EDA仿真技术在数字电路的应用
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇EDA仿真技术在数字电路的应用范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
【摘 要】 本文分析了目前数字电路实验教学的现状，并从作者的实践角度出发，把eda仿真技术引入到数字电路实验教学中。通过实例分析，阐述了EDA仿真技术在实验教学中起到的显著作用。
【关键词】 数字电路 EDA 教学改革 实验教学
“数字电路”是高等院校电类专业的一门重要的专业基础课，具有较强的应用性和实践性。因此数字电路的实验教学在课程中占有很重要的地位。传统的实验教学方法已经不能满足技术发展的需求。引入EDA仿真技术可以弥补传统方法的不足，加深学生对所学知识的理解，同时提高了学生的学习兴趣。
1 数字电路课程实验的现状
传统的数字电路实验多以验证性实验为主，配以少数的综合性设计实验，验证性实验如常用组合逻辑电路及常用时序电路等；综合性的设计实验往往以课程设计的形式进行。实验的方法是用面包板和导线进行搭接电路，配合试验箱进行调试，这就是实验的全过程。虽然传统的数字电路实验模式在培养学生实际动手能力等方面起到了一定的作用，但还存在一些不足。
（1）实验课时有限，学生往往只能在有限的时间内完成规定的简单实验，而加大实验难度重复验证则根本没有时间完成，达不到对所学知识举一反三的目的。
（2）实验经费短缺，实验的器件往往是重复利用，而且器件的种类也比较少，学生接触新产品、新器件的机会较少，难以适应当前电子技术的发展。
（3）数字电路课程设计内容相对复杂，需要大量器件来实现，设计过程中还要反复验证，因此设计周期长，效率低，器件的损耗也较多。
2 EDA仿真技术应用于实验教学的举例
2.1 Quartus II软件应用于数字电路的实验教学
以设计任意进制计数器为例来说明Quartus II仿真软件的应用。传统的实验教学是学生在实验室中先验证74160为十进制计数器；然后再利用74160自行设计任意进制计数器，并把结果利用LED数码管显示出来。这样做的结果是学生时间不够用，好多学生都没有时间去完成任意进制计数器的设计。即使完成，也是仅仅完成一个简单的设计。如果学生课下能利用Quartus II软件对要做的实验进行预习演练，并仿真看到结果，则实验课上就节省了大量时间，学生可以用节省的时间多做几组实验，加深了对所学知识的理解，提高了学生的动手能力。
以设计17进制计数器为例，学生如果课下利用Quartus II软件把原理图画出来（如图1所示），并且编译仿真后看到仿真结果，则会对所设计的电路充满信心，实验室开放时，把所设计的电路搭建出来即可，节省了大量时间，激发了学生的学习兴趣。
2.2 multisim软件应用于数字电路的实践教学
学生在做数字电路课程设计时，课程设计的内容相对于验证性实验要复杂的多，学生的设计量也较大。以数字钟课程设计为例，学生首先要构思，把简单的数字钟分为三个部分：小时、分、秒。学生要把每一部分设计完成，最后综合设计整体电路。如果只是在实验室进行，学生每次设计都要搭接实验电路，如果不理想则要拆掉重新再做，这个过程费时费力，器件的损耗也较多，可靠性差，效率低。因此如果学生能利用multisim软件在计算机中仿真验证自己的想法，则可解决上述问题。学生首先可以利用软件设计秒电路，设计好后仿真验证结果，如果不正确，则可以检查是否元件选择错误，如果元件没错则可以检查电路连接是否有问题，由于都是在软件中操作，所以省时省力，又因为是虚拟平台，元件也无损耗，当设计完秒电路后再设计分电路和小时电路，直至整个电路设计完毕，看是否满足设计要求。
因为软件提供了功能强大的元件库，学生可以在软件中任意选择元器件，器件来源不受控制，同时降低了器件的损耗率；因为是用软件仿真设计电路，学生可以反复验证自己的想法，查找原因及修改都很方便，省时省力，效率高；又因为是仿真结果正确后连接电路，所以硬件连接电路时很少出错，即使出错也不会是原理性错误，而其他错误如电路接触不良等则很好解决。
3 引入EDA仿真技术的好处
（1）提高了实验的可靠性及成功率。在一些复杂的电子技术实验中，经常会因操作不当或设备条件限制而观察不到实验结果，引入EDA仿真之后，实验操作就会变得相对简单，实验条件很容易改变，也方便查错纠错，同时也能够直观反映出电子设计可能存在的差错和时序竞争，并方便分析及解决这类问题，大大提高了实验的效率和质量。
（2）实验不再受课时和实验器材的限制。由于大部分工作是在软件平台上进行，加上计算机的普及，设计工作可以走出实验室，完全在这个虚拟的实验箱上实现；同时大大降低实验器材的消耗，减少了因操作不当造成的仪器设备损坏，节省了实验室的运行费用。
（3）提高了学生的学习兴趣。学会利用EDA仿真工具，大大提高了学生的学习信心，而且EDA技术是现代电子技术发展的反向，学生掌握这门技术就与现代电子技术发展同步，适应l市场需要，进一步激发了学生的学习兴趣。
4 结语
将EDA仿真技术引入到数字电路实验教学中，它将使专业基础课教学内容与世界电子技术发展同步，并使原有实验教学模式和教学内容产生飞跃，提高教学效率，摆脱传统的设计方法的思维模式。同时也培养学生的创新意识和创新能力，提高学生的竞争能力，适应市场需要。
参考文献：
[1]袁小平.应用EDA技术改革电子系列课程实验教学[J].实验科学与技术，2011.
[2]袁新娣，杨汉祥.EDA在《数字电路》教学中的应用[J].现代电子技术，2006.