当前的数字电路与微机接口课程的理论教学和实践教学处于两种隔离的环境，理论课中黑板的文字描述或仅仅用PowerPoint的多媒体教学方式很难真实而完整地描述电路现象；而实验受到时间空间的限制，加之实验设备的不足，学生的实践机会大大减少，造成理论知识与实践脱节阻碍了学生知识的运用和创新。按照分析、建模、实现的总体思路。本文首先介绍了选题的背景和意义，在分析了当前国内外对虚拟实验的研究进展及虚拟实验的发展趋势后确定了研究方向，针对现有类似虚拟实验系统的特点和不足，提出了“数字电路与微机接口虚拟实验系统”的总体设计方案即系统功能、系统构架和系统工作流程。然后绍了面向对象的建模方法，并根据系统总体设计方案，使用面向对象的建模方法对虚拟实验及关键器件进行建模。重点讨论了电路模型的理论依据，并研究了虚拟可编程模型和电路网格模型的实现原理和关键技术。本文接着分析了系统两个核心仿真机制：数字电路模拟机制和信号控制传递机制。给出数字电路模拟机制实现方法，以及优化延时控制的具体实现。对基于单线程和基于多线程的信号控制传递机制做了对比后，提出基于多线程的实现方式，讨论了多线程信号传递中的同步死锁问题。通过对虚拟器件的属性、方法、时间的描述，设计了系统三个核心类。然后着重介绍了虚拟可编程模块的实现，其中包括内核模式驱动、虚拟设备驱动以及虚拟寄存器的实现。最后，给出了本系统人机交互模型和操作界面、文件编辑、文件管理的实现方法，最终完成系统开发。