的发展过程中，就不可能跟上时代的步伐，不能成为一名合格的教师。

科学化、效率化和形象化教学的要求 数字化教学模式可以充分调动学生的各种感觉器官，相对于传统的英语教学模式在以下几个方面存在着明显的优势。

一、从教学的形象化来讲，传统教学模式是一种一维、单一的教学模式，教师在课堂教学中主要书本为载体，引导学生记忆、读写、练习。它调动的主要是学生的听觉和视觉能力。而我们都知道，在教育学对教育途径的讨论中特别指出和教师平时的教学实践过程中总结的规律是：教育要充分调动学生的听、说、读、写、视等的综合能力，以多维的形式通过形象的而不是抽象的方式向学生表达相关信息。很明显，传统的教学模式根本不能提供足够形象的信息。而数字化教学能以文字、符号、图像、视频和声音等多种媒体信息形式，有效的重现事物的客观属性，使学生身临其境。

二、从适时性来讲，传统的教学模式由于使用的是实物形式出现的课本，相对于数字化教学模式而言，不可避免的一个问题就是：课本是提前编写来供教学使用的，课本变化的周期可能很长。但是现代社会随着信息技术的发展，语言和社会环境的变化却非常快，这样就导致了课本相对于社会现实之间的滞后性。数字化设备和资源则可以很好的解决这一问题，为教师教学和学生学习提供生动的，实时的信息和补充材料，从而促进教师的教和学生的学。

三、从实效性来讲，传统的英语教学有先天的不足。英语教学和其他学科教学相比，有着其鲜明的特点：目前大部分从事英语教学的教师对英语的掌握都来自于课本，或者说没有通过实际的检验。据本人了解，从事英语教学工作的教师中，绝大多数的教师都没有真正的到过国外，真正长时间的使用这门语言和与英语母语国家的人进行过长时间的交流，更不用说真正了解相关国家的文化。因此，可以说我们英语教学工作者也很大程度上只是从理论上了解这门语言。我们学习到的语言或多或少的受到了汉语的影响，我们并不能真正准确了解这门语言和相关国家的文化。那么数字化教学模式可以给广大英语教师和学生提供一些鲜活、生动的资料，帮助我们真正去了解这门语言和相关国家的文化，从而进一步掌握这门语言，使我们从理论和实际上去真实的感受英语、了解英语。

四、从教学效率上来讲，传统教学模式效率明显低于数字化教学模式。传统的教学模式，在备、教、辅、改、考的各个环节中使用的都是纸质材料，因此在各个环节中对于信息的查找、汇总、分类、反馈等活动中效率不高，远远达不到使用数字化教学的速度。举个很简单的例子：假如在教学过程中要把英国和美国在科技、军事、文化、政治和地理上进行一个简单的比较。如果使用传统的模式，这将是一个十分困难的问题。暂且不论我们找到的数据是否准确，单单是在不同的纸质材料上找到相关的信息可能就要花很长的时间，而且大多数情况下，我们也只能通过教师的讲解使学生了解一些。而如果通过使用互联网，计算机和投影的组合运用，我们现在很容易的就能在课堂上将这些信息以图片，声音和影像对比的形式呈现在学生面前，加深学生印象。

五、数字化教学模式更加有利于教师与教师，教师与学生之间的资源共享。二十一世界是信息时代，是一个信息爆炸的时代，有人甚至预言在二十一世界，谁掌握的信息越多，谁获得成功的可能性就越大。虽然我们每天都通过各种渠道和途径获得大量的信息，由于时间和精力的限制，我们每个人获得信息的总量却是有限的。传统的教学模式，由于很大程度上我们所拥有的资源是唯一性的，传播起来不是很方便，而且传播的过程中容易损坏。但是数字化教学模式下，我们所获得的资源传播起来非常方便，只需要简单的复制和粘贴，并且在一定程度上不受时间和空间的限制。可以毫不夸张的讲，只要愿意，所有资料都可以十分便捷的和我们的学生、同事，甚至全球的人在任何时间、任何地点共享。

常见的数字化资源和设备及英语教学中应用举例

既然数字化教学模式对于我们的英语教学有如此重要的意义，它必将越来越多的被应用到英语教学的过程中。那么我们在平时的英语教学中常见的数字化资源和设备有哪些呢？我们如何在我们的英语教学中应用到这些常见的数字化资源和设备呢？

首先对于第一个问题，本人认为数字化资源和设备其实在我们的日常生活中是很常见的。大致归纳起来可以分为这样几类：数字化输入设备、数字化输出设备、数字化存储设备、数字化运算设备和数字化通讯设备。但是对于英语教学，由于客观原因的限制，我们能在英语教学中使用的也不是很多。

至于第二个问题，本人认为数字化资源和设备在英语教学中的应用并没有固定的模式的方法，我们必须发挥自己的想象力，充分利用我们常见的一些资源和设备。下面本人就简单说一些自己接触到的一些常见的数字化资源和设备以及实例分析一下这些设备在英语教学中的应用。

