HY-SAE数电、摸电、EDA综合实验系统
本综合实验系统能够完成“电路基础”、“模拟电子技术”、“数字电子技术”、“ISP在系统编程EDA实验”、“VHDL设计”、“电子系统综合设计”等课程的实验。在实验方式上采用全新理念,保留了经典的传统基础功能模块验证性实验,增加了对中大规模复杂系统的设计、分析和管理实验,为学生提供了二次开发的良好环境,加强了学生对系统设计概念的培养和实践,以适应电子系统日趋数字化、复杂化和大规模集成化发展的需要,真正做到学用结合,为创新性人才的培养打下良好基础。
一、系统特点: 该实验装置具有安全、稳定、可读、可调整、直观、灵活和新型等特点,操作简单方便,装置运行可靠。具有很强的二次开发功能。 1、安全性 人员安全的保护:不论实验装置在正常工作或故障状态下,不会危及操作人员的人身安全。 对误操作的保护:不会因为误操作而导致实验装置损坏。 电源的过流保护:因短路等故障而过流时,可自动切断实验装置电源。 电源的电压保护:电源电压过高或欠压时,将自动切断实验装置电源。 2、直观性 实验装置功能模块的主要电气原理或特征将在面板或电路卡上指示,实验装置各功能引脚的符号标注在面板上。 3、灵活性 实验装置采用主板和各模块分离的设计,可编程器件焊接在独立模块上。通过选择模块可以选择不同厂家、不同型号、不同规模的可编程器件,既可适应不同的教学需要,也使系统的功能和规模扩展变得更为方便。 为了方便实验操作,减少对实验仪器仪表的依赖,实验装置主板上各部分功能模块(包括一些基本功能模块和实验小工具)几乎都是相互独立的,可以根据需要选择模块进行接线。 实验装置提供扩展集成插座、面包板和部分必须的分立元件等,留有足够的接线机会,也给实验装置留有足够的机动灵活性。 4、新颖性 实验装置提供了逻辑可编程实验平台和模拟可编程实验平台,其中逻辑可编程实验平台包括CPLD/FPGA模块,模拟可编程实验平台包括ispPAC模块。不同模块使用不同的芯片,根据需要可选择不同功能芯片的模块插接到实验主板上。 二、技术指标 (一)数字电路功能单元 1、4×4矩阵键盘:矩阵式结构,组合按键。 2、8位乒乓开关:开关量输入。 3、十六进制8421拨码盘:提供0~9,A~F 十六进制编码值。 4、24位开关量输出:发光二极管红、黄、绿色三组各八只高亮度发光二极管,含电流驱动。 5、6位LED显示:7段数码管静态显示方式6位,动态显示方式1-6位均可,含电流驱动。 6、有源晶振:4MHz标准时钟,通过模块跳线器选择,向可编程器件的CLK1提供时钟。 7、可编程脉冲序列发生器:由555振荡器构成频率可调、脉冲数可设置的脉冲序列发生电路。 8、单脉冲发生器:提供加消抖处理单个±脉冲输入。 9、逻辑笔:可测量逻辑高低电平、高阻和脉冲状态。 (二)模拟电路功能单元 1、模拟电路模块接入区:可接入各种模拟电路实验模块 2、波形发生器单元 输出波形:方波、三角波、正弦波 幅值:正弦波:0~14V(14V为峰-峰值,且正负对称) 三角波:0~24V(24V为峰-峰值,且正负对称) 方波:0~24V(24V为峰-峰值,且正负对称) 频率范围:分四档2HZ~20HZ、20HZ~200HZ、200HZ~4KHZ、4KHZ~100KHZ 3、直流信号源单元:双路±5V、±0.5V、两档连续可调。 4、3位半数字电压表:测量范围:-19.99V~+19.99V (三)EDA实验功能单元 1、由数字电路功能单元、模拟电路功能单元共同组成。 2、可编程器件模块(根据要求选择) (四)扩展实验模块区 1、集成电路扩展插座:可插实验用IC芯片或ispPAC模块。 2、面包板单元。
三、实验内容: (一)数字部分基本实验: (l)门电路逻辑功能及测试; (2)组合逻辑电路(半/全加器); (3)R-S、D、JK4、触发器; (4)三态输出触发器、锁存器; (5)集成计数器及寄存器; (6)时序电路测试及研究; (7)译码器和数据选择器; (8)波形发生及单稳态触发器; (9)555时基电路 可选做如下实验: (10)CMOS门电路测试; (11)门电路的驱动能力测试; (12)MSI加法器实验; (13)寄存器及其应用实验; (14)顺序脉冲和脉冲分配器电路; (15)多路模拟开关及其应用实验; (16)四路优先判决电路实验; (17)TS、OC门的功能测试及其应用实验; (18)逻辑笔实验与分析实验; (19)竞争冒险实验; (20)计数器MSI芯片的应用; (21)施密特触发器及其应用实验; (22)数字定时器实验; (23)电子校音器实验; (24)TTL不同系列芯片性能和参数的测定实验; (25)TTL与CMOS相互连接实验; (26)触发器应用实验; (27)时序电路应用实验; (28)单稳态触发器及其应用实验; (29)电压变换器实验; (30)示波器多踪显示接口实验
(二)模拟部分实验内容: (1)分立元件电路实验 1、基本单级放大电路; 2、两级放大电路; 3、负反馈放大电路; 4、射级跟随器; 5、差动放大电路; 6、比例求和运算放大电路; (2)集成运算放大电路 7、模拟运算电路 ①电压跟随器 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双端输入求和放大电路; 8、积分与微分电路 ①积分电路 ②微分电路 ③微积分电路; 9、波形发生电路 ①方波发生器 ②占空比可调的矩形波发生器 ③三角波发生电路 ④锯齿波发生电路; 10、有源滤波器 ①低通滤波器 ②高通滤波器 ③带阻滤波器; 11、电压比较器 ①过零比较器 ②反相滞回比较器 ③同相滞回比较器;}
(3)其它实验 12、集成电路RC正弦波振荡; 13、集成功率放大器; 14、整流滤波与并联稳压电路; 15、串联稳压电路; 16、集成稳压电路; 17、RC正弦波振荡器; 18、LC振荡器及选频放大器; 19、电流/电压转换电路; 20、电压/频率转换电路; 21、互补对称功率放大器; 22、波形变换电路 (三)电路分析基本实验: 1、常用电子元件的特性认识(2、3端元件); 2、伏安特性的测试; 3、受控源特性的研究; 4、R、C电路特性; 5、1、2阶电路的瞬态(时域)响应; 6、双口网络的研究。
(四)EDA实验内容 1、单元电路设计实验: (1)常用门电路设计; (2)编码器/译码器设计; (3)触发器及时序电路设计; (4)同步/异步计数器设计; (5)键盘扫描实验; (6)加法器实验 2、综合设计实验: (1)SSI组合电路的设计与冒险竞争观察; (2)MSI组合电路的设计; (3)可读写寄存器的设计。 3、 研究创新实验: (1)数字频率计; (2)数字电子钟设计; (3)十字路口交通灯自动控制器的设计; (4)出租车计费器的设计; (5)数字滤波器设计; (6)DAC、ADC模型设计; (7)数字模拟综合系统设计
四、实验系统配置 1、数电/模电/EDA实验箱一台(含电源) 2、交流电源线一根 3、在系统逻辑可编程模块一块(或多块选配) 4、在系统模拟可编程模块一块(多块选配) 5、并行下载电缆一根 6、模拟电路实验板一块(多块选配) 7、电压表棒一支 8、实验指导书一套 9、实验导线若干根
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