數電/模電/EDA綜合系統實驗箱

數電/模電/EDA綜合系統實驗箱能夠完成“電路基礎”、“模擬電子技術”、“數字電子技術”、“ISP在系統編程EDA實驗”、“VHDL設計”、“電子系統綜合設計”等課程的實驗。在實驗方式上采用全新理念，保留了經典的傳統基礎功能模塊驗證性實驗，增加了對中大規模復雜系統的設計、分析和管理實驗，為學生提供了二次開發的良好環境，加強了學生對系統設計概念的培養和實踐，以適應電子系統日趨數字化、復雜化和大規模集成化發展的需要，真正做到學用結合，為創新性人才的培養打下良好基礎。

一、系統特點:
該實驗裝置具有安全、穩定、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。
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、不同規模的可編程器件，既可適應不同的教學需要，也使系統的功能和規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。
5、電源多樣性
系統提供了多種電壓，方便用戶使用。
(1)±5V/1A (2)±12V/0.2A (3)0～27V/0.2A連續可調 (4)0～-12V/0.2A連續可調
6、系統資料
根據用戶選擇的配置，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：發光二極管紅、黃、綠色三組各八只高亮度發光二極管，含電流驅動。

5、6位LED顯示：7段數碼管靜態顯示方式6位，動態顯示方式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生電路。

8、單脈沖發生器：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。

（二）模擬電路功能單元
1、模擬電路模塊接入區：可接入各種模擬電路實驗模塊
2、波形發生器單元
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～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。標準配置為Lattice的IspLsi1032.用戶也選擇其它公司的CPLD/FPGA(選配)。
（四）擴展實驗模塊區
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：
1、數字部分基本實驗：
（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、觸發器；
（4）三態輸出觸發器、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）波形發生及單穩態觸發器； （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）寄存器及其應用實驗；
（13）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）施密特觸發器及其應用實驗； （20）數字定時器實驗； （21）觸發器應用實驗； （22）時序電路應用實驗； （23）單穩態觸發器及其應用實驗；（24）電壓變換器實驗；
（26）模數，數模轉換電路實驗

2、模擬部分實驗內容：
（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、波形發生電路
①方波發生器 ②占空比可調的矩形波發生器 ③三角波發生電路 ④鋸齒波發生電路；
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、整流濾波與并聯穩壓電路； 15、串聯穩壓電路； 16、集成穩壓電路； 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

3、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（時域）響應； 6、雙口網絡的研究。

4、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）數字模擬綜合系統設計
四、實驗系統配置

1、數電/模電/EDA實驗箱一臺（含電源）
2、交流電源線一根
3、在系統邏輯可編程模塊一塊（或多塊選配）
4、在系統模擬可編程模塊（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、實驗指導書一套
8、實驗導線若干根