一、有关数字化资源和设备中，我们首先想到的就是互联网络。

互联网络的发展，已经在慢慢的改变我们生活和工作的方式，并且最终将彻底改变我们的生活和工作方式。英语教学中理所当然的要用到它。在英语教学中互联网络主要可以被用在以下几个方面。

1、信息查找 互联网有着海量的信息，在这里几乎可以找到我们希望找到的任何信息。比如，在高一英语教学中有个单元是对英国地理、文化和语言的基本介绍。在讲解英国地理的时候，本人就是用google earth给同学们介绍的。首先把地图的位置指向北京，然后在搜索中查找伦敦，google earth就会将地图快速地从北京调整到伦敦。将地图缩小之后就可以非常直观的看到英伦三岛以及和周边国家的位置关系。在课文中提到的一些重要地方，甚至可以看到网络上有人上传的实时照片。

2、资源共享 在网络上，我们不仅可以检索我们需要查找的相关信息，我们还可以利用网络直接发布信息、向网络其他使用者索要我们希望得到的资料。更关键的是，我们可以把我们的一些好的做法，好的资料非常方便的传播给别人，提高整体英语教学效果。

二、在英语教学过程中还能够运用到数字化资源和设备是MP3、MP4和MP5。这些设备在英语教学中使用有下面这些优势。

1、体积小，便于携带，使用起来灵活多变。由于技术的进步，现在的MP3、MP4和MP5非常小巧，甚至可以很容易的就放在口袋中，携带起来非常方便，这使其灵活程度很强，在教室外面，教室里面都可以很方便的使用。并且由于同时使用内置和外接的音频和视频输出设备，不仅可以满足个体使用，亦可以满足集体使用。

2、存储量大，可以在单个设备上存储音频，视频文件。传统的录音机只能存储音频文件，而且存储容量有限，一般只能存储最多90分钟的模拟数据。但是现在的MP3、MP4和MP5可以存储十几G的数字音频和视频文件。并且，由于采用了数字化存储方式，在传播上非常方便，同时音频和视频的质量的可以达到相当高的程度。

3、价格便宜，可以被广大英语教师使用。现在市面上卖的MP3设备几十元都可以买到，已经与一台录音机的价格相当。MP4和MP5虽然价格稍微高一点点，但是一般也在千元以内，对于大部分的教师和学生而言，特别是城市教师和学生，应该也不是可望不可即的奢侈品。

4、功能先进，操作灵活。现在的MP3、MP4和MP5不仅提供一般的播放，快进，快退功能，还提供了复读，对比复读，选时播放，甚至是慢速播放功能。而且在操作上一般都提供可视的触摸操作方式，操作起来也非常方便。

5、耐用性好。使用过录音机的英语老师们都或多或少的有这样的抱怨，录音机太脆弱了。由于在教学的工程中，我们不可避免的要将我们播放的内容反复的播放，对我们使用的录音机就要不停的操作，这样，录音机就经常出现机械故障。并且，长期使用过后，声音的清晰度会大打折扣。而MP3、MP4和MP5使用的数字化存储模式，进行的是数字化操作，因此一般不会对机器本身产生损耗，寿命大大增加。并且，在反复的使用和传播过程中声音也不会有任何变化。

6、内容传播方便。传统的磁带，复制起来很不方便，花费的时间较长，而且在复制的过程中容易失真。相反的，数字化的存储内容复制起来十分方便，只需要有电脑作为媒介就可以了，而且可以做到完全不产生任何程度的失真。

MP3、MP4和MP5作为数字化播放设备，我们在英语教学中主要可以用来播放音频文件。比如课本录音，单词领读。我们也可以在对课本知识进行扩展的时候从网络上下载部分相关的内容，比如视频文件和音频文件为学生播放，提高学生学习英语的兴趣。我们可以反复的不停播放，而不用担心机械故障的问题。

三、我们在英语教学过程中还能够用到的另一类数字化资源和设备是电脑，特别是笔记本电脑和投影仪组合成的教学平台。电脑和投影仪的组合应用可以说是现代教育模式发展的一块里程碑，是撬动传统教学模式向数字教学模式向前发展的一根有力的杠杆。它们的组合使用，使我们在传统教学过程中不敢想象的方式成为可能。比如说，在高中英语课文中对《我有一个梦想》的教学过程中，为了让学生了解相关的背景知识，可以通过电脑，在网络上查找反映当时美国状况的一些图片，然后通过投影仪播放给同学们观看。我们也可以很容易的找到这份演讲的视频文件，让学生观看当时美国黑人运动真实场面。如果有可能，我们甚至可以通过网络，让学生在课外自己去了解一下现代美国人对当时黑人运动的看法。这一切都是传统的教学模式根本无法达到的。

