一、系统简介

随着电子科学技术，尤其是微电子技术的发展，数字逻辑电路的实验内容得到不断的更新，除了可以采用常规的TTL逻辑器件 (如逻辑门、触发器等小规模集成电路)进行实验外，也可以采用可编程逻辑器件(包括PLA，GAL、CPLD、FPGA等大规模集成电路)，借助计算机辅助设计软件进行数字电路的设计和模拟调试，这种硬件软化的实验方法具有容易设计、容易修改和容易实现等优点，可有效地提高实验效率，正在逐步地替代前一种纯硬件逻辑的实验方法，成为数字逻辑电路实验的重要内容。

实验仪综合了许多高等院校数字逻辑电路教学实验经验，科学配置实验项目，既可以完成常规的数字电路实验，又可以完成利用大规模逻辑器件（CPLD/FPGA）进行数字逻辑设计的实验，以取代复杂的传统TTL/COMS硬件设计。促使学生理论联系实际，培养学生分析、设计、组装和调试数字电路的基本技能，掌握数字逻辑电路实验方法，并为掌握后继专业学科打好基础。

二、系统配置及特点

1、电源：

输入：AC 220V±10%

固定直流电源输出：DC 5V/2A，DC ±12V/0.5A，

可调直流电流输出：DC 1.3V～+12V/0.5A

2、信号源：

（1）单脉冲：有四路单脉冲电路，每路产生一个宽的正单脉冲和一个窄的正单脉冲，其中二路在产生正脉冲的同时还产生一个负脉冲 。

（2）连续脉冲：分两组，

一组为10路固定频率的方波：1Hz、10Hz、100Hz、1KHz、10KHz、100KHz、0.5MHz、1MHz、5MHz、10MHz。

另一组为连续可调方波：0Hz～100KHz。

（3）时序脉冲发生电路及启停控制电路：产生四路脉冲信号，脉冲周期与输入的时钟信号相同，四个脉冲之间依次相差1个输入时钟周期。

3、步进电机模块，四相八拍步进电机1个、齿轮转盘1个及驱动电路，并配有1个光电测速开关及输出电路。

4、逻辑笔：红色：高电平；绿色：低电平；黄色：高阻；

5、提供十六进制8421拨码盘二组；

6、16位逻辑电平开关：

可输出“0”、“1”电平，同时带有电平指示，当开关置“1”电平时，对应的指示灯亮，开关置“0”电平时，对应的指示灯灭，开关状态一目了然。

7、按键开关3个；

8、16位电平指示：

由红、绿、黄、白16只LED及驱动电路组成。当正逻辑“1”电平输入时LED点亮，反之LED熄灭。

9、数码管显示:

由6位7段LED数码管及二―十六进制译码器组成。供数字钟、日历等实验显示用.

10、提供两路0～Vx可调模拟电压信号源。输出Vx为：0～±5V 、0～±0.5V。

11、扬声器及驱动电路。提供时钟报时、报警、音乐用等发声装置。

12、蜂鸣器电路及麦克风电路.

13、内置1K、20K、100K电位器，作可变电阻用。

14、开放式实验区，

(1)提供21只 IC园孔插座（20芯3只、16芯8只、14芯8只、8芯2只），园孔插座接触好，耐插拔；

(2)提供1只40芯锁紧插座，可插8～40芯片。

15、提供分立元件接插区，可接插电阻、电容、稳压管、二极管、三极管等元器件，方便扩展。

16、设有可装、卸固定线路实验卡的插座四只。

17、可选配模拟电路实验卡，面包板实验卡等

18、可选配CPLD或FPGA实验卡。可选配Lattice公司的1032，Aletra 7128，Xilinx 95108，也可根据用户需求配置其它公司的器件，

19、全部信号的引出插孔均采用中型镀金孔，不氧化，不变色。实验连接线采用镀金自锁紧接插头，接线的可靠性好。

20、实验箱尺寸：510mm*330mm*100mm(长*宽*高)

21、系统配有电路设计与仿真软件。帮助学生在自行设计实验电路时先进行仿真试验，以提高设计成功率。

22、实验箱配套教材：清华大学出版社出版《电子技术实验——课程设计与仿真》（高等学校电子信息类专业系列教材），该教材是专为本实验箱配套的。

三、电路设计与仿真软件

（一）特点

1、提供一个交互式、图形化的学习环境可将电路理论视觉化，帮助学生巩固对公式和方程式的理解。实现学生在理论、仿真、实验室实验之间的无缝移动

2、提供了30多个元件库，数千种仿真元件资源。

3、提供了数十种仪器仪表资源和信号激励源。

4、可实现电子电路，单片机、ARM、EDA、PLC、变频器等的仿真。

（二）仿真内容

1.仪器仪表：示波器、逻辑分析仪、信号发生器、直流电压/电流表、交流电压/电流表等常用仪表的使用练习

2.电路原理：伏安特性、基尔霍夫定律、叠加原理、戴维南定理等电路原理的验证与设计。

3.数字电子技术：基本门电路、组合逻辑电路、时序电路、触发器、计数器、AD/DA转换等原理应用设计

4.模拟电子技术：单管放大器、多级放大电路，差分放大、场效应管放大器、射极放大器、波形发生器等应用设计

5.单片机技术：支持MCS51、AVR、PIC、ARM7等CPU，可以进行延时小灯、舞台灯、红绿灯、倒计时器等及其它复杂的应用设计

6.EDA技术：半加器、全加器、表决器、序列检测器、格雷码编码器、数码管动态显示等应用设计

四、实验内容

（一）数字电路推荐实验项目：

（1）TTL集成逻辑门的参数测试与使用  （2）CMOS集成逻辑门的测试

（3）门电路的逻辑功能实验     （4）常用组合逻辑功能器件的测试

（5）数据选择器及其应用                   （6）血型关系检测电路和表决电路

（7）RS触发器的功能与测试     （8）JK触发器逻辑功能及主要参数测试

（9）移位寄存器的功能测试     （10）十进制计数器（CMOS）

（11）异步计数器        （12）同步计数器

（13）计数、译码、显示电路实验    （14）555集成定时器及应用

（15）序列检测器       （16）数-模转换器

（17）追随比较型A/D转换电路    （18）人工控制交通灯控制器

（19）汽车尾灯控制电路     （20）数字钟电路的设计

（21）时序电路测试及研究     （22）波形产生及单稳态触发器

（23）A/D 转换电路      （24）D/A转换电路

（25）步进电机调速控制

（二）EDA器件开发设计实验（选配）

　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