數(shù)電/模電/EDA綜合實驗系統(tǒng)能夠完成“電路基礎(chǔ)”、“模擬電子技術(shù)”、“數(shù)字電子技術(shù)”、“ISP在系統(tǒng)編程EDA實驗”、“VHDL設計”、“電子系統(tǒng)綜合設計”等課程的實驗。在實驗方式上采用全新理念,保留了經(jīng)典的傳統(tǒng)基礎(chǔ)功能模塊驗證性實驗,增加了對中大規(guī)模復雜系統(tǒng)的設計、分析和管理實驗,為學生提供了二次開發(fā)的良好環(huán)境,加強了學生對系統(tǒng)設計概念的培養(yǎng)和實踐,以適應電子系統(tǒng)日趨數(shù)字化、復雜化和大規(guī)模集成化發(fā)展的需要,真正做到學用結(jié)合,為創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)打下良好基礎(chǔ)。
一、系統(tǒng)特點:
該實驗裝置具有安全、穩(wěn)定、可讀、可調(diào)整、直觀、靈活和新型等特點,操作簡單方便,裝置運行可靠。具有很強的二次開發(fā)功能。
1、安全性
人員安全的保護:不論實驗裝置在正常工作或故障狀態(tài)下,不會危及操作人員的人身安全。
對誤操作的保護:不會因為誤操作而導致實驗裝置損壞。
電源的過流保護:因短路等故障而過流時,可自動切斷實驗裝置電源。
電源的電壓保護:電源電壓過高或欠壓時,將自動切斷實驗裝置電源。
2、直觀性
實驗裝置功能模塊的主要電氣原理或特征將在面板或電路卡上指示,實驗裝置各功能引腳的符號標注在面板上,反面由元器件和透明有機玻璃防護罩組成,實驗項目根據(jù)需要可以靈活配置和增加設計。
3、靈活性
實驗裝置采用主板和各模塊分離的設計,可編程器件焊接在獨立模塊上。通過選擇模塊可以選擇不同廠家、不同型號、不同規(guī)模的可編程器件,既可適應不同的教學需要,也使系統(tǒng)的功能和規(guī)模擴展變得更為方便。
為了方便實驗操作,減少對實驗儀器儀表的依賴,實驗裝置主板上各部分功能模塊(包括一些基本功能模塊和實驗小工具)幾乎都是相互獨立的,可以根據(jù)需要選擇模塊進行接線。
實驗裝置提供擴展集成插座、面包板和部分必須的分立元件等,留有足夠的接線機會,也給實驗裝置留有足夠的機動靈活性。
4、新穎性
實驗裝置提供了邏輯可編程實驗平臺和模擬可編程實驗平臺,其中邏輯可編程實驗平臺包括CPLD/FPGA模塊,模擬可編程實驗平臺包括ispPAC模塊。不同模塊使用不同的芯片,根據(jù)需要可選擇不同功能芯片的模塊插接到實驗主板上。
二、技術(shù)指標
(一)數(shù)字電路功能單元
1、 4×4矩陣鍵盤:矩陣式結(jié)構(gòu),組合按鍵。
2、 8位乒乓開關(guān):開關(guān)量輸入。
3、 十六進制8421撥碼盤:提供0~9,A~F 十六進制編碼值。
4、 24位開關(guān)量輸出:發(fā)光二極管紅、黃、綠色三組各八只高亮度發(fā)光二極管,含電流驅(qū)動。
5、 6位LED顯示:7段數(shù)碼管靜態(tài)顯示方式6位,動態(tài)顯示方式1-6位均可,含電流驅(qū)動。
6、 有源晶振:4MHz標準時鐘,通過模塊跳線器選擇,向可編程器件的CLK1提供時鐘。
7、 可編程脈沖序列發(fā)生器:由555振蕩器構(gòu)成頻率可調(diào)、脈沖數(shù)可設置的脈沖序列發(fā)生電路。
8、 單脈沖發(fā)生器:提供加消抖處理單個±脈沖輸入。
9、 邏輯筆:可測量邏輯高低電平、高阻和脈沖狀態(tài)。
10、數(shù)字電路模塊IC1擴展卡:
1個40芯IC座,1個20芯IC座,1個14芯IC座
數(shù)字電路模塊IC2擴展卡:
1個40芯IC座,1個20芯IC座,1個8芯IC座
(二)模擬電路功能單元
1、模擬電路模塊接入?yún)^(qū):可接入各種模擬電路實驗模塊
2、波形發(fā)生器單元
輸出波形:方波、三角波、正弦波
幅值:正弦波:0~14V(14V為峰-峰值,且正負對稱)
三角波:0~24V(24V為峰-峰值,且正負對稱)
方波:0~24V(24V為峰-峰值,且正負對稱)
頻率范圍:分四檔2HZ~20HZ、20HZ~200HZ、200HZ~4KHZ、4KHZ~100KHZ
3、直流信號源單元:雙路±5V、±0.5V、兩檔連續(xù)可調(diào)。
4、3位半數(shù)字電壓表:測量范圍:-19.99V~+19.99V
(三)EDA實驗功能單元
1由數(shù)字電路功能單元、模擬電路功能單元共同組成。
2、可編程器件模塊(根據(jù)要求選擇)
