虛擬儀器LabVIEW在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

　　使用虛擬儀器LabVIEW構(gòu)建程序，按方程組1構(gòu)建的后面板如圖3所示。

圖3 七段顯示譯碼器的LabVIEW后面板（程序）

　　從圖3可以看出，LabVIEW后面板（程序）和相應(yīng)的邏輯電路在形式上完全對(duì)應(yīng)，即LabVIEW的程序其實(shí)就是邏輯圖的具體體現(xiàn)了。若采用“高亮度單步執(zhí)行”方式，還可以直觀地觀察到信息（信號(hào)）的流動(dòng)及每一環(huán)節(jié)的中間運(yùn)算結(jié)果，這是其它數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)所不及的，這也正是基于虛擬儀器LabVIEW進(jìn)行數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)所表現(xiàn)出的直觀性、簡潔性和實(shí)用性。

　　相應(yīng)的程序前面板（輸出/操作界面）如圖4所示。

圖4 七段顯示譯碼器實(shí)驗(yàn)的前面板

　　實(shí)驗(yàn)中用4個(gè)開關(guān)I0~I3分別作為四位代碼產(chǎn)生的邏輯器件，用a~g七個(gè)發(fā)光指示燈分別作為七段數(shù)碼顯示器的顯示單元，這些“器件”都是LabVIEW提供的現(xiàn)成的輸入/輸出控件，直接運(yùn)用即可。

　　圖中當(dāng)前顯示的是輸入為“1001”時(shí)的譯碼顯示“9”，實(shí)驗(yàn)或演示時(shí)只須用鼠標(biāo)操縱水平搖桿開關(guān)I0~I3即可得到相關(guān)的輸入代碼，對(duì)應(yīng)的輸出（譯碼顯示）則在右端顯示出來；當(dāng)然，也可用“CTRL+E”組合鍵調(diào)出程序后面板窗口圖3，運(yùn)用單步高亮度執(zhí)行的方式來觀察譯碼器的工作過程。

4 虛擬儀器應(yīng)用于數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)

　　引入虛擬儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和教學(xué)，除了具備上述容易實(shí)現(xiàn)，過程簡單和效果明顯的特點(diǎn)之外，還可以達(dá)到以下目標(biāo)：

　　先進(jìn)儀器的低成本化
　　縮短新型儀器的開發(fā)周期
　　降低儀器的維護(hù)、配置成本
　　容易實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的交互式實(shí)驗(yàn)和教學(xué)
　　強(qiáng)化學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)過程的自主性和自創(chuàng)性

　　而達(dá)到上述目標(biāo)，就可以改善相應(yīng)的教學(xué)模式，將為培養(yǎng)適應(yīng)新世紀(jì)的創(chuàng)新人才創(chuàng)造十分有利的條件，也為高校自身實(shí)力的提升和教學(xué)成本的降低提供了理想的發(fā)展空間?？梢灶A(yù)見，虛擬儀器技術(shù)將是今后儀器科學(xué)發(fā)展在相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)的重要方向[6-7]。

5 結(jié)論

　　虛擬儀器系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)或教學(xué)，是虛擬儀器系統(tǒng)在測試領(lǐng)域之外的又一應(yīng)用領(lǐng)域，而應(yīng)用于數(shù)字邏輯電路的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能充分發(fā)揮虛擬儀器系統(tǒng)的優(yōu)越性，使教學(xué)過程變得更加直觀，使實(shí)驗(yàn)過程能充分體現(xiàn)學(xué)生的參與度、加強(qiáng)自創(chuàng)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和實(shí)踐，而且虛擬儀器在數(shù)字邏輯電路實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用面廣、包含范圍寬，加上適當(dāng)?shù)腁/D或DAQ，可方便地將這類系統(tǒng)升級(jí)為具有實(shí)際意義的基于虛擬儀器的實(shí)驗(yàn)/分析系統(tǒng)。

　　將虛擬儀器應(yīng)用于數(shù)字邏輯電路的教學(xué)、實(shí)驗(yàn)，具有較好的實(shí)際意義，也是虛擬儀器在測試領(lǐng)域之外得到應(yīng)用的又一重要補(bǔ)充。