四、为了方便教学，数码相机也是我们在英语教学中能够使用到的一种非常有用的数字化设备。本人在自己的教学过程中遇到过这样的问题：教学中英语作文的讲解是一个非常麻烦的事情。我们一般教师的做法就是给学生抄范文，试图通过这种方式，让学生掌握英语写作的一些技巧。这当然无可厚非。但是在实际的英语教学中我们往往遇到的问题是，即使学生的作文中没有什么明显的语法错误，句法结构也很好，但是依然不能得到高分，因为书写和卷面上出现了问题。为了让同学引起注意，教师可能会将一份书写和卷面不是很好和一份书写和卷面很好的同学的试卷给同学传阅。这样做显然是很麻烦并且不妥当的。谁会愿意将自己的问题完完全全的暴露在别人面前呢。这时候，数码相机就可以帮我们解决这个难题。本人的做法是，在批改作文的时候找出一篇在词法、句法、语法、书写和卷面上都很好的一篇作文，然后用数码相机拍照。同时找一篇词法、句法和语法很好但是书写和卷面不是很好的作文拍照。然后剪切之后，通过投影仪投影给学生阅读。通过这种强烈的比较方法，同学们就很容易的明白书写和卷面的重要性了。同时，教师在课堂上也可以比较容易的实现，也可以避免那么书写和卷面存在问题的同学的尴尬。

总之，随着科技进步，社会发展，各种各样的数字化资源和设备将会越来越多的被运用到我们的生活中。我们在英语教学中要充分调动教师的主观能动性，发展常见的数字化资源和设备在英语教学中的用途，更新教学模式，促进英语教学。

参考文献：

探讨数控仿真软件在教学中的应用 篇6

关键词：数控,仿真软件,数控教学,应用

一、引言

数控这门课程在中等职业技术学校是一门比较精品的课程, 选择这门课程的人数比较多, 但是一般的学校由于购置数控机床的成本较大, 所以配备的量非常少, 不能真正满足学生的学习需求, 为了使学生更好地掌握数控机床操作过程, 学校都会购买数控仿真软件进行辅助教学。数控仿真软件虽然不是真实的机床, 但是其操作过程、模拟的环境都是严格按照实际情况设定的, 基本能够满足学生的学习要求。

二、数控仿真软件的简介

数控仿真软件主要是将数控机床的实际工作过程虚拟化, 这个主要是通过计算机的编程工作完成, 将其用虚拟的二维或者三维的图像展现出来, 同时学习者也可以在电脑上对这个虚拟的工作过程进行控制, 控制过程和实际操作完全一致, 这样仅仅在电脑上就可以完成对数控机床的学习。目前国内的数控模拟仿真软件主要有上海宇龙、南京斯沃、北京斐克等, 这几款软件是相对做得较好的, 在这几款软件中都能完成数控机床操作中的所有基本操作, 而且这几款软件对微机的配制要求也不是特别地高。此外, 仿真模拟软件内部也还有一些内置的教学、评价以及交流的平台, 这样在教学中是非常适用的, 所以这样对普遍投入使用是非常有利的。

三、数控仿真软件的作用

1. 节约资源

一台真正的数控机床是非常昂贵的, 所以在学校配备大量的数控机床是不现实的, 即使配备了大量的数控机床也是一种资源浪费, 在学校的数控机床仅仅是供学生学习的, 每年使用的次数并不是特别地多, 这样造成机器闲置时间过长, 不使用时会使机器更容易出现问题, 同时也会增加机器的保养费用, 造成严重的资源浪费。如果学校利用仿真软件教学, 教学设备仅需要电脑, 而电脑还可以运用于其他很多方面, 并不是仅限于数控的教学, 这样就大大地缩减投资, 合理利用了资源, 并且也能够满足更多的人同时学习的需求。

2. 创造更轻松的学习过程

传统的教学方式是先完成所有的理论教学, 让学生掌握理论知识后, 再进行一些简单的实践教学, 而这个实践教学的过程是非常短的, 根本就不能让学生完全理解数控机床的特性, 造成这一问题的主要原因是设备的缺乏, 从而压缩了实践教学, 这样对学生的学习是非常不利的。运用仿真模拟软件进行教学的话, 就能够让学生在理论知识的学习过程中伴随着模拟实践的学习, 从而使学生能够理论联系实际, 通过实际的操作经验来理解理论知识, 这样不仅可以使学生能够更快地掌握理论知识, 而且还会更好地掌握操作技能。更重要的是学生对实际操作也会掌握得非常好, 面对一些简单的问题都能够从容面对, 并且及时进行处理。

3. 教学过程更加安全

数控机床在工作中是非常危险的, 如果不注意是很容易出现安全事故的, 而且一旦出现事故, 问题都会比较严重, 尤其是在教学过程中更加难以保障安全, 因为采用实际机床进行教学, 一般机床的周围都会围满学生, 大家都想看清老师的操作, 就会很容易发生挤挤攘攘的现象, 这样很容易发生安全事故。如果采用数控仿真软件进行教学, 就不存在这种情况, 课堂上每个人一台电脑, 虚拟操作, 大大减小出现危险的概率, 这对学校而言是非常有利的。

