虛擬儀器LabVIEW在數(shù)字電路實驗教學中的應用

　　使用虛擬儀器LabVIEW構建程序，按方程組1構建的后面板如圖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）和相應的邏輯電路在形式上完全對應，即LabVIEW的程序其實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）的流動及每一環(huán)節(jié)的中間運算結果，這是其它數(shù)字邏輯實驗所不及的，這也正是基于虛擬儀器LabVIEW進行數(shù)字邏輯實驗所表現(xiàn)出的直觀性、簡潔性和實用性。

　　相應的程序前面板（輸出/操作界面）如圖4所示。

圖4 七段顯示譯碼器實驗的前面板

　　實驗中用4個開關I0~I3分別作為四位代碼產(chǎn)生的邏輯器件，用a~g七個發(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，直接運用即可。

　　圖中當前顯示的是輸入為“1001”時的譯碼顯示“9”，實驗或演示時只須用鼠標操縱水平搖桿開關I0~I3即可得到相關的輸入代碼，對應的輸出（譯碼顯示）則在右端顯示出來；當然，也可用“CTRL+E”組合鍵調(diào)出程序后面板窗口圖3，運用單步高亮度執(zhí)行的方式來觀察譯碼器的工作過程。

4 虛擬儀器應用于數(shù)字電路實驗教學的優(yōu)點

　　引入虛擬儀器進行實驗和教學，除了具備上述容易實現(xiàn)，過程簡單和效果明顯的特點之外，還可以達到以下目標：

　　先進儀器的低成本化
　　縮短新型儀器的開發(fā)周期
　　降低儀器的維護、配置成本
　　容易實現(xiàn)基于網(wǎng)絡的交互式實驗和教學
　　強化學習、實驗過程的自主性和自創(chuàng)性

　　而達到上述目標，就可以改善相應的教學模式，將為培養(yǎng)適應新世紀的創(chuàng)新人才創(chuàng)造十分有利的條件，也為高校自身實力的提升和教學成本的降低提供了理想的發(fā)展空間。可以預見，虛擬儀器技術將是今后儀器科學發(fā)展在相當一段時期內(nèi)的重要方向[6-7]。

5 結論

　　虛擬儀器系統(tǒng)應用于實驗或教學，是虛擬儀器系統(tǒng)在測試領域之外的又一應用領域，而應用于數(shù)字邏輯電路的實驗教學，能充分發(fā)揮虛擬儀器系統(tǒng)的優(yōu)越性，使教學過程變得更加直觀，使實驗過程能充分體現(xiàn)學生的參與度、加強自創(chuàng)實驗的設計和實踐，而且虛擬儀器在數(shù)字邏輯電路實驗中的應用面廣、包含范圍寬，加上適當?shù)腁/D或DAQ，可方便地將這類系統(tǒng)升級為具有實際意義的基于虛擬儀器的實驗/分析系統(tǒng)。

　　將虛擬儀器應用于數(shù)字邏輯電路的教學、實驗，具有較好的實際意義，也是虛擬儀器在測試領域之外得到應用的又一重要補充。