数字电路实验箱

数字电路实验箱

本数字电路实验箱由坚固耐用的铝木合金箱体、稳定的开关电源、实用的常用信号源以及多功能的实验电路区组成。其中，数字电路实验箱的实验电路区采用全开放模式，可根据教学需求灵活配置实验电路，以满足不同层次学生的数字电路教学实验要求。

一、技术指标

1. 实验电路工作电源 ：数字电路实验箱的实验电路工作电源丰富多样，包括 +5V/2A 一组、±15V/0.7A 一组、1.5～9V（或任意值）可调一组。每路电源均设置保险丝一个，并且每路均带有短路保护和反向保护电路。特别地，+5V 电源具备过压保护、欠压保护和短路报警以及自动关断功能，全方位确保数字电路实验箱中实验电路元件和人身安全。

2. 常用信号源 ：数字电路实验箱提供功能强大的常用信号源，具体如下：

• 提供二组正负单脉冲发生电路，带有电平指示，为消抖动脉冲，可同时输出正负两个脉冲，脉冲幅值为 TTL 电平，可满足数字电路实验箱在脉冲信号方面的基础实验需求。

• 配备 1HZ～1KHZ 连续可调时钟电路，为数字电路实验箱中的时序实验提供稳定的时钟信号源。

• 具备 1HZ～1MHZ 固定脉冲，分 7 路输出，其中 1HZ 带指示灯显示，方便学生在数字电路实验箱上进行频率观测和实验操作。

• 拥有 18 路开关量输入显示电路，输入端带保护功能，保障数字电路实验箱在开关量输入过程中的稳定性和安全性。

• 设有 18 路开关量输出电路，输出端自带显示电路，能直观显示开关量的输出状态，同时输出端带保护功能，提升数字电路实验箱的可靠性。

• 配备 6 位七段 LED 共阳数码显示器，自带 BCD 码译码电路，同时提供 2 个独立 8 位数码管，便于学生在数字电路实验箱上进行数字显示相关的实验。

• 包含 2 组 BCD 码拨盘开关输出电路，输出端带保护功能，进一步丰富数字电路实验箱的输入控制方式。

3. 测试小工具 ：数字电路实验箱配备了实用的测试小工具，包括三状态数字逻辑测试电路，带有声光提示，方便学生测试数字电路的逻辑状态；同时还设计有导线测试电路一组，可用于检测导线的连通性，确保数字电路实验箱实验连接的准确性。

4. 实验电路区 ：数字电路实验箱的实验电路区配置完善，具体如下：

• 配置开放式实验区，含 IC8 圆孔插座 2 只，IC14 圆孔插座 8 只、IC16 圆孔插座 6 只、IC20 圆孔插座 1 只、IC28 锁紧插座 1 只、IC40 锁紧插座 1 只，为学生提供了丰富的集成块插座资源，满足数字电路实验箱在集成电路实验方面的多样化需求。

• 提供 8Ω 喇叭、蜂鸣器和 1×2 开关各 1 个、电位器 4 个（100、1K、10K、100K），拓展数字电路实验箱的输出和控制功能。

• 设有多个高可靠锁紧式防转叠插座，与集成块插座、镀银长紫铜管及固定器件等已内部连好，作为实验连接点、测试点，实验接线时，只需拿锁紧插头线相互连接即可，极大地方便了数字电路实验箱的实验操作。

• 设有 1 个模块电路接入区，尺寸为 155×100mm，可插固定线路实验模块，学生可以在此进行创新性练习，有效提高学生的思维能力和动手能力，充分发挥数字电路实验箱的教学价值。

5. 扩展模块（选配） ：数字电路实验箱提供多种选配扩展模块，进一步丰富其实验功能：

• 分立元件模块：板上含多种常见电阻（10Ω、100Ω、200Ω、470Ω、510Ω、1K、1.2K、1.5K、4.7K、5.1K、10K、22K、47K、100K、150K、22M）、电容（20P、30P、100 和 100P 可调、240P、300P、680P、0.01uF、0.02uF、0.047uF、0.1uF、10uF/16V、47uF/16V、100uF/16V）、二极管（2AK2、2CK13、2CK15、IN4007）、三极管（3DG6 和 3DK2）、晶振（32768HZ）以及多个电位器（100K（2 个）、47K、15K、10K、1K、330Ω 各 1 个），满足数字电路最基础实验要求，拓展数字电路实验箱的基础实验功能。

