數字邏輯電路C語言描述方法介紹
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2 在教學中的應用原則
2.1教學重點
筆者認為對于計算機專業(yè)的數字邏輯電路課，教學重點在于讓學生能夠很好地理解常用數字邏輯電路的邏輯功能，至于這些數字邏輯電路的實現方法有一些概念就可以了，沒有必要掌握數字邏輯電路的中小規(guī)模集成電路實現方法。而這些中小規(guī)模集成電路實現的數字邏輯電路在我們目前所用的教材中往往是重點講解的，這點對于計算機專業(yè)的學生就不是很合適。事實上，本文探索的用C51程序描述數字邏輯電路，就是基于微控制器的用軟件實現的數字邏輯電路。這就是說數字邏輯電路課程的重點內容是理解數字邏輯電路的邏輯功能。而具體用什么方法實現這個邏輯功能就不是太重要了。用中小規(guī)模集成電路、可編程邏輯電路和軟件來實現都是可以的。2.2應用實例
根據筆者的多年教學實踐經驗，在計算機專業(yè)的數字邏輯電路課程教學中，靈活運用本文論述的C51程序描述法，結合傳統(tǒng)的數字邏輯電路的描述方法，取得到了較好的教學效果。
如：對于在計算機專業(yè)中用到的較多的邏輯電路“譯碼器”。用邏輯代數描述為：
用C51程序可以描述為：
main()
{ sbit a=P1.0； // 定義布爾輸入變量a,b,c為微控制器的P1口
sbit b=P1.1；
sbit c=P1.2；
sbit y0=P2.0； // 定義布爾輸出變量y0~y7是微控制器的P2口
sbit y1=P2.1；
sbit y2=P2.2；
sbit y3=P2.3；
sbit y4=P2.4；
sbit y5=P2.5；
sbit y6=P2.6；
sbit y7=P2.7；
while(1){ // 無限循環(huán)
P1=0xff；
y0=y1=y2=y3=y4=y5=y6=y7=0；
if (a==0b==0c==0) y0=1;
if (a==0b==0c==1) y1=1;
if (a==0b==1c==0) y2=1;
if (a==0b==1c==1) y3=1;
if (a==1b==0c==0) y4=1;
if (a==1b==0c==1) y5=1;
if (a==1b==1c==0) y6=1;
if (a==1b==1c==1) y7=1;
}
}
因此，在數字邏輯電路課程中，讓學生懂得作為計算機專業(yè)的學生，單單學會數字邏輯電路的硬件實現方法是不夠的，還應當讓學生從一開始就重視學習計算機軟硬件的相互關系。如果教師在數字邏輯電路課程的教學中運用本文論述的方法，引導學生從計算機軟件和硬件層次上去認識數字邏輯電路知識，對學生學好后續(xù)專業(yè)課程有著積極的促進意義。
3 實驗教學方法
3.1硬件結構
本實驗方法的硬件部分主要由PC機以及微控制器電路和多個LED電路組成。微控制器選用Philips公司生產的P89C51RD2BN。該芯片內部集成了多種功能部件，如四個8位的數字I/O口，8路A/D轉換接口、UART、定時器、看門狗定時器和FLASH存儲器等。微控制器的主要功能是：用戶輸入輸出端口狀態(tài)掃描輸入，用戶輸入輸出端口信號輸入和數字信號顯示等。實驗硬件組成框圖如圖1所示。
圖1 實驗硬件組成框圖
3.2ISP實現原理
本實驗方法的關鍵是ISP技術。P89C51RD2BN的系統(tǒng)編程是通過標準RS232串口來完成的，它是一種內嵌的在線可編程。內部有一系列的硬件資源，當微控制器對自身的Flash存儲器進行編程時，所有底層操作都由這些內部資源來完成。ISP編程不需要將微控制器從系統(tǒng)中取出，只要用一個開關將PSEN強行拉低，ALE管腳懸空，系統(tǒng)便在上電復位后進入ISP狀態(tài)。通過免費的編程軟件Flashmagic下載二進制文件到微控制器，就可以運行程序了。
3.3實驗方法
如圖1所示，實驗時先把ISP控制開關放置在ISP位置上，在PC機上輸入需要實現的數字邏輯電路的C51程序，然后經過C51編譯器編譯，生成二進制文件形式的目標程序文件，然后使用Flashmagic軟件把目標程序下載到微控制器中，再把ISP控制開關放置到微控制器的正常工作狀態(tài)，按動復位按鈕，微控制器中的程序就可以正常運行了。這時可以在輸入撥位開關上輸入數字信號，在LED上可以觀察到這個實驗數字邏輯電路的邏輯功能的實現結果。改變輸入撥位開關上輸入的數字信號，可以得到不同的數字信號輸入，在LED中可以觀察分析實驗數字邏輯電路的全部邏輯功能。
運用本實驗方法進行的數字邏輯電路實驗，由于實驗所用到的硬件設備，除PC機以外的成本是極低的，可以實現把實驗帶回家的實驗理念。在家里進行各種有創(chuàng)造性的實驗。讓學生真正成為實驗學習的主人。
4 結束語
本文論述的數字邏輯電路C語言描述方法具有易懂、直觀、有創(chuàng)新性的特點。用該教學方法的實驗裝置結構簡單、成本較低、維護方便、性能可靠?？梢赃M行簡單的組合數字邏輯電路實驗，也可以進行時序邏輯電路的實驗，能夠搭建多種趣味電路。能滿足基本教學的需要，也可以進行綜合性、設計性實驗。
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/149506.htm
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