《数字逻辑电路CAI》课件简介

    在深化教育体制改革、全面推行素质教育的今天，教学方法和教学手段的改革势在必行。大中专院校教学方法和内容改革的一个重要发展方向就是发展计算机辅助教学── CAI。
    CAI的特点和优势在于：它能将多种媒体信息同时作用于学生，使学生的各个感觉器官同时全方位地受到教学信息的刺激，获得一种全新的体验。又由于CAI软件可以向操作者提供一个形象直观、丰富多彩、方便灵活、界面友好的交互式人机界面，能达到“寓教于乐，寓学于乐”的目的，从而可取得较传统教学方法更好的教学效果。
我院电子工程系教师在总结多年实际教学经验的基础上，研制开发了《数字逻辑电路》课程的计算机辅助教学软件。该软件功能强大，内容丰富完善，使用方便灵活，经我院几届学生的实际使用表明：该课件能充分体现计算机辅助教学的先进性、科学性、生动性和趣味性，能取得较传统教学方法更好的教学效果。
《数字逻辑电路CAI》课件自带电路图编辑器，用户具有电路构造权，这就意味着:用户可利用本系统所提供的功能设计构造出自己感兴趣的任何电路；同时可立即仿真演示其工作原理与工作过程，观察电路的运作过程及每个元件状态的变化细节，并可同步产生真值表、逻辑函数表达式和波形图。因此，DLCCAI可仿真演示无穷多个电路的工作原理及过程，这是本系统的最大特色所在。
    《数字逻辑电路CAI》课件是一个较为成熟的软件。自九七年开发完成至今，一直在不断地修改和调整，其内容也在不断地得到丰富和完善。该课件已正式编入我院《数字逻辑电路》课程的教学计划，从九五级到现在已实际应用于我院电子工程系十几个班，使用者超过2000人次、4000机时。此外，在学术交流中，本课件也被十多所兄弟院校所采用。从本校及外校学生的反馈意见来看，该课件确实能取得较好的教学效果，达到了改善教学方法和手段、部分取代理论授课、实验及课程设计的目的。
《数字逻辑电路CAI》课件不是以某种教材为蓝本的电子教案，而是一种电路仿真软件。课件能对用户利用本课件所提供的功能所自行编辑构造的任意电路作结果与真实电路相同的仿真运行演示。本课件是针对学生而设计制作的，它对于充分发挥学生的想象力、创造力和电路设计能力提供了现实可能性。本课件适用于大学本科、专科及中专等大中专院校学生使用，也可用于教师讲课教学。
该课件在有北京航空航天大学、西北工业大学、南京航空航天大学等部属院校参加的98年航空工业总公司所属院校CAI课件及电教教材专项评比中获一等奖。

功能特性

? 对用户设计编辑的新电路或调出的现成电路，在作参数配置及选项处理后即可作仿真运行。仿真运行时可同步输出真值表、逻辑函数表达式、波形图等。
　　特别说明：这些真值表、逻辑函数表达式、波形图输出的结果不是我们事先安排在程序中的，不是固定的、有限的、可预知的，而是软件在对电路仿真过程中根据电路当时的状态动态生成的。
? 类似protel的Schedit的电路原理图编辑器，电路设计随心所欲，编辑操作简单方便。
? 内置教材中百余个典型电路，引用简便快捷。
　　　　特别说明：本课件内置的一百多个电路是在软件编制工作完成之后，作者在收据整理多套教材及其它电路的基础上，以一般用户的身份录入的。
? 电路的运行仿真过程形象生动
    在仿真演示过程中，能以可调整的速度、鲜明的色彩、形象、生动、直观、准确地展现电路状态的变化过程。这种直观形象的仿真演示能取得包括作实验在内的其它手段所无法取得的视觉效果。
? 具有波形序列模式、同步真值表及表达式模式、一次性初值模式和连续时钟模式等四种仿真运行模式。
? 参数调节方便快捷
    在课件的编辑和运行环境中可调节的主要参数有：栅格显示（开/关栅格）、信号线选择（粗/细线）、色彩配置、仿真速度选择、单步仿真或连续仿真、编辑状态下电路的各个组成部分的颜色、光标形状等。这些参数的调整可用菜单，也可用快捷按钮，甚至可在仿真过程中动态调节。
? 虚拟现实灵活直观
　　电路的仿真运行结果真实客观。这是由于提供给用户的元件库中的每一个“元件”是按真实元件的逻辑功能经数学模型精确描述的结果。因此，一些逻辑电路，原本需由实际电路才能验证或得到其逻辑功能，现可由本软件对其仿真运行后便可得到结果。
    软件可直观、形象地模拟演示某个数字逻辑电路的工作过程，电路中所有元件在工作中的状态及其状态变化过程均以设定的速度直观显现出来。用户还可用发光二极管监视任何元件的电平状态，或用LED数码管显示计数器的计数值。使用这些元件就象在实验室做实验一样简单方便，运行效果也和真实元件相似。
? 易学易用界面友好　
    软件的界面风格及操作规范与Windows’98一致。用户环境中定义了功能齐全的菜单系统，为使操作更加简便和高效，还定义了常用功能的快捷按钮。系统为这些快捷按钮、元件按钮、状态栏以及对话框，配置框中的功能按钮等，都提供了相关的详尽说明及提示信息（通常为状态栏信息及tiP 信息两种方式），使操作者一目了然。在一些具体操作过程中，由于系统的合理安排，用户只能按特定的顺序进行操作，确保系统有条不紊地工作。上述安排确保了本系统有较好的人机对话界面交互性。
? 文件功能　用户可调入或存储电路图文件，不断丰富和扩展电路库。
? 帮助系统丰富完善　软件的帮助系统由系统帮助主题、操作热线帮助及电路理论帮助三种不同类型的帮助子系统构成。

