
KH-SAE數電、模電、EDA綜合實驗系統(tǒng)能夠完成“電路基礎”、“模擬電子技術”、“數字電子技術”、“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,保留了經典的傳統(tǒng)基礎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,真正做到學用結合,為創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)打下良好基礎。
一、數電、模電、EDA綜合實驗系統(tǒng)特點:
該實驗裝置具有安全、穩(wěn)定、可讀、可調整、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。
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、技術指標:
(一)數字電路功能單元:
1、4×4矩陣鍵盤:矩陣式結構,組合按鍵。
2、8位乒乓開關:開關量輸入。
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,含電流驅動。
5、6位LED顯示:7段數碼管靜態(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振蕩器構成頻率可調、脈沖數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)。
(二)模擬電路功能單元:
1、模擬電路模塊接入區(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。
4、3位半數字電壓表:測量范圍:-19.99V~+19.99V
(三)EDA實驗功能單元:
1、由數字電路功能單元、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。
三、實驗內容:
(一)數字部分基本實驗:
1.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.集成計數器及寄存器;
6.時序電路測試及研究;
7.譯碼器和數據選擇器;
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.計數器MSI芯片的應用;
21.施密特觸發(fā)器及其應用實驗;
22.數字定時器實驗;
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
(二)模擬部分實驗內容:
(1)分立元件電路實驗:
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.射級跟隨器;
5.差動放大電路;
6.比例求和運算放大電路;
(2)集成運算放大電路:
7.模擬運算電路:電壓跟隨器;反向比例放大器;同相比例放大器;反相求和比例放大器;雙端輸入求和放大電路;
8.積分與微分電路:積分電路;微分電路;微積分電路;
9.波形發(fā)生電路:方波發(fā)生器;占空比可調的矩形波發(fā)生器;三角波發(fā)生電路;鋸齒波發(fā)生電路;
10.有源濾波器:低通濾波器;高通濾波器;帶阻濾波器;
11.電壓比較器:過零比較器;反相滯回比較器;同相滯回比較器;
(3)其它實驗:
12.集成電路RC正弦波振蕩;
13.集成功率放大器;
14.整流濾波與并聯穩(wěn)壓電路;
15.串聯穩(wěn)壓電路;
16.集成穩(wěn)壓電路;
17.RC正弦波振蕩器;
18.LC振蕩器及選頻放大器;
19.電流/電壓轉換電路;
20.電壓/頻率轉換電路;
21.互補對稱功率放大器;
22.波形變換電路
(三)電路分析基本實驗:
1.常用電子元件的特性認識(2、3端元件);
2.伏安特性的測試;
3.受控源特性的研究;
4.R、C電路特性;
5.1、2階電路的瞬態(tài)(時域)響應;
6.雙口網絡的研究。
(四)EDA實驗內容:
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/異步計數器設計;
(5)鍵盤掃描實驗;
(6)加法器實驗
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)數字頻率計;
(2)數字電子鐘設計;
(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)數字濾波器設計;
(6)DAC、ADC模型設計;
(7)數字模擬綜合系統(tǒng)設計
四、數電、模電、EDA綜合實驗系統(tǒng)配置:
1、數電/模電/EDA實驗箱一臺(含電源)
2、交流電源線一根
3、在系統(tǒng)邏輯可編程模塊一塊(或多塊選配)
4、在系統(tǒng)模擬可編程模塊一塊(多塊選配)
5、并行下載電纜一根
6、模擬電路實驗板一塊(多塊選配)
7、電壓表棒一支
8、實驗指導書一套
9、實驗導線若干根