四、实际教学中存在的问题及解决措施

1. 对加工参数太过随意

数控仿真软件, 顾名思义, 是一个虚拟的软件, 只需要程序正确, 对于加工的问题, 就不会多出现, 正是由于这种情况的出现, 学生们在运用数控仿真软件时, 对于加工时所需要的参数设置很随意, 并没有严格要求自己根据一定的规则去设定加工所需要的相关参数。由于是在仿真软件中进行, 而不是真正实际操作, 仿真软件只要程序正确, 就可以得到想要的、正确的加工产品。可是, 实际操作就不一样, 不仅仅对于加工所要的程序一步不错, 更加会严格要求所加工出来的产品必须完全符合要求。在实际操作中, 远远没有仿真软件中掩饰的那么简单, 或许只是一点点问题, 都可能导致机床无法继续进行正常工作。同时, 由于极小的误差, 可能就会离我们想要生产出来的成果相差甚远。

对于出现的这种情况, 老师们应该引起高度重视, 应该对学生强调参数设置的重要性, 以及在实际操作中参数设置错误的严重性, 并且在他们进行仿真练习时, 应该多在旁边指导观察, 严格监督他们认真设置参数。这样才能让他们提高意识, 不再随意设置参数。

2. 不能像在实际操作中那么真实感受

在实际进行数控机床加工时, 我们不仅仅要设置正确的程序, 在加工过程中, 我们还要很好的运用起我们的眼睛和耳朵, 既要仔细看, 也要认真听, 通过看到产品的形态以及听到数控机床发出的声音及时做出判断, 并且快速重新设置参数以免引起故障。而在仿真软件中, 一切都是电脑自动完成, 根本就不需要我们眼观四路、耳听八方地去观察、去听辨, 甚至费神地去更改参数, 虽然很方便, 却还是离实际操作相差得较远, 而且并不能明确保证我们就能进行实际操作。

我们在进行仿真数控的同时, 应该了解好仿真软件与实际操作中的差别, 在进行仿真练习时, 尽可能做到完美操作, 这样能更加切实地运用到实际操作中, 在仿真操作时注意观察, 注意加工过程的变化, 就像对待实际操作一样谨慎地对待仿真操作。

3. 可能影响学习

由于仿真软件只需要设置好正确的程序, 并不像实际操作中严格地要求设置正确的参数, 甚至还要因地制宜地进行突发情况下的参数更改, 仿真软件对于参数的设置并没有要求, 就算随意设置一个参数, 也能生产出我们想要的产品。正是由于学习过仿真软件之后, 很多学生会觉得数控机床其实很简单, 也就不愿意再待在枯燥的课堂中听老师的教学讲解, 就会导致学生们的实际操作能力差, 技术不到位。同时, 由于学习仿真软件是需要在电脑上进行, 很多不自觉的学生并不会一遍一遍地进行反复练习, 在操作一遍过后就可能利用电脑去上网玩游戏, 这同样会影响学生的学习。

此时, 我们应该尽可能地多负起责任, 严格监督好每个学生都在一遍遍地进行仿真模拟练习, 不让他们有机会、有空闲时间利用电脑上网聊天甚至玩游戏。

五、结束语

数控机床在现代化的工业中占据非常重要的位置, 所以数控在中等职业技术学校是一个非常热门的专业, 本文主要就数控仿真软件在数控教学中的作用和现存在的问题进行简要的分析, 通过分析, 可以看出数控仿真软件在数控教学中有着举足轻重的作用, 但是其仍存在很多问题, 本文针对这些问题提出了一些简要的解决措施, 希望能够对教学起到一定的作用。

参考文献

[1]黄凤岐, 潘宏歌.数控仿真技术的教学应用[J].科教文汇.2009 (19) .

[2]孙德胜.谈数控仿真系统在数控教学中的应用[J].新校园 (学习) .2011 (5) .

数控仿真软件在数控教学中的应用 篇7

关键词:数控技术数控仿真教学水平

中图分类号:G712文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)05(c)-0094-01

1 应用数控仿真软件的优越性

1.1 增强了学校数控设备的配备并且是实习更加多样

数控机床品种多、价格高。数控机床的实习,不仅需要大量的数控设备,而且还要准备各种辅料刀具,从而实习成本很高,加上学生从整个学习期间要学习多系统的编程语句,这就更加大了前期的经济投入和后续的消耗,教学成本很高。引入仿真软件教学就大大的解决这类问题。另外数控机床是集多门科学技术为一体的高精设备,如果学生初学时,就直接让其在机床上操作,很可能出现撞车、损坏工件、刀具与机床和浪费材料等现象,甚至因误操作造成人身伤害事故。所以,实习初期,可先用多媒体将数控仿真软件对学生进行集中训练,在后阶段,采用仿真训练与实际操作训练交叉方式进行,直到学生能够熟练掌握数控机床的实际操作。从而避免实习初期的设备安全问题,使学生大胆地通过仿真对所编程序进行验证,又可以克服人多而设备少的矛盾,使实习的安排达到多样化,减少了数控机床的使用时间。同时,还能提高学生的学习兴趣和编程能力,是一种既经济实用、又安全可靠、功能多样的数控教学辅助工具。