• 面包板模块：由 2 块 350 孔面包板组成，并设计有面包板和主板间的连接转换，为学生提供更多自由搭建电路的空间，提升数字电路实验箱的灵活性。

• 无线充电电路模型的设计：含 24V 工作电源，USB 电压和电流的测量表，3MM 到 20MM 之内电磁感应电路，最大输出 5V/1A 电流，配 10 个灯珠，通电在线圈范围 150MM 内发光，使数字电路实验箱能够开展无线充电相关的前沿实验。

• FPGA 应用创新设计：采用 Altera Quartus 软件开发平台，可承载数字实验电路系统设计，配备基础数字逻辑电路设计源代码，助力学生在数字电路实验箱上进行高级的 FPGA 应用开发和创新实践。

6. 配套虚拟仿真实验软件 ：数字电路实验箱配套虚拟仿真实验软件，可仿真所有实验例程，让学生在实际操作前能够进行虚拟预演，提高实验效率和准确性，增强数字电路实验箱的教学效果。

7. 实验线路的连接 ：数字电路实验箱全部信号引出采用自锁紧式涂金插孔，永不氧化，美观漂亮，实验导线连接稳定可靠，确保实验过程的顺利进行。

8. 主板板材 ：采用 2mm 厚印制线路板制成，正面印有元器件图形符号和元器件及相应的连线，反面为印刷线路，保证了数字电路实验箱的品质和耐用性。

9. 机箱 ：坚固型铝合金框架，厚实的 ABS 塑料包角，参考外形尺寸 505×386×132mm，为数字电路实验箱提供了坚固的外壳保护。

二、实验项目

数字电路实验箱可开展丰富的实验项目，涵盖基础实验和创新设计实验：

基础实验

1. 晶体管开关特性、限幅器与钳位器实验，帮助学生理解晶体管在数字电路中的基础应用。

2. TTL 集成逻辑门的逻辑功能与参数测试实验，让学生掌握 TTL 门电路的性能和使用方法。

3. CMOS 集成逻辑门的逻辑功能与参数测试实验，使学生熟悉 CMOS 门电路的特点和测试技术。

4. 集成逻辑电路的连接和驱动实验，引导学生学习数字电路中集成块的连接和驱动技巧。

5. 组合逻辑电路的设计与测试实验，培养学生设计和测试组合逻辑电路的能力。

6. 译码器及其应用实验，让学生了解译码器的工作原理和实际应用。

7. 数据选择器及其应用实验，加深学生对数据选择器功能和用途的理解。

8. 触发器及其应用实验，帮助学生掌握触发器的种类和应用方法。

9. 计数器及其应用实验，使学生学会设计和使用计数器电路。

10. 移位寄存器及其应用实验，让学生熟悉移位寄存器的工作方式和应用场景。

11. 脉冲分配器及其应用实验，拓展学生对脉冲分配器的认识和应用能力。

12. 使用门电路产生脉冲信号 —— 自激多谐振荡器实验，让学生掌握利用门电路产生脉冲信号的技术。

13. 单稳态触发器与施密特触发器 —— 脉冲延时与波形整形电路实验，使学生了解这两种触发器在脉冲处理方面的应用。

14. 555 时基电路及其应用实验，让学生熟悉 555 电路的功能和广泛应用。

15. 交通灯控制逻辑电路设计实验，通过实际案例培养学生运用数字电路知识解决实际问题的能力。

16. 汽车尾灯控制电路实验，进一步提升学生将数字电路应用于实际场景的实践能力。

创新设计实验

1. 无线充电电路设计与调试实验，借助数字电路实验箱的扩展模块，让学生接触前沿的无线充电技术，进行电路设计和调试实践。

2. FPGA 应用设计实验，包括 3-8 译码器实验，8-3 编码器实验，数码转换及显示电路，四位全加器，四位并行乘法器，基本触发器（D，JK），设计 74LS160 计数器，可控脉冲发生器，正负脉宽数控调制信号发生器，序列检测器，频率计设计，存储器设计等多种实验项目，充分发挥数字电路实验箱在 FPGA 教学方面的优势，培养学生的高端数字电路设计和创新思维。

四、数字电路实验箱配置