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FC-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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