1.2 合理利用仿真软件,学生变被动为主动

数控编程与操作这门课程的教学模式在没有使用仿真软件之前主要是课堂理论教学。主要训练学生的编程能力,针对各个指令展开相应的练习。这种常规的教学方式教师不易检查出学生所编程序的正确与否,而且也不利于学生对程序的理解,但这些问题是必须在实际编程和程序运行前是必须要解决的。没有引入仿真软件之前教师讲课枯燥,学生不爱听,相应的指令不容易理解,课堂效果不好。把软件引入教学之后,每个指令更形象直观的展现在学生面前,并且学生可以独立操作软件来检验自己程序是否正确,这样既能及时发现错误也能更直观有效地掌握指令。并且借助软件,可使学生在教室里就能看到或者设计合理的零件加工过程。这就大大提高了课堂理论教学效果,更有助于学生编程能力的提高,也为后续的实际操作奠定了坚实的基础。

2 合理恰当地把仿真软件运用于数控教学

2.1 选择合适的时间运用于课堂教学,使仿真软件发挥其应有的作用

仿真软件不仅仅可运用于理论课的课堂教学,也可以作为一种实习辅具,使数控实习和软件教学有机的结合起来,从而大大提高学生的实习质量。但是教师不能完全依赖该软件。也不能只运用理论教学而忽视软件的应用,应做到合理运用,充分利用软件,使理论和软件相结合充分发挥两者的作用,从而提高课堂教学。

2.2 科学合理的布置使用软件的时间,提高学生的操作和编程能力

截止到目前为止,仿真软件都有多个系统且可选多个生产厂家,可形象直观的显示整个零件的加工过程,还能对零件进行测量。为了提高课堂质量可将教学过程划分三个教学模块来展开。模块一可作为重点内容讲解,必须要让学生达到熟练掌握,灵活运用的目的。学生第一次介入仿真软件的时候一定要慢,要细,切忌不能过快。其二为提高模块,主要针对SIEMENS系统的编程语句来讲解,可以同时比对FANUC系统语句的不同来讲解,通过比对增强对指令的理解。最后达到数量掌握。其三为拓展模块,主要学习国产数控系统如华中、广数、大森等数控机床的编程与操作,从而来提高学生对不同系统、不同操作面板的编程与操作的适应能力。

2.3 仿真软件教学与数控实习巧妙地结合,保障实习质量

数控机床是集多门科学为一体的高精设备。实习初期,可先用多媒体将数控仿真软件对学生进行集中训练,在后阶段,采用仿真训练与实际操作训练交叉方式进行,直到学生能够熟练掌握数控机床的实际操作。这就避免了实习初期因为不熟悉机床所带来的设备安全问题,还能提高学生的学习兴趣和编程能力,是一种既经济实用、又安全可靠、功能多样的数控教学辅助工具。

3 数控仿真软件在教学中应用存在的问题

3.1 仿真训练绝不等同于实习操作,切不可取代数控实习

数控仿真软件能够较直观逼真的演示零件的加工过程,但和实际加工绝非相同,两者切不可等同。数控仿真软件不能让学生真实的感受到零件在加工过程中切削用量的选择对工件的影响,即使切削深度过大软件也不会报警,所以并不能直观有效地检测学生对切削参数的掌握能力。长时间使用仿真软件可能会造成学生轻率加工的坏习惯,往往会忽视对切削用量、刀具选择、零件装夹等关键因素的考虑。而这样的加工程序在实际运用的时候一定会出现很多问题,很容易出现打刀、撞车的情况从而提高加工成本影响工件的加工质量,继而影响实习效率。因此切不能把数控仿真软件的操作取代数控实习。一定要合理安排软件和实习的使用时间使用顺序等。使软件发挥其应有的作用。

3.2 软件的不成熟造成指令运行缺陷,教师不能正确解决软件问题,从而诱导学生

截至目前为止,在我校引入的国产仿真加工软件在功能上或多或少都有相关缺陷。如:相应指令不能执行,程序编译运行速度缓慢、性能不够稳定等问题。这些软件的缺陷和不足很可能引起学生的情绪波动,使学生们产生急躁情绪,可能会乱按键盘,乱点鼠标等误操作,这样就会导致软件在本不完善的基础上出现更多问题,这就需要教師必须掌握了解软件的缺陷和故障点,及时解决软件问题,切忌不能以软件为基准来给学生讲解指令,从而对学生误导。

3.3 长期使用软件,容易使学生对计算机产生依赖

技工院校的学生学生层次不同,基础不同有些学生的自我控制力很差,如果教师没有及时解决他提出的问题,又加上长期使用仿真软件上课,会让部分学生产生惰性而懒于在软件上操作校验指令的正确与否,个别学生还可能因为自制力查沉迷于电脑游戏,大大降低仿真软件引入数控仿真软件的有力的一面。这就需要教师严格要求学生增强责任心,提高教学管理水品,改进教学方法,将仿真软件在数控教学中的负效应降低到最低。

