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ZY-SAE 數(shù)電/摸電/EDA綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
本綜合實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)”、“VHDL設(shè)計(jì)”、“電子系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)”等課程的實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)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(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加了對(duì)中大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、分析和管理實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生提供了二次開發(fā)的良好環(huán)境，加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)概念的培養(yǎng)和實(shí)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(diǎn):
該實(shí)驗(yàn)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(diǎn)，操作簡(jiǎn)單方便，裝置運(yùn)行可靠。具有很強(qiáng)的二次開發(fā)功能。
1、安全性
人員安全的保護(hù)：不論實(shí)驗(yàn)裝置在正常工作或故障狀態(tài)下，不會(huì)危及操作人員的人身安全。
對(duì)誤操作的保護(hù)：不會(huì)因?yàn)檎`操作而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)裝置損壞。
電源的過流保護(hù)：因短路等故障而過流時(shí)，可自動(dòng)切斷實(shí)驗(yàn)裝置電源。
電源的電壓保護(hù)：電源電壓過高或欠壓時(shí)，將自動(dòng)切斷實(shí)驗(yàn)裝置電源。
2、直觀性
實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)裝置各功能引腳的符號(hào)標(biāo)注在面板上。
3、靈活性
實(shí)驗(yàn)裝置采用主板和各模塊分離的設(shè)計(jì)，可編程器件焊接在獨(dú)立模塊上。通過選擇模塊可以選擇不同廠家、不同型號(hào)、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(kuò)展變得更為方便。
為了方便實(shí)驗(yàn)操作，減少對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器儀表的依賴，實(shí)驗(yàn)裝置主板上各部分功能模塊（包括一些基本功能模塊和實(shí)驗(yàn)小工具）幾乎都是相互獨(dú)立的，可以根據(jù)需要選擇模塊進(jìn)行接線。
實(shí)驗(yàn)裝置提供擴(kuò)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(jī)會(huì)，也給實(shí)驗(yàn)裝置留有足夠的機(jī)動(dòng)靈活性。
4、新穎性
實(shí)驗(yàn)裝置提供了邏輯可編程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和模擬可編程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其中邏輯可編程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包括CPLD/FPGA模塊，模擬可編程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)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(shí)驗(yàn)主板上。
二、技術(shù)指標(biāo)
（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(jìn)制8421撥碼盤：提供0～9,A～F 十六進(jìn)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(dòng)。
5、6位LED顯示：7段數(shù)碼管靜態(tài)顯示方式6位，動(dòng)態(tài)顯示方式1-6位均可，含電流驅(qū)動(dòng)。
6、有源晶振：4MHz標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘，通過模塊跳線器選擇，向可編程器件的CLK1提供時(shí)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(gè)±脈沖輸入。
9、邏輯筆：可測(cè)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(shí)驗(yàn)?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(duì)稱）
三角波：0～24V（24V為峰-峰值，且正負(fù)對(duì)稱）
方波：0～24V（24V為峰-峰值，且正負(fù)對(duì)稱）
頻率范圍：分四檔2HZ～20HZ、20HZ～200HZ、200HZ～4KHZ、4KHZ～100KHZ
3、直流信號(hào)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(cè)量范圍：-19.99V～+19.99V
（三）EDA實(shí)驗(yàn)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(kuò)展實(shí)驗(yàn)?zāi)K區(qū)
1、集成電路擴(kuò)展插座：可插實(shí)驗(yàn)用IC芯片或ispPAC模塊。
2、面包板單元。
三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
（一）數(shù)字部分基本實(shí)驗(yàn)：
（l）門電路邏輯功能及測(cè)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(jì)數(shù)器及寄存器； （6）時(shí)序電路測(cè)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(shí)基電路
可選做如下實(shí)驗(yàn)：
（10）CMOS門電路測(cè)試； （11）門電路的驅(qū)動(dòng)能力測(cè)試；
（12）MSI加法器實(shí)驗(yàn)； （13）寄存器及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)；
（14）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(shí)驗(yàn)；
（16）四路優(yōu)先判決電路實(shí)驗(yàn)； （17）TS、OC門的功能測(cè)試及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)；
（18）邏輯筆實(shí)驗(yàn)與分析實(shí)驗(yàn)； （19）競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)實(shí)驗(yàn)；
（20）計(jì)數(shù)器MSI芯片的應(yīng)用； （21）施密特觸發(fā)器及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)；
（22）數(shù)字定時(shí)器實(shí)驗(yàn)； （23）電子校音器實(shí)驗(yàn)；
（24）TTL不同系列芯片性能和參數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)；（25）TTL與CMOS相互連接實(shí)驗(yàn)；
（26）觸發(fā)器應(yīng)用實(shí)驗(yàn)； （27）時(shí)序電路應(yīng)用實(shí)驗(yàn)；
（28）單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)； （29）電壓變換器實(shí)驗(yàn)；
（30）示波器多蹤顯示接口實(shí)驗(yàn)
（二）模擬部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
（1）分立元件電路實(shí)驗(yàn)
1、基本單級(jí)放大電路； 2、兩級(jí)放大電路； 3、負(fù)反饋放大電路；
4、射級(jí)跟隨器； 5、差動(dòng)放大電路； 6、比例求和運(yùn)算放大電路；
（2）集成運(yùn)算放大電路
7、模擬運(yùn)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；
（3）其它實(shí)驗(yàn)
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(bǔ)對(duì)稱功率放大器； 22、波形變換電路
（三）電路分析基本實(shí)驗(yàn)：
1、常用電子元件的特性認(rèn)識(shí)（2、3端元件）； 2、伏安特性的測(cè)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(shí)域）響應(yīng)； 6、雙口網(wǎng)絡(luò)的研究。
（四）EDA實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
 1、單元電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：
（1）常用門電路設(shè)計(jì)； （2）編碼器/譯碼器設(shè)計(jì)； （3）觸發(fā)器及時(shí)序電路設(shè)計(jì)；
（4）同步/異步計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)； （5）鍵盤掃描實(shí)驗(yàn)； （6）加法器實(shí)驗(yàn)
 2、綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：
（1）SSI組合電路的設(shè)計(jì)與冒險(xiǎn)競(jìng)爭(zhēng)觀察；（2）MSI組合電路的設(shè)計(jì)；
（3）可讀寫寄存器的設(shè)計(jì)。
 3、 研究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)：
（1）數(shù)字頻率計(jì)； （2）數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)； （3）十字路口交通燈自動(dòng)控制器的設(shè)計(jì)；
（4）出租車計(jì)費(fèi)器的設(shè)計(jì)；（5）數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)； （6）DAC、ADC模型設(shè)計(jì)；
（7）數(shù)字模擬綜合系統(tǒng)設(shè)計(jì)
四、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)配置
1、數(shù)電/模電/EDA實(shí)驗(yàn)箱一臺(tái)（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(shí)驗(yàn)板一塊（多塊選配）
7、電壓表棒一支 8、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書一套
9、實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線若干根 |