(四)擴展實驗模塊區(qū)
1、集成電路擴展插座:可插實驗用IC芯片或ispPAC模塊。
2、面包板單元:主板上由二組臺灣產(chǎn)面包板組成接插件專區(qū),方便進行擴展實驗。
三、實驗內(nèi)容:
1、數(shù)字部分基本實驗(由二塊IC擴展卡共同完成):
(l)門電路邏輯功能及測試; (2)組合邏輯電路(半/全加器); (3)R-S、D、JK4、觸發(fā)器;
(4)三態(tài)輸出觸發(fā)器、鎖存器; (5)集成計數(shù)器及寄存器; (6)時序電路測試及研究;
(7)譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器; (8)波形發(fā)生及單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器; (9)555時基電路
可選做如下實驗:
(10)CMOS門電路測試; (11)門電路的驅(qū)動能力測試; (12)MSI加法器實驗;
(13)寄存器及其應用實驗;(14)順序脈沖和脈沖分配器電路; (15)多路模擬開關(guān)及其應用實驗;
(16)四路優(yōu)先判決電路實驗;(17)TS、OC門的功能測試及其應用實驗;(18)邏輯筆實驗與分析實驗;
(19)競爭冒險實驗; (20)計數(shù)器MSI芯片的應用; (21)施密特觸發(fā)器及其應用實驗;
(22)數(shù)字定時器實驗; (23)電子校音器實驗; (24)TTL不同系列芯片性能和參數(shù)的測定實驗;
(25)TTL與CMOS相互連接實驗; (26)觸發(fā)器應用實驗; (27)時序電路應用實驗;
(28)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及其應用實驗; (29)電壓變換器實驗; (30)示波器多蹤顯示接口實驗
2、模擬部分實驗內(nèi)容(共有七個實驗模塊):
A、模擬電路模塊A1:
1、基本單級放大電路; 2、兩級放大電路; 3、負反饋放大電路; 4、LC振蕩器及選頻放大器 5、RC正弦波振蕩器; 6、射級跟隨器;
B、模擬電路模塊A2:
1、集成功率放大器; 2、互補對稱功率放大器;
C、模擬電路模塊A3:
1、集成穩(wěn)壓電路;
D、模擬電路模塊A4:
1、串聯(lián)穩(wěn)壓電路; 2、晶閘管控制
E、模擬電路模塊A5:
1、 場效應管實驗 2、差分電路實驗
F、模擬電路模塊A6:
1、 電壓跟隨器 2、反向比例放大器 3、同相比例放大器 4、反相求和比例放大器
5、雙端輸入求和放大電路 6、積分電路 7、微分電路 8、微積分電路 9、方波發(fā)生器
10、占空比可調(diào)的矩形波發(fā)生器 11、三角波發(fā)生電路 12、鋸齒波發(fā)生電路 13、低通濾波器
14、高通濾波器 15、帶阻濾波器 16、過零比較器 17、反相滯回比較器 18、同相滯回比較器
19、電流/電壓轉(zhuǎn)換電路 20、電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路 21、波形變換電路 22、集成電路RC正弦波振蕩
G、模擬電路模塊A7:
1、整流濾波與并聯(lián)穩(wěn)壓電路
3、電路分析基本實驗:(共有六個實驗模塊選配)
A、電路分析模塊DL1:
1、雙口網(wǎng)絡 2、串聯(lián)/并聯(lián)諧振電路
B、電路分析模塊DL2:
1、電壓控制電流源 2、電流控制電壓源
C、電路分析模塊DL3:
1、選頻電路 2、戴維南/諾頓定理
D、電路分析模塊DL4:
1、回轉(zhuǎn)器 2、負阻抗變換器
E、電路分析模塊DL5:
1、一階二階動態(tài)電路
F、電路分析模塊DL6:
1、基爾霍夫定律 2、電流源
4、EDA實驗內(nèi)容:(選配)
1、 單元電路設計實驗:
(1)常用門電路設計; (2)編碼器/譯碼器設計; (3)觸發(fā)器及時序電路設計;
(4)同步/異步計數(shù)器設計; (5)鍵盤掃描實驗; (6)加法器實驗
(7)LCD(12864)液晶顯示實驗。
2、綜合設計實驗:
(1)SSI組合電路的設計與冒險競爭觀察;(2)MSI組合電路的設計;(3)可讀寫寄存器的設計。
3 研究創(chuàng)新實驗:
(1)數(shù)字頻率計; (2)數(shù)字電子鐘設計; (3)十字路口交通燈自動控制器的設計;
(4)出租車計費器的設計; (5)數(shù)字濾波器設計; (6)DAC、ADC模型設計;
(7)數(shù)字模擬綜合系統(tǒng)設計