4 结语

仿真软件在单片机教学中的应用 篇8

关键词：单片机 虚拟仿真环境 keil Proteus

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）10（b）-0206-01

单片机的出现改变了整个电子行业的前景。如今，高校里面将单片机这门课程列为专业必修课的有电子信息工程、通信工程和电气工程及其自动化等专业，而从专业的角度讲单片机又是一门实践性很强的课程。教学过程中可以发现，运用传统的教学方式在很多方面都赶不上仿真软件教学。例如：学生只需在电脑上面安装仿真软件即可随时随地编程和仿真练习，而不受教学场地等的影响，这样也便于学生课余时间自主学习。在某些不需要硬件电路的课程中，使用keil软件进行仿真练习就能满足要求了。大多数的情况下学生因受到场地和器械等限制，而无法正常进行电路的焊接以及搭建练习。如果将keil、proteus两款软件在教学环节中有机地结合在一起，那么在组建单片机仿真系统时就会变得容易多了。该系统不仅可以直接仿真硬件，仿真结果还能直接查看，而且操作起来也很灵活。如此一来，学生的学习积极性和教学效果都得到了极大的提高。实践教学的加强，能让学生更好的了解和掌握单片机应用系统设计的概念和方法，也是提高教学质量和培养实用型人才的一个重要环节。

1 新形势下传统教学模式中显现出来的弊端

传统课堂教学介绍的最多的就是单片机片电路接口、程序设计及内资源。而这些教学内容对刚开始接触的学生来说学起来有一定的难度，甚至有些学生在学完整门课程后，还不知道单片机内部的定时器、中断等设备到底是如何工作的。即使在多媒体教学广泛应用的今天，但光靠枯燥的投影、图片是无法让学生真正学懂、学透知识的。在以往的课程设计中通常都是采用操作实验台的方式来完成的。而以往的课内实验过程主要完成的步骤依次是连接导线组成电路-运行程序-观察效果-分析结论，以验证性实验为主。但是实验之后，学生对具体硬件电路和程序编写还是知之甚少。比方说，在学生完成实验后提问其某一元器件在电路中所起到作用，或者某条（段）语句的实现功能等，就无法回答了。另一方面，在实验室做单片机相关实验时，一旦没有得到预期的效果，原因查找更为困难，比如线路通断、焊点虚焊及芯片好坏等问题。实验台体积的庞大以及内部结构的复杂，也给维护增加了困难。

2 将仿真软件引入单片机课堂教学

keil软件为项目的开发制定了一套完整的方案，其中除了有c编译、宏汇编外，就连连接器库管理和仿真调试器都涵盖了。学生在使用过程中可以进行c语言编程或者是利用汇编语言编程，接着可以进行编译和仿真方面的练习。

proteus是集电路分析和硬件电路仿真于一体的软件，有非常好的实用性能，可提供30多个元件库，混合了模拟电路仿真和spice的数字、自动布线功能及pcb的设计，一个完整的电路设计系统也就实现了。同时，该软件还提供交流和直流等数千种元器件，以及像电压表、电流表、示波器、信号发生器等虚拟的电子仪器仪表，使电路测量变得更加方便直观。此外，还可直接在基于原理图的虚拟原型上进行编程，并进一步配合显示及输出，运行后输入输出的效果就可以看到了。结合系统配置的示波器、虚拟逻辑分析仪等，proteus系统还建立了完备的电子设计开发环境。

首先，在进行单片机课堂教学时，可以通过仿真软件来模拟单片机的运行状态和过程，比较常用的有proteus。proteus可以实时显示单片机以及整个电路的工作状态，大大提高了实验效果的直观性。比如：教师可以在课上编写一些经典的程序并演示，如：跑马灯、篮球24 s计时器、电机调速及液晶显示等实验进行演示。让学生对单片机应用系统的笼统的感性认识转变为更为直观的认识，知其然知其所以然。其次，教学中引入proteus对明确概念、解决疑难也是有利的。教学中较难掌握的一个问题如P0端口作为准双向口的这个概念以及如何来应用，另外还有中断是如何产生的，如何区别数码管的位选和段选，每一位数据是如何在串行通信过程中传输教学的重点和难点，这些问题通过在proteus虚拟环境中的演示，就可以让学生清楚地掌握。另一方面，在仿真过程中，单片机的每一个管脚上面的高低电平变化也被proteus仿真环境中用色点显示的方式直观地反映给了使用者。除此之外，学生还可以观察通过单步调试的方法而导致的引脚的高低电平变化。