技术指标

? 软件平台：          Windows’2000/98/95/NT
? 硬件平台：          Pentium100/16MB-RAM/50MB-HD以上
? 电路仿真输入：      ①特定参数；
                        ②输入端二进制组合；
                        ③用户定制的波形图序列；
                        ④连续周期性的时钟脉冲
? 电路仿真输出：      ①以颜色显示的各元件及信号线的电平值；
                        ②真值表；
                        ③逻辑函数表达式；
                        ④波形图；
                        ⑤发光二极管；
                        ⑥数码管
? 可用元件种类：      ①2～8输入端的所有各种门电路；
　　　　　　　　     　 ②D触发器；
　　　　　　　　     　 ③JK触发器；
　　　　　　　　      　④常用组合逻辑及时序逻辑数字集成电路；
　　　　　　　　     　 ⑤发光二极管；
　　　　　　　　　      ⑥数码管
? 仿真参数：          ①仿真速度；
　　　　　　　　     　 ②单步／连续方式；
　　　　　　　　     　 ③线型；
　　　　　　　　     　 ④色彩；
　　　　　　　　     　 ⑤栅格等
? 编辑参数：          ①信号线、元件字符及元件边框色；
　　　　　　　     　　 ②元件填充色；
　　　　　　　     　　 ③元件标号色；
　　　　　　　　     　 ④真值表输入变量／输出变量／背景色；
　　　　　　　     　　 ⑤波形图输入波形／输出波形／背景色；
　　　　　　　     　　 ⑥光标色；
　　　　　　　　　      ⑦光标类型
? 电路含元件数量：    ≤32768个
? 真值表输入变量个数：≤6变量；输出端个数：≤10
? 逻辑函数表达式数量：≤10
? 波形图输入波形数量：≤10；输出波形数量：≤10

