數字邏輯電路C語言描述方法介紹

摘要：為了改進數字邏輯電路教學方法以適應電子技術迅猛發展的需要，我們探索和實踐了數字邏輯電路教學的新方法，這就是基于計算機高級語言（C語言）的數字邏輯電路課堂教學和實驗教學方法，本文重點介紹了本教學方法的特點以及實現方法。
關鍵詞：教學改革；數字邏輯電路；C語言
中圖分類號：G642 文獻標識碼：B
文章編號：1672-5913(2007)10-0090-03
　　
　　引言
　　
　　數字邏輯電路課是高等學校計算機科學技術專業的一門必修基礎課。在計算機專業基礎課程中，它是微機原理與應用、微機接口技術、計算機組成與系統結構等課程的前導課程，有著承上啟下的重要地位。該課程從電子計算機的基本硬件組成及數字電子技術著手，對計算機的組成部件的基本電路工作原理展開討論，使學生掌握有關計算機硬件方面的基礎知識，尤其是各數字邏輯電路的基本功能，構成整機數字系統的技術，為培養學生對硬件系統的分析、設計、開發和使用能力打下最基本的基礎知識。

　　數字邏輯電路這門課程學習結果的好壞將對計算機專業的后續課程的學習產生很大的影響。數字邏輯電路是學好計算機專業基礎課的必要途徑，因此應該重視這門課程教學方法的改進。為了改革目前的數字邏輯電路課教學方法，我們探索了新的數字邏輯電路教學方法，即基于計算機高級語言的數字邏輯電路教學方法。本數字邏輯電路教學方法的特點是用計算機高級語言C語言對數字邏輯電路的基本功能進行描述和實驗，也就是用計算機高級語言對我們在數字邏輯電路課程中講解的全部基本數字邏輯電路進行表示。本方法特別適合與計算機專業的學生，因為計算機專業的學生在學習數字邏輯電路課程之前都學習過了計算機高級語言C語言。這使得他們能夠較好的理解數字邏輯電路的這種表示方式，同時也能夠使他們在學習數字邏輯電路的這種表示方式中復習計算機的高級語言，并且可以擴展學生的知識面，培養和訓練學生的創新能力。它不但能夠進行數字邏輯電路的基本教學，還可以用于數字邏輯電路的實驗教學和課程設計。
　　
1 數字邏輯電路的C語言描述
　　
　　C語言功能豐富，表達能力強，使用靈活方便，目標程序效率高，可移植性好，適合編寫各種軟件，尤其是系統軟件，所以C語言已在諸多領域得到廣泛的應用。目前許多高等院校，都在計算機專業開設了C語言課程。利用C語言可以編寫出簡潔、緊湊、高效的程序。C51是在完全支持標準C全部指令的基礎上添加了許多用來優化8051指令結構的C的擴展指令而形成的，其程序結構也類似于標準C程序的編寫。隨著嵌入式技術的不斷發展以及C語言在嵌入式應用中的不斷普及，C程序設計技術在嵌入式系統中將得到廣泛的應用。
　　數字邏輯電路通常分為組合數字邏輯電路和時序數字邏輯電路兩大類，組合數字邏輯電路常用的描述方法是邏輯圖、邏輯代數式、真值表和卡諾圖，它們均可對同一個組合邏輯問題進行描述，知道其中的任何一個，就可以推出其余的三個。隨著EDA技術的發展，目前又出現了硬件描述語言的數字邏輯電路描述法。與用硬件描述語言類似的方法，本文探索了在微控制器中的C51程序描述法。例如對一個三變量的一致電路的描述：
　　三變量的一致電路就是當A、B、C三個變量一致時，電路輸出高電平；當三個變量不一致時，電路輸出低電平。
用邏輯代數式表示為：F=ABC+ 　

用C51語言描述為：
　　Main()
　　{ sbit a=P1.0; // 定義布爾輸入變量a是微控制器的P1.0口
　　sbit b=P1.1; // 定義布爾輸入變量b是微控制器的P1.1口
　　sbit c=P1.2; // 定義布爾輸入變量c是微控制器的P1.2口
　　sbit f=P2.0; // 定義布爾輸出變量f是微控制器的P2.0口
　　while(1){ // 無限循環
　　P1=0xff;
　　if (a==b==c)
　　f==1；
　　elsl f==0；
　　}
　　} // P1為輸入口，P2為輸出口
　　從以上的C51程序可以看出，這樣的數字邏輯電路描述方法，對于計算機專業的學生，只要學習過C語言是非常容易理解的，而且用該方法描述的數字邏輯電路也容易用下面介紹的實驗方法中得到驗證。