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數(shù)電/模電/EDA綜合系統(tǒng)實驗箱

數(shù)電/模電/EDA綜合系統(tǒng)實驗箱能夠完成“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(shè)計”、“電子系統(tǒng)綜合設(shè)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(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計、分析和管理實驗，為學(xué)生提供了二次開發(fā)的良好環(huán)境，加強了學(xué)生對系統(tǒng)設(shè)計概念的培養(yǎng)和實踐，以適應(yīng)電子系統(tǒng)日趨數(shù)字化、復(fù)雜化和大規(guī)模集成化發(fā)展的需要，真正做到學(xué)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(dǎo)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。
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(biāo)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(shè)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(yīng)不同的教學(xué)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。
5、電源多樣性
系統(tǒng)提供了多種電壓，方便用戶使用。
(1)±5V/1A (2)±12V/0.2A (3)0～27V/0.2A連續(xù)可調(diào) (4)0～-12V/0.2A連續(xù)可調(diào)
6、系統(tǒng)資料
根據(jù)用戶選擇的配置，向用戶提供完整的實驗程序(如有)，文檔，軟件。

二、各功能主要特點
（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(biāo)準(zhǔn)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(shè)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?yún)^(qū)：可接入各種模擬電路實驗?zāi)K
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(fù)對稱）
三角波：0～24V（24V為峰-峰值，且正負(fù)對稱）
方波：0～24V（24V為峰-峰值，且正負(fù)對稱）
頻率范圍：分四檔2HZ～100HZ、90HZ～1KHZ、900HZ～10KHZ、9KHZ～90KHZ
3、直流信號源單元：雙路±5V/1mA、±0.5V/mA、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。標(biāo)準(zhǔn)配置為Lattice的IspLsi1032.用戶也選擇其它公司的CPLD/FPGA(選配)。
（四）擴展實驗?zāi)K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(nèi)容：
1、數(shù)字部分基本實驗：
（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）寄存器及其應(yīng)用實驗；
（13）順序脈沖和脈沖分配器電路； （15）多路模擬開關(guān)及其應(yīng)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(yīng)用實驗；（18）邏輯筆實驗與分析實驗；
（19）施密特觸發(fā)器及其應(yīng)用實驗； （20）數(shù)字定時器實驗； （21）觸發(fā)器應(yīng)用實驗； （22）時序電路應(yīng)用實驗； （23）單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及其應(yīng)用實驗；（24）電壓變換器實驗；
（26）模數(shù)，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路實驗

2、模擬部分實驗內(nèi)容：
（一）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(fù)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；
（二）集成運算放大電路
7、模擬運算電路
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；
8、積分與微分電路
①積分電路 ②微分電路 ③微積分電路；
9、波形發(fā)生電路
①方波發(fā)生器 ②占空比可調(diào)的矩形波發(fā)生器 ③三角波發(fā)生電路 ④鋸齒波發(fā)生電路；
10、有源濾波器
①低通濾波器 ②高通濾波器 ③帶阻濾波器；
11、電壓比較器
①過零比較器 ②反相滯回比較器 ③同相滯回比較器；

（三）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(lián)穩(wěn)壓電路； 15、串聯(lián)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(zhuǎn)換電路； 20、電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路；
21、互補對稱功率放大器； 22、波形變換電路

3、電路分析基本實驗：
1、常用電子元件的特性認(rèn)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(yīng)； 6、雙口網(wǎng)絡(luò)的研究。

4、EDA實驗內(nèi)容
　1、 單元電路設(shè)計實驗：
（1）常用門電路設(shè)計； （2）編碼器/譯碼器設(shè)計； （3）觸發(fā)器及時序電路設(shè)計；
（4）同步/異步計數(shù)器設(shè)計； （5）鍵盤掃描實驗； （6）加法器實驗
　

2、綜合設(shè)計實驗：
（1）SSI組合電路的設(shè)計與冒險競爭觀察；（2）MSI組合電路的設(shè)計；（3）可讀寫寄存器的設(shè)計。
3 研究創(chuàng)新實驗：
（1）數(shù)字頻率計； （2）數(shù)字電子鐘設(shè)計； （3）十字路口交通燈自動控制器的設(shè)計；
（4）出租車計費器的設(shè)計； （5）數(shù)字濾波器設(shè)計； （6）DAC、ADC模型設(shè)計；
（7）數(shù)字模擬綜合系統(tǒng)設(shè)計
四、實驗系統(tǒng)配置

1、數(shù)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（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、實驗指導(dǎo)書一套
8、實驗導(dǎo)線若干根