3 仿真软件使单片机实验教学效果得以提高

在实验环节的教学过程中，应该高度重视像单片机这种实践性很强的课程。学生使用实验台来完成实验，因受到单片机课程的课内实验学时的限制，其效果只能达到演示性及验证性实验的层次。要使问题得以解决，则可通过proteus所提供的外设模型和元器件模型，按实验内容来设计原理图，再利用仪器仪表的输入输出的相关资料来检测实验结果，整个显示电路是由80C51单片机、一个排阻和一个四位一体数码管便组成。但刚学习单片机的学生在简单系统的结构、组成及连接方式方面还是很陌生，而这个棘手的问题遇到proteus仿真软件便迎刃而解了。在课堂上不能见到的实际器件，能够通过proteus提供的元件库虚拟化地展现在学生面前，使学生在理解系统硬件组成及设计方法时更加容易，并且学生们可以大胆放手地去做，不必担心损坏元器件、仪器。再通过keil软件编写相关的程序源代码，最后编译得到可以输入到虚拟芯片上面的可执行代码文件，也就是Led.Hex文件，这个Hex文件不仅可以用于仿真，当仿真完成后也可不做任何改动地直接“烧写”到实际芯片中。原理图经过proteus绘制后，再将编译好的目标代码文件：Led.Hex调入其中，然后在芯片上双击，通过Program File后的文本框调入代码所在的路径，通过proteus的原理图就可以看到模拟的实物运行状态和过程。

由以上可以看出，通过proteus除了能将许多单片机实例功能形象化可将许多单片机实例运行过程也被形象化了。

4 结语

仿真软件在《数字信号处理》教学中的应用探讨性论文 篇9

1 Multisim的虚拟实验室和设计工具软件功能

Multisim具有强大仿真和分析功能, 我们只需一台计算机就可以将实验台“搬到”计算机屏幕上。在此实验教学平台上我们可以通过鼠标和键盘调用元件和仪器搭接电路, 进行在线测试, 得出电路测试结果。还可以对电路的各种参数进行调整, 进一步对电路各种情况进行分析等, 整个过程如同在实验室里进行。具有直观性、形象性、交互性且易操作的特点。同时利用Multisim的虚拟实验室功能, 可以弥补一些学校实验设备、场地不足的问题。

Multisinm又是一款完整的电子设计工具软件, 具有巨大的元件数据库, 可以提供从分立元件到集成电路、从模拟电路到数字电路等领域数千多种元件和模型, 并可以将各种新元件导入该软件, 用户还可以建立自己的元件库。我们利用Multisinm的电路原理图编辑功能、VHDL和Verilog设计输入和仿真功能设计电路, 并用其提供的十几种电路分析手段和各种虚拟仪器, 可以完成模、数元件、模拟电路、数字电路及混合电路等仿真测试→设计修改→仿真测试→直至达设计要求的整个过程。Multisinm与电路板设计软件之间可以无缝连接, 其设计结果可以方便地导入到电路板设计软件进行电路板走线等。当前, 在电子技术领域, 传统的设计手段已逐渐被电子设计自动化 (EDA) 所取代, 所以掌握EDA工具软件也是电子类专业学生必须掌握的技能之一。Multisinm是一款优秀的EDA软件, 我们将Multisinm引入数字电路项目教学中, 学生在完成学习内容的过程中, 通过EDA的学习演练, 可以掌握用EDA技术进行电子电路的设计、课程的模拟仿真实验, PCB板设计, 从而为今后从事电子技术设计工作打下基础。所以从另一角度来说学生学习的过程也是对实际工作技能的训练。

2 基于Multisinm技术的项目教学设计

下面以抢答器的设计与制作项目为例, 探讨Multisinm软件在项目教学中的应用。

抢答器的设计与制作项目分为四个子项目, 每个子项目又分为若干工作任务。我们以该项目的第四个子项目 (8人抢答器设计与制作) 为例, 采用Multisinm软件来完成项目教学任务。

2.1 项目任务

1) 设计制作任务:8人抢答器的设计与制作。

2) 设计要求:8路开关输入;稳定显示与输入开关编号相对应的数字1~8;输出具有唯一性和时序第一的特征;一轮抢答完成后通过解锁电路进行解锁, 准备进入下一轮抢答。

3) 任务要求:绘制8人抢答器原理图;列出8人抢答器的元器件清单;对电路进行仿真测试;绘制8人抢答器印制版图;完成电路的焊接与装配;写出8人抢答器的测试要求, 并按步骤对8人抢答器进行调测;完成设计文档的编写。

2.2 教学过程设计

1) 分析项目任务、制定设计方案、绘出系统组成框图。

学生根据项目任务和要求, 运用所学知识收集抢答器相关信息, 复习有关知识, 制定设计方案 (方案不是唯一的, 提倡一题多解) , 绘出系统组成框图。如设计框图如图1。

框图功能说明 (要求学生能对所设计框图进行功能说明) 。如说明如下:

开关阵列电路:该电路由多路开关组成, 每一名竞赛者与一开关相对应。开关应为常开型, 当按下开关时, 开关触点闭合;当松开开关时, 开关自动复位, 触点断开。

触发锁存电路:当某一开关首先被按下时, 触发锁存电路被触发, 在对应的输出端上产生开关信息, 同时为防止其他开关随后触发造成输出紊乱, 最先产生的输出电平反馈到触发电路使能端上, 将触发电路封锁。

解锁电路:一轮抢答完成后, 应将触发电路使能端强迫置1或0 (根据芯片功能而定) , 解除触发锁存电路的封锁, 使锁存器重新处于等待接收状态, 以便进行下一轮抢答。

