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数电/模电/EDA综合实验系统

更新时间:2024-06-15

简要描述:

数电/模电/EDA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

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一、概述

数电/模电/EDA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。

数电/模电/EDA综合实验系统特点

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,反面由元器件和透明有机玻璃防护罩组成,实验项目根据需要可以灵活配置和增加设计。

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。

、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。

10、数字电路模块IC1扩展卡:

1个40芯IC座,1个20芯IC座,1个14芯IC座

数字电路模块IC2扩展卡:

1个40芯锁紧插座,1个20芯锁紧插座,6个16芯锁紧插座

(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、可编程器件模块标配Lattice 1032实验板也可根据学校要求选配,如Lattice 4256,Altera EPM7128s、Altera EP1K30、Altera EP1K100、Xinlix 95108等实验板。

(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。

2、面包板单元:主板上由二组面包板组成接插件专区,方便进行扩展实验。

、实验内容:

1、数字部分基本实验(由二块IC扩展卡共同完成): 

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

2、模拟部分实验内容(共有七个实验模块):

A、模拟电路模块A1:

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、LC振荡器及选频放大器

 5、RC正弦波振荡器;

 6、射级跟随器;

B、模拟电路模块A2:

1、集成功率放大器;

2、互补对称功率放大器;

C、模拟电路模块A3:

1、集成稳压电路;

D、模拟电路模块A4:

1、串联稳压电路;  

2、晶闸管控制

E、模拟电路模块A5:

1、场效应管实验  

2、差分电路实验

F、模拟电路模块A6:

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

6、积分电路

7、微分电路

8、微积分电路

9、方波发生器

10、占空比可调的矩形波发生器

11、三角波发生电路

12、锯齿波发生电路

13、低通滤波器

14、高通滤波器

15、带阻滤波器

16、过零比较器

17、反相滞回比较器

18、同相滞回比较器

19、电流/电压转换电路

20、电压/频率转换电路

21、波形变换电路

22、集成电路RC正弦波振荡

G、模拟电路模块A7:

1、整流滤波与并联稳压电路

3、EDA实验内容:(标配Lattice 1032实验板

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  

7)LCD(12864)液晶显示实验。

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


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