数电模电EDA综合实验系统

数电模电EDA综合实验系统

数电模电EDA综合实验系统是一款功能全面、应用广泛的实验平台，能够覆盖“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”及“电子系统综合设计”等多门课程的实验需求。该系统在实验模式上进行了创新，既保留了经典的基础功能模块验证性实验，又增加了中大规模复杂系统的设计、分析与管理实验，为学生提供了优质的二次开发环境，强化了学生对系统设计理念的理解与实践操作能力，以适应电子系统数字化、复杂化和大规模集成化的发展趋势，真正实现学以致用，为培养创新型人才奠定坚实基础。

一、数电模电EDA综合实验系统特性

该系统具备安全、稳定、可读、可调节、直观、灵活与新颖等特性，操作简便，运行稳定可靠，且具备出色的二次开发能力。

1. 安全性：

• 在正常运作或出现故障时，不会对操作人员构成威胁。

• 能有效抵御误操作，避免损坏。

• 具备过流保护功能，短路时自动切断电源。

2. 直观性：

• 功能模块的关键电气原理或特性在面板或电路卡上清晰标注。

• 功能引脚符号明确标识在面板上，便于学生直观了解。

3. 灵活性：

• 采用主板与各模块分离的设计，可编程器件焊接于独立模块。

• 可适配不同厂家、型号及规模的可编程器件，满足多样化教学需求。

• 功能模块大多相互独立，可按需选择模块进行接线。

• 提供扩展集成插座、面包板及部分必要的分立元件，提供充足的灵活性与接线空间。

4. 新颖性：

• 打造逻辑可编程实验平台与模拟可编程实验平台。

• 包含CPLD/FPGA模块和ispPAC模块，可根据需求选择不同功能芯片的模块。

5. 电源多样性：

• 提供多种电压选择，包括±5V/1A、±12V/0.2A、0～27V/0.2A连续可调、0～ -12V/0.2A连续可调。

6. 系统资料完备：

• 根据用户配置，提供完整的实验程序（若有）、文档及软件，助力实验顺利开展。

二、数电模电EDA综合实验系统功能亮点

（一）数字电路功能单元

1. 4×4矩阵键盘：采用矩阵式架构，适用于组合按键设计。

2. 16位拨动开关：用于开关量输入操作。

3. 十进制8421拨码盘：提供0-9的十进制编码数值。

4. 16位开关量输出：由红、黄、绿三组高亮度发光二极管组成，自带电流驱动功能。

5. 6位LED显示：7段数码管支持静态显示6位，动态显示1-6位，具备电流驱动。

6. 有源晶振：提供4MHz标准时钟，可通过模块跳线器选择，为可编程器件的CLK提供时钟信号。

7. 单脉冲发生器：具备消抖处理功能，能输出单个±脉冲。

8. 逻辑笔：用于测量逻辑高低电平、高阻及脉冲状态。

（二）模拟电路功能单元

1. 模拟电路模块接入区：便于接入各类模拟电路实验模块。

2. 波形发生器单元：能输出方波、三角波和正弦波，具备多种幅值和频率范围。

3. 直流信号源单元：双路输出，提供±5V/1mA、±0.5V/mA两档连续可调。

4. 3位半数字电压表：测量范围在-19.99V至+19.99V之间。

（三）EDA实验功能单元

1. 由数字电路功能单元与模拟电路功能单元共同构建。

2. 可编程器件模块：标准配置为Lattice的IspLsi1032，用户也可按需选择其他公司的CPLD/FPGA（需选配）。

（四）扩展实验模块区

1. 集成电路扩展插座：可插入实验用IC芯片或ispPAC模块。

2. 面包板单元：为实验提供额外的电路搭建空间。

三、数电模电EDA综合实验系统实验项目

1. 数字部分基础实验

• 门电路逻辑功能及测试

• 组合逻辑电路（半/全加器）

• R-S、D、JK触发器

• 三态输出触发器、锁存器

• 集成计数器及寄存器

• 时序电路测试及研究

• 译码器和数据选择器

• 波形发生及单稳态触发器

• 555时基电路

可选实验：

• CMOS门电路测试

• 门电路的驱动能力测试

• 寄存器及其应用实验

• 顺序脉冲和脉冲分配器电路

• 多路模拟开关及其应用实验

• 四路优先判决电路实验

• TS、OC门的功能测试及其应用实验

• 逻辑笔实验与分析实验

• 施密特触发器及其应用实验

• 数字定时器实验

• 触发器应用实验

• 时序电路应用实验

• 单稳态触发器及其应用实验

• 电压变换器实验

• 模数、数模转换电路实验

2. 模拟部分实验内容

（一）分立元件电路实验

• 基本单级放大电路

• 两级放大电路

• 负反馈放大电路

• 射级跟随器

• 差动放大电路

• 比例求和运算放大电路

（二）集成运算放大电路

• 模拟运算电路

• 电压跟随器

• 反向比例放大器

• 同相比例放大器

• 反相求和比例放大器

• 双端输入求和放大电路

• 积分与微分电路

• 积分电路

• 微分电路

• 微积分电路

• 波形发生电路

• 方波发生器

• 占空比可调的矩形波发生器

• 三角波发生电路

• 锯齿波发生电路

• 有源滤波器

• 低通滤波器

• 高通滤波器

• 带阻滤波器

• 电压比较器

• 零比较器

• 反相滞回比较器

• 同相滞回比较器

（三）其它实验

• 集成电路RC正弦波振荡

• 集成功率放大器

• 整流滤波与并联稳压电路

• 串联稳压电路

• 集成稳压电路

• RC正弦波振荡器

• LC振荡器及选频放大器

• 电流/电压转换电路

• 电压/频率转换电路

• 互补对称功率放大器

• 波形变换电路

3. 电路分析基础实验

• 常用电子元件的特性认识（2、3端元件）

• 伏安特性的测试

• 受控源特性的研究

• R、C电路特性

• 1、2阶电路的瞬态（时域）响应

• 双口网络的研究

4. EDA实验内容

（一）单元电路设计实验

• 常用门电路设计

• 编码器/译码器设计

• 触发器及时序电路设计

• 同步/异步计数器设计

• 键盘扫描实验

• 加法器实验

（二）综合设计实验

• SSI组合电路的设计与冒险竞争观察

• MSI组合电路的设计

• 可读写寄存器的设计

（三）研究创新实验

• 数字频率计

• 数字电子钟设计

• 十字路口交通灯自动控制器的设计

• 出租车计费器的设计

• 数字滤波器设计

• DAC、ADC模型设计

• 数字模拟综合系统设计

四、数电模电EDA综合实验系统配置清单

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，可按需选配）

4. 在系统模拟可编程模块（多块，可按需选配）

5. 并行下载电缆一根

6. 模拟电路实验板一块（多块，可按需选配）

7. 实验指导书一套

8. 实验导线若干根