编码电路:将触发器锁存电路输出上产生的开关电平信息转换成相应的8421BCD码。

显示电路:将编码器电路输出的8421BCD码经显示译码驱动器, 转换为数码管所需的逻辑状态, 驱动LED数码管显示相应的十进制数码。

2) 用Multisinm软件对各部分电路及总图进行设计并对电路功能进行仿真测试

在Multisinm软件平台上设计电路并进行仿真测试, 若在仿真测试过程中出现问题或不符合设计要求, 停止仿真, 在线修改, 修改后再仿真, 直至达到设计要求止。 (要求学生对各部分电路进行仿真测试, 满足要求后, 再进行总图设计、仿真。) 例设计如下:

(1) 开关阵列电路设计 (见图2)

当任意开关按下时, 对应输出为低电平, 否则为高电平。

(2) 触发锁存电路设计 (见图2)

图中, 74LS373N为8路锁存器, 74LS30D为8输入与非门, 74LS04N为六反相器。开关阵列电路连接在锁存器D0—D7输入端, 当所有开关均未按下时, 锁存器输出全为高电平, Q0—Q7的输出经8输入与非门和非门后的反馈信号为高电平, 作用于锁存器的使能端, 使锁存器处于等待接收触发输入的状态;当任一开关按下时, 输出信号Q0—Q7中相应一路为低电平, 则反馈信号变为低电平, 使锁存器被封锁, 不再接受触发信号输入, 输出保持在封锁前的状态。

(3) 解锁电路设计 (见图2)

图中, 74LS32D为2输入或门, 其中一输入来自锁存电路的反馈信号, 另一输入为解锁控制端, 与一常开型开关连接, 当开关闭合后, 2输入或门的输出被强制设为高电平, 送至锁存器使能端, 使得锁存器重新处于等待接收触发输入的状态。

(4) 触发锁存及解锁电路功能测试 (仿真) :

图2为触发锁存电路仿真测试其中一个仿真结果截图, J1按下, 1Q输出低电平 (X1灯灭) , 反馈信号变为低电平 (X9灯灭) , 使锁存器封锁, J3后于J1按下, 锁存器输出保持在锁存前的状态, 即1Q输出低电平。

图3为解锁电路仿真测试结果截图, 反馈信号变为高电平 (X9灯亮) , 锁存器解除封锁。

3) 编码电路设计 (见图4)

图中, 74LS147N为二—十进制优先编码器, 当任一输入为低电平时, 输出为相应的输入编码的8421BCD的反码, 在经非门后转换成8421BCD码。

4) 译码显示电路的设计 (见图4)

图中, CD4511为显示译码驱动器, LC5011为共阴极数码管。输入8421BCD码经显示译码后驱动数码管, 显示出相应的十进制数码。

译码显示电路功能测试 (见图4)

5) 总图设计 (见图4)

6) 8人抢答器电路功能测试 (仿真)

图4为抢答功能测试的其中一个仿真结果截图, J6先于J2按下, 数码管显示为6。

图5为解锁功能测试结果截图。

2.3 PCB板设计

原理图设计完成且仿真结果满足设计要求后, 进行PCB板设计。Multisinm软件的设计结果可以方便地导入到多种电路板设计软件进行电路板走线。Ultiboard就是一个完整的电路板设计环境, 它与Multisinm可以共同构成一个电路设计软件系统。利用Multisinm输出菜单命令Multisinm可以方便地实现从Multisinm向Ultiboard的文件的传输, Multisinm库中的元件也可以传送到Ultiboard中, Ultiboard可以实现与Multisinm的无缝连接。最后通过板图设计导出命令, 可导出板图设计工艺文件, 用于生产加工。

整个过程全在电脑上进行, 由学生独立完成, 教师在其过程中只起指导作用。若有条件进行实物制作, 可继续往下做:制作PCB板→采购元器件→装配、焊接→调试。

学生通过对整个项目的学习, 不仅掌握了所学门电路、中规模组合集成电路的知识、功能及应用, 也初步了解了数字电路的设计、制作步骤, 同时进一步熟悉了电子电路的设计工具, 为今后的学习、工作奠定了良好的基础。

3 结束语

基于Multisim技术的项目教学, 可以解决高职院校电子类专业在

开展项目教学的具体实施过程中所遇到的一些较难解决的问题, 如实验硬件条件不足、时间不足等, 也可以降低项目教学的成本, 同时基于Multisim的应用, 拓展了学生的思维空间, 调动了学生学习的主观能动性, 培养了学生分析问题解决问题的能力、创新能力, 及工具软件的应用能力。

摘要：以工作过程为导向的项目教学对实训条件要求较高, 除需提供较完善的实验设备外, 还需有足够的时间、空间保障。因此, 在现实授课过程中, 不可能频繁的实践操作每个项目。针对这种情况, 我们探讨用Multisinm软件在数字电路的项目教学中完成一部分教学任务是有现实意义的。

关键词：Multisim,项目教学,数字电路

参考文献

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