| 不要只是坐在那里！建立一些东西！ |
学习分析数字电路需要大量的学习和实践。通常，学生通过处理许多样本问题并针对教科书或讲师提供的答案来练习。虽然这很好，但有更好的方法。
您实际上会学到更多建造和分析真实电路，让您的测试设备提供“答案”，而不是书籍或其他人。对于成功的电路锻炼，请执行以下步骤：
始终确保电源电压级别在您计划使用的逻辑电路的规范范围内。如果TTL，电源必须成为5伏调节的电源，调整为尽可能接近5.0伏直流的值。
您可以节省时间并减少错误的可能性是从非常简单的电路开始，并逐步添加组件以增加每个分析后的复杂性，而不是为每个练习问题构建一个全新的电路。另一种节省时间的技术是在各种不同的电路配置中重新使用相同的组件。这样，您就不必多次测量任何组件的价值。
让电子本身给您解决自己的“练习问题”的答案！
我的经验是，学生需要大量练习巡回赛才能熟练。为此，教师通常会为学生提供许多练习问题，并为学生提供答案以检查他们的工作。尽管这种方法使学生精通电路理论，但无法充分教育他们。
学生不仅需要数学实践。他们还需要真实的动手练习建筑电路并使用测试设备。因此，我建议采用以下替代方法：学生应该建造他们自己的“实践问题”与真实的组成部分，并试图预测各种逻辑状态。这样，数字理论“生动起来”，并且学生获得了实践水平，他们不会仅通过求解布尔方程或简化karnaugh地图而获得。
遵循这种实践方法的另一个原因是教学生科学的方法：通过执行真实实验来检验假设（在这种情况下是逻辑状态预测）的过程。学生们偶尔会造成电路施工错误，还将发展真正的故障排除技能。
花一些时间与您的班级一起审查一些“规则”，以便在它们开始之前进行建筑电路。与您的学生以相同的苏格拉底方式讨论这些问题，您通常会讨论工作表问题，而不是简单地告诉他们他们应该和不应该做什么。我从不停止惊讶学生在典型的演讲（讲师独白）格式中介绍时的指示程度！
我强烈建议用于家庭实验的CMOS逻辑电路，在该实验中，学生可能无法使用5伏调节的电源。现代CMOS电路在静态放电方面比第一个CMOS电路更加坚固，因此，由于没有在家中设立的“适当”实验室，对学生损害这些设备的恐惧基本上是没有根据的。
向那些可能抱怨让学生建立真实电路所需的“浪费”时间的讲师的注释，而不仅仅是数学上分析理论电路：
学生参加您的课程的目的是什么？
如果您的学生将使用真实的电路，那么他们应该尽可能在真实的电路上学习。如果您的目标是教育理论物理学家，那么一定要坚持抽象分析！但是，我们大多数人计划让我们的学生通过我们给他们的教育来在现实世界中做些事情。beplay网页版本当他们将知识应用于实际问题时，花费的时间“浪费”的时间将带来巨大的红利。
此外，让学生建立自己的练习问题会教会他们如何执行主要研究，从而使他们有能力继续自主的电气/电子教育。beplay网页版本
在大多数科学中，现实的实验比电路更困难和昂贵。核物理学，生物学，地质和化学教授只会希望能够让学生将高级数学应用于真正的实验，从而不带安全隐患，而花费比教科书少。他们不能，但是你可以。利用科学固有的便利性，并让您的那些学生在许多真实的电路上练习数学！
在此电路中，微控制器控制一种特殊类型的电动机的旋转步进电机通过一次依次激活一个晶体管（因此一次使一个电动机线圈通电）。在序列中的每个步骤中，电动机都会旋转固定数量的度，通常每步1.8度：
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每个电动机线圈在通电时都会吸引相对较重的电流，因此需要晶体管在微控制器输出和电动机线圈之间“插入”。
需要从微控制器的输出端口中确定哪种类型的逻辑信号（“高”或“低”），以使每个晶体管充满电。另外，通过在以下图中使用合适的MOSFET替换每个双相连接晶体管，可以显示如何减少功率损耗和零件计数：
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当相应的微控制器输出达到“低”（地面电势）状态时，每个步进电动机线圈都会通电。
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后续问题：如果必须将电阻留在原处，则修改后的（MOSFET而不是BJT）电路仍然可以正常运行吗？
这个漫长的问题的目的不仅是让学生弄清楚如何用MOSFET替换BJT，还要向他们介绍微控制器的概念，这是一种在现代电子系统中越来越重要的设备。
为简单起见，该电路中没有显示二极管。如果有人问这个问题，请赞扬他们注意！
步进电动机线圈通常会吸收大量电流，需要使用功率晶体管将控制电路“缓冲”到电动机。一个典型的步进电动机最终驱动电路看起来像这样（仅显示四个输出晶体管中的一个，因为简洁起见）：
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当然，安装了二极管，以防止每次关闭输出晶体管，都可以破坏高压潮流。然而，这会导致一个不同的问题：随着自由轮二极管的到位，每个线圈中形成的磁场在各自的晶体管关闭时需要更长的时间才能“衰减”。这种时间延迟会在步进电机上施加最大旋转速度，因为直到上一步的磁场（s）消散之前，电动机不会移动到下一步。
该电路可以进行什么修改，以使晶体管更快地切换，以更高的旋转速度驱动步进电机？详细说明为什么您的解决方案会起作用。
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我不会确切地解释为什么这种解决方案有效，但我会让迈克尔·法拉迪（Michael Faraday）给您数学上的“提示：”
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后续问题：哪些因素决定了图中显示的新电阻的电阻值？
挑战问题：确定如何计算在晶体管收集器端子上看到的电压“尖峰”的幅度，如果有一定的电阻值，二极管规格和全负载电动机线圈电流。
要求您的学生描述晶体管关闭时每个线圈中磁通量的变化速率，而没有通勤二极管（假设晶体管可以承受电感器产生的瞬态电压）。对于您的学生来说，应该清楚地知道，二极管包含二极管以防止高压“尖峰”从字面上产生磁场衰减时间的问题。
此移位寄存器电路一次驱动单极步进电动机的四个线圈，一次旋转模式以时钟的速度移动。驱动晶体管电路（Q1，问2和电阻r2通过r6）仅显示四个线圈之一。其他三个移位寄存器输出具有相同的驱动电路，该驱动电路连接到相应的电动机线圈：
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假设这个步进电动机电路运转好几年，然后突然停止工作。说明您将在何处进行最初的几次测量以隔离问题，以及为什么要在那里进行测量。
我的第一步是检查移位寄存器IC和电动机（晶体管驱动电路）是否存在足够的直流功率。然后，我将使用电压表或逻辑探测器检查位置寄存器的任何一个Q输出中的任何一个。那将告诉我问题是换档寄存器还是电路。
这是一个很好的问题，可以与您的学生讨论，因为它可以帮助他们了解如何“分裂和征服”一个故障系统。
步进电动机通常用于低功率伺服机制，例如在小型机器人，计算机打印机和其他精确的电力机器中发现的伺服机制。解释为什么这种类型的电动机比永久磁铁直流电动机或其他电动机更受欢迎。提示：答案与电动机本身的名称密切相关（“步进”）。
与其他电机类型不同，步进电动机以离散的“步骤”移动，非常适合数字控制模式。
当您讨论课堂上的步进电动机时，请确保学生有机会在自己手中感受到步进电动机的动作。如果您碰巧没有任何步进电动机，可以通过从破旧的计算机打印机中挽救零件来轻松获得它们！
