虚拟仪器LabVIEW在数字电路实验教学中的应用

　　使用虚拟仪器LabVIEW构建程序，按方程组1构建的后面板如图3所示。

图3 七段显示译码器的LabVIEW后面板（程序）

　　从图3可以看出，LabVIEW后面板（程序）和相应的逻辑电路在形式上完全对应，即LabVIEW的程序其实就是逻辑图的具体体现了。若采用“高亮度单步执行”方式，还可以直观地观察到信息（信号）的流动及每一环节的中间运算结果，这是其它数字逻辑实验所不及的，这也正是基于虚拟仪器LabVIEW进行数字逻辑实验所表现出的直观性、简洁性和实用性。

　　相应的程序前面板（输出/操作界面）如图4所示。

图4 七段显示译码器实验的前面板

　　实验中用4个开关I0~I3分别作为四位代码产生的逻辑器件，用a~g七个发光指示灯分别作为七段数码显示器的显示单元，这些“器件”都是LabVIEW提供的现成的输入/输出控件，直接运用即可。

　　图中当前显示的是输入为“1001”时的译码显示“9”，实验或演示时只须用鼠标操纵水平摇杆开关I0~I3即可得到相关的输入代码，对应的输出（译码显示）则在右端显示出来；当然，也可用“CTRL+E”组合键调出程序后面板窗口图3，运用单步高亮度执行的方式来观察译码器的工作过程。

4 虚拟仪器应用于数字电路实验教学的优点

　　引入虚拟仪器进行实验和教学，除了具备上述容易实现，过程简单和效果明显的特点之外，还可以达到以下目标：

　　先进仪器的低成本化
　　缩短新型仪器的开发周期
　　降低仪器的维护、配置成本
　　容易实现基于网络的交互式实验和教学
　　强化学习、实验过程的自主性和自创性

　　而达到上述目标，就可以改善相应的教学模式，将为培养适应新世纪的创新人才创造十分有利的条件，也为高校自身实力的提升和教学成本的降低提供了理想的发展空间。可以预见，虚拟仪器技术将是今后仪器科学发展在相当一段时期内的重要方向[6-7]。

5 结论

　　虚拟仪器系统应用于实验或教学，是虚拟仪器系统在测试领域之外的又一应用领域，而应用于数字逻辑电路的实验教学，能充分发挥虚拟仪器系统的优越性，使教学过程变得更加直观，使实验过程能充分体现学生的参与度、加强自创实验的设计和实践，而且虚拟仪器在数字逻辑电路实验中的应用面广、包含范围宽，加上适当的A/D或DAQ，可方便地将这类系统升级为具有实际意义的基于虚拟仪器的实验/分析系统。

　　将虚拟仪器应用于数字逻辑电路的教学、实验，具有较好的实际意义，也是虚拟仪器在测试领域之外得到应用的又一重要补充。