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GW48EDA系统实验电路结构图信号名与芯片引脚对照表
结构图上的信号名 EP1K100QC208 EP20K200/300EQC240 EP1K30/20/50TQC144 EP1C3T144
 引脚号 引脚名称 引脚号 引脚名称 引脚号 引脚名称 引脚号 引脚名称
PIO0 7 I/O 224 I/O0 8 I/O0 1 I/O0
PIO1 8 I/O 225 I/O1 9 I/O1 2 I/O1
PIO2 9 I/O 226 I/O2 10 I/O2 3 I/O2
PIO3 11 I/O 231 I/O3 12 I/O3 4 I/O3
PIO4 12 I/O 230 I/O4 13 I/O4 5 I/O4
PIO5 13 I/O 232 I/O5 17 I/O5 6 I/O5
PIO6 14 I/O 233 I/O6 18 I/O6 7 I/O6
PIO7 15 I/O 234 I/O7 19 I/O7 10 I/O7
PIO8 17 I/O 235 I/O8 20 I/O8 11 DPCLK1
PIO9 18 I/O 236 I/O9 21 I/O9 32 VREF2B1
PIO10 24 I/O 237 I/O10 22 I/O10 33 I/O10
PIO11 25 I/O 238 I/O11 23 I/O11 34 I/O11
PIO12 26 I/O 239 I/O12 26 I/O12 35 I/O12
PIO13 27 I/O 2 I/O13 27 I/O13 36 I/O13
PIO14 28 I/O 3 I/O14 28 I/O14 37 I/O14
PIO15 29 I/O 4 I/O15 29 I/O15 38 I/O15
PIO16 30 I/O 7 I/O16 30 I/O16 39 I/O16
PIO17 31 I/O 8 I/O17 31 I/O17 40 I/O17
PIO18 36 I/O 9 I/O18 32 I/O18 41 I/O18
PIO19 37 I/O 10 I/O19 33 I/O19 42 I/O19
PIO20 38 I/O 11 I/O20 36 I/O20 47 I/O20
PIO21 39 I/O 13 I/O21 37 I/O21 48 I/O21
PIO22 40 I/O 16 I/O22 38 I/O22 49 I/O22
PIO23 41 I/O 17 I/O23 39 I/O23 50 I/O23
PIO24 44 I/O 18 I/O24 41 I/O24 51 I/O24
PIO25 45 I/O 20 I/O25 42 I/O25 52 I/O25
PIO26 113 I/O 131 I/O26 65 I/O26 67 I/O26
PIO27 114 I/O 133 I/O27 67 I/O27 68 I/O27
PIO28 115 I/O 134 I/O28 68 I/O28 69 I/O28
PIO29 116 I/O 135 I/O29 69 I/O29 70 I/O29
PIO30 119 I/O 136 I/O30 70 I/O30 71 I/O30
PIO31 120 I/O 138 I/O31 72 I/O31 72 I/O31
PIO32 121 I/O 143 I/O32 73 I/O32 73 I/O32
PIO33 122 I/O 156 I/O33 78 I/O33 74 I/O33
PIO34 125 I/O 157 I/O34 79 I/O34 75 I/O34
PIO35 126 I/O 160 I/O35 80 I/O35 76 I/O35
PIO36 127 I/O 161 I/O36 81 I/O36 77 I/O36
PIO37 128 I/O 163 I/O37 82 I/O37 78 I/O37
PIO38 131 I/O 164 I/O38 83 I/O38 83 I/O38
PIO39 132 I/O 166 I/O39 86 I/O39 84 I/O39
PIO40 133 I/O 169 I/O40 87 I/O40 85 I/O40
PIO41 134 I/O 170 I/O41 88 I/O41 96 I/O41
PIO42 135 I/O 171 I/O42 89 I/O42 97 I/O42
PIO43 136 I/O 172 I/O43 90 I/O43 98 I/O43
PIO44 139 I/O 173 I/O44 91 I/O44 99 I/O44
PIO45 140 I/O 174 I/O45 92 I/O45 103 I/O45
PIO46 141 I/O 178 I/O46 95 I/O46 105 I/O46
PIO47 142 I/O 180 I/O47 96 I/O47 106 I/O47
PIO48 143 I/O 182 I/O48 97 I/O48 107 I/O48
PIO49 144 I/O 183 I/O49 98 I/O49 108 I/O49
PIO60 202 I/O 223 I/O60 137 I/O60 131 I/O60
PIO61 203 I/O 222 I/O61 138 I/O61 132 I/O61
PIO62 204 I/O 221 I/O62 140 I/O62 133 I/O62
PIO63 205 I/O 220 I/O63 141 I/O63 134 I/O63
PIO64 206 I/O 219 I/O64 142 I/O64 139 I/O64
PIO65 207 I/O 217 I/O65 143 I/O65 140 I/O65
PIO66 208 I/O 216 I/O66 144 I/O66 141 I/O66
PIO67 10 I/O 215 I/O67 7 I/O67 142 I/O67
PIO68 99 I/O 197 I/O68 119 I/O68 122 I/O68
PIO69 100 I/O 198 I/O69 118 I/O69 121 I/O69
PIO70 101 I/O 200 I/O70 117 I/O70 120 I/O70
PIO71 102 I/O 201 I/O71 116 I/O71 119 I/O71
PIO72 103 I/O 202 I/O72 114 I/O72 114 I/O72
PIO73 104 I/O 203 I/O73 113 I/O73 113 I/O73
PIO74 111 I/O 204 I/O74 112 I/O74 112 I/O74
PIO75 112 I/O 205 I/O75 111 I/O75 111 I/O75
PIO76 16 I/O 212 I/O76 11 I/O76 143 I/O76
PIO77 19 I/O 209 I/O77 14 I/O77 144 I/O77
PIO78 147 I/O 206 I/O78 110 I/O78 110 I/O78
PIO79 149 I/O 207 I/O79 109 I/O79 109 I/O79
SPKER 148 I/O 184 I/O 99 I/O50 129 I/O
CLK0 182 I/O 185 I/O 126 INPUT1 93 I/O
CLK2 184 I/O 181 I/O 54 INPUT3 17 I/O
CLK5 78 I/O 151 CLKIN 56 I/O53 16 I/O
CLK9 80 I/O 154 CLKIN 124 GCLOK2 92 I/O

实验报告格式：
实验×   ××××××××××
一、 画出所设计电路的方框图
如：
 
二、 写出VHDL设计程序（或画出原理图）

三、 仿真分析
1.画出仿真结果波形

2.仿真结果波形分析说明

四、硬件测试
1、 实验电路模式选择
选择实验电路模式×。
2、电路各端口与芯片引脚连接情况说明