陳光紅

【摘要】以加法器為項(xiàng)目載體，探討了傳統(tǒng)的教學(xué)方法和將《數(shù)字電子技術(shù)》與《EDA技術(shù)》課程整合后的教學(xué)思路，整合后借助于EDA軟件QUARTUSⅡ，對(duì)半加器、全加器、四位加法器進(jìn)行編輯、編譯、仿真、編程、電路測試等，使學(xué)生對(duì)加法器的原理、應(yīng)用等理解更完整、具體、深刻。

【關(guān)鍵詞】加法器 ?數(shù)字電子技術(shù) ?QUARTUSⅡ

【基金項(xiàng)目】蘇州市職業(yè)大學(xué)《數(shù)字電子與FPGA的應(yīng)用》課程體系及課程模式改革與實(shí)踐2-3。

【中圖分類號(hào)】G64 ?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2019）17-0245-01

引言

加法器是產(chǎn)生數(shù)的和的裝置。常用作計(jì)算機(jī)算術(shù)邏輯部件，執(zhí)行邏輯操作、移位與指令調(diào)用。[1]加法器可以用來表示各種數(shù)值，如：BCD碼、余3碼，加法器主要以二進(jìn)制作運(yùn)算。

文主要比較了傳統(tǒng)的加法器的教學(xué)過程和將數(shù)字電子技術(shù)與EDA技術(shù)整合成一門課程后對(duì)加法器的教學(xué)思路，可以看出整合后的教學(xué)效果更好。

1.傳統(tǒng)加法器的教學(xué)

傳統(tǒng)的電子專業(yè)的課程是數(shù)字電子技術(shù)和EDA技術(shù)作為兩門獨(dú)立的課程，分別在兩學(xué)期里完成教學(xué)。在數(shù)字電子技術(shù)中講解加法器時(shí)按照是否考慮低位來的進(jìn)位分為半加器和全加器，常按如下步驟進(jìn)行分析或設(shè)計(jì)：

列真值表、化簡（代數(shù)法或卡諾圖法）、找出最簡邏輯表達(dá)式，畫邏輯圖。

由于實(shí)驗(yàn)條件有限，沒有實(shí)際電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，學(xué)生印象不深，對(duì)加法器的理解停留在理論上。等到了下學(xué)期上EDA課程時(shí)，講到加法器時(shí)還得重復(fù)一遍加法器的原理知識(shí)。而將《數(shù)字電子技術(shù)》和《EDA技術(shù)》兩門課程融合后，可接著已分析出的邏輯圖，在QUARTUSⅡ軟件里借助原理圖進(jìn)行編輯、編譯、仿真、編程，結(jié)合實(shí)際電路測試效果，結(jié)果一目了然，使學(xué)生印象深刻，真正掌握半加器與全加器的區(qū)別，及如何從一位全加器拓展到n位加法器。

2.基于QuartusⅡ的加法器的教學(xué)

仍以全加器為例說明基于QUARTUSⅡ的全加器的教學(xué)。

全加器的原理圖如圖1，在QuartusⅡ中利用原理圖法進(jìn)行編輯，編譯后，對(duì)輸入端A、B、Ci分別加上激勵(lì)，進(jìn)行功能仿真后輸出端Co、S的波形如圖2。

由波形圖可看出，符合全加器的真值表表1。

將半加器和全加器分別進(jìn)行編程、電路測試正確后，可將其生成符號(hào)元件，這些符號(hào)元件可作為獨(dú)立的器件供其他設(shè)計(jì)項(xiàng)目調(diào)用。

3.擴(kuò)展到4位加法器的教學(xué)

利用半加器和全加器的符號(hào)元件可擴(kuò)展到n位的加法器，下面以四位加法器為例，其原理圖如圖5所示，仿真結(jié)果如圖6所示。

從仿真結(jié)果中可清楚地看出兩個(gè)四位二進(jìn)制數(shù)的加法計(jì)算的結(jié)果，進(jìn)位也能直觀地體現(xiàn)。

4.結(jié)論

將數(shù)字電子技術(shù)與EDA技術(shù)整合成一門課程，在我們應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)實(shí)踐了三年，結(jié)合《數(shù)字電子技術(shù)與FPGA應(yīng)用》的在線課程及微課視頻等，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性較高，且對(duì)加法器的掌握更好。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊志忠.數(shù)字電子技術(shù)[M].北京：高等教育出版社.

[2]于潤偉.EDA技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.