基于電路仿真的數(shù)字電路3D虛擬實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì).pdf

1、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種新型的手段和資源在各個(gè)領(lǐng)域如建筑、化學(xué)、醫(yī)學(xué)上發(fā)揮著舉足輕重的作用。近年來(lái)將虛擬技術(shù)引進(jìn)電子實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建具有現(xiàn)場(chǎng)沉浸感、交互性強(qiáng)的3D環(huán)境成為高等教育一個(gè)靚點(diǎn)。論文基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行探索，以數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)為主體進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)虛擬數(shù)電實(shí)驗(yàn)箱、典型芯片及真實(shí)場(chǎng)景功能結(jié)構(gòu)的模擬仿真，使學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)時(shí)間和地點(diǎn)，強(qiáng)化創(chuàng)新能力和邏輯思維，開(kāi)啟生動(dòng)逼真、交互性強(qiáng)、高效性的教學(xué)模式。
　　論文基于虛擬儀器、虛擬實(shí)驗(yàn)和虛擬現(xiàn)

2、實(shí)技術(shù)現(xiàn)狀，給出數(shù)字電路3D虛擬實(shí)驗(yàn)的架構(gòu)設(shè)計(jì)、技術(shù)路線和解決方案，利用建模工具3dsMax和現(xiàn)場(chǎng)沉浸感強(qiáng)的游戲引擎Unity3D創(chuàng)建了數(shù)字電路3D可交互虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，搭建出平臺(tái)的靜態(tài)模型框架、動(dòng)態(tài)交互控制模塊、以及實(shí)驗(yàn)操作反饋機(jī)制。具體以數(shù)字電路的中組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路為模擬對(duì)象，用3dsMax搭建虛擬儀器和虛擬環(huán)境模型，包括:數(shù)電實(shí)驗(yàn)箱、各種邏輯功能芯片、實(shí)驗(yàn)桌椅、信號(hào)燈、發(fā)光二極管、導(dǎo)線和實(shí)驗(yàn)環(huán)境等。在unity中采用開(kāi)發(fā)語(yǔ)

3、言C#編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)操作者電路連線輸入和實(shí)驗(yàn)輸出效果之間錯(cuò)綜復(fù)雜的邏輯控制關(guān)系，直觀地實(shí)現(xiàn)數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)虛擬仿真。其中虛擬實(shí)驗(yàn)的功能設(shè)計(jì)模塊包括按下電源開(kāi)關(guān)的總體控制、操作單擊各個(gè)虛擬儀器碰撞體響應(yīng)控制、與或非芯片邏輯功能模擬、電路連線次序控制、文本輸出和提示控制、實(shí)驗(yàn)界面跳轉(zhuǎn)控制、實(shí)驗(yàn)重新開(kāi)始復(fù)位控制及實(shí)驗(yàn)操作者視角控制等各個(gè)部分，以三維立體的視角再現(xiàn)數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景。
　　該實(shí)驗(yàn)室具有良好的三維交互性、可操作性、功能完善、場(chǎng)景逼真生動(dòng)