LH-SEDA3 數字電路EDA實驗設計系統
關鍵詞:
電工、電子、電氣、電子信息、計算機硬件和控制類教學實驗設備。
所屬分類:
數字電路EDA設計綜合實驗系列
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LH-SEDA3 數字電路EDA實驗設計系統
LH-SEDA3 數字電路EDA實驗設計系統
本系統由鋁木合金箱體、開關電源、常用信號源、常用模數接口、人機接口、接插式FPGA下載板和實驗電路區等組成。其中信號源由高性能單片機產生,穩定可靠。全部的實驗用信號線的連接采用高可靠杜邦線和單根2號插針線,避免接觸不良現象反生。擴展設計的CPLD/FPGA開發板為用戶開展創新設計提供了良好的硬件平臺。本實驗箱適用于本專科院校所有電類和非電類專業《數字電子技術》、《數字系統設計》、《EDA技術設計》等課程的實驗、實訓和創新設計,有出版社出版的配套教材。
一、技術指標(以下全部硬件都集成在一個主板上)
1、實驗電路工作電源
+5V/2A、±12V/0.5A,每路均帶有短路保護和自動關斷功能,每路帶電源指示。其中+5V電源設計有過流、保護報警功能,待電路中故障排除后,自動恢復供電。
2、基礎數字電路部分
1)常用信號源:固定脈沖: 1Hz,2Hz,由排線接口和插孔引出;可調脈沖: 1K~10KHz 由排線接口和插孔引出;單脈沖:4路防抖動單脈沖輸出,由排線接口和插孔引出。
2)人機接口電路:發光二極管顯示:12個高亮發光二極管,4個紅,4個綠,4個黃,成交通燈狀排列。由排線接口和插孔引出;12位邏輯開關輸出,由排線接口和插孔引出;4個帶譯碼輸出的高亮七段數碼管顯示,由排線接口和插孔引出。
3)中小規模集成電路實驗區:擴展轉接:設置排線和插孔的轉接區,方便實驗線路的連接;配備6個IC14,4個IC16集成電路插座(可以根據用戶需求改用鎖緊式IC插座), 由插孔引出;阻容擴展插座若干。
4)導線測試電路一組:用于測量實驗導線的通斷測試。
5)擴展接口:留有其它CPU模塊接口位置,方便以后擴展。
2、EDA設計部分
1)核心板:帶EP4CE10E22主芯片和16M FLASH 配置芯片、50MHZ有時鐘以及下載接口,全部I/O口由排線接口引出,FPGA器件配套編程軟件可隨時更新。
2)人機接口電路: 12個高亮發光二極管,4個紅,4個綠,4個黃,成交通燈狀排列。12位邏輯開關輸出;6個帶譯碼輸出的高亮七段數碼管顯示;8X8 雙色點陣顯示;128*64 LCD液晶顯示器及驅動電路;4*4矩陣鍵盤,鍵盤采用高質量CP定制鍵;
3)模數轉換:8位模數轉換ADC0809,帶模擬量發生器,產生模擬電壓,由排線接口引出。
4)數模轉換:雙極性數模轉換DAC0832,由排線接口和插孔引出。
5)蜂鳴器和喇叭:帶蜂鳴器和喇叭以及驅動電路。
6)步進電機:帶步進電機、驅動電路及指示燈。
7)直流電機:直流電機、驅動電路,帶有霍爾測速和光藕測速二種測速方式。
4、機箱:堅固型鋁合金框架,厚實的 ABS 塑料包角。
5、實驗線路的連接:全部信號引出采用自鎖緊式涂金插孔,永不氧化,連接穩定可靠。
6、創新設計組件
1)基于FPGA的設計技術,結合教學內容設計實驗,便于和課堂教學相配套,改變課堂講一套、實驗做另外一套的狀況。既可以支持設計型、創新型實驗,也可用設計好的電路進行原理驗證型實驗,便于實施多層次的實驗教學。其硬件由 邏輯控制芯片Altera Cyclone IV EP4CE6E、嵌入式STM32 CPU芯片、時鐘和USB通信電路等組成。和電腦采用標準USB接口鏈接。
2)虛實結合實驗方式:采用自主研發軟件平臺,配套創新設計模組,實現虛實結合的實驗方式。通過USB接口與計算機連接。
3)數字電路實驗設計界面的自定義:具有真實感的實物操作界面和基于原理框圖的操作界面。用戶可自定義數字電路實驗操作界面,實驗調試軟件終身免費升級。
4)實驗過程的可視化:提供實驗電路設計的人機交互平臺,實現實驗過程的
5)提供完整的實驗資源包:配套數字電路基礎實驗和課程設計源代碼和PPT;后期協助用戶開發新的實驗課程,課程資源支持遠程演示或瀏覽。
二、配套軟件
1、QUARTUSII11.0開發軟件,支持多種語言輸入,自帶LICENSE
2、可視化虛擬設計調試軟件
1)不僅具有真實感的虛擬實驗板,并且獨創基于原理圖的虛擬實驗板,使學生將注意力集中在實驗原理上,無需將精力消耗在開關等元件與原理的對應上,提高實驗效率。系統提供虛擬實驗板設計工具,用戶可為自己的實驗定制虛擬實驗界面。
2)學生所有的操作都可以在計算機的虛擬界面上完成,甚至不需要實驗板具有實際的開關按鍵、指示燈數碼管等元件,從而極大地降低了實驗板的故障率和日常維護成本。
3)基于FPGA的復雜數字系統實驗,如存儲器、I/O口、CPU等設計,可動態顯示運行狀態。內部狀態通過調試電路傳遞到用戶界面,以數據記錄和圖形化兩種形式顯示。高亮顯示當前有效的控制信號、變化的數值以及信息流動,方便學生調試設計,加深對指令執行過程的理解。也可用于教學演示。
4)基于FPGA的復雜數字系統設計調試,支持單步、斷點、指令單步、斷點、全速等運行方式。可通過軟件界面輸入、查看和保存相關內容。
三、實驗項目
基礎實驗
1. 晶體管開關特性、限幅器與鉗位器
2. TTL集成邏輯門的邏輯功能與參數測試
3. CMOS集成邏輯門的邏輯功能與參數測試
4. 集成邏輯電路的連接和驅動
5. 組合邏輯電路的設計與測試
6. 譯碼器及其應用
7. 數據選擇器及其應用
8. 觸發器及其應用
9. 計數器及其應用
10. 移位寄存器及其應用
11. 脈沖分配器及其應用
12. 使用門電路產生脈沖信號—自激多諧振蕩器
13. 單穩態觸發器與施密特觸發器——脈沖延時與波形整形電路
14. 555時基電路及其應用
15. D/A、A/D轉換器
16. 智力競賽搶答裝置
17. 電子秒表
18. 三位半直流數字電壓表
19. 數字頻率計
FPGA設計實驗
1. 3-8譯碼器實驗
2. 8-3編碼器實驗
3. 數碼轉換及顯示電路
4. 四位全加器
5. 四位并行乘法器
6. 設計基本觸發器
7. 設計74LS160計數器功能模塊
8. 可控脈沖發生器
9. 正負脈寬數控調制信號發生器
10. 序列檢測器(狀態機設計)
11. 存儲器設計
12. LED顯示十字路口交通燈自動控制器的設計
13. 數碼管顯示時鐘數字鐘的設計
14. 8×8 點陣顯示字符和中文實驗
15. 128×64 液晶顯示字符和中文實驗
16. 密碼器設計
17. 多功能運算電路
18. 算術邏輯單元
19. 數據通路
20. 存儲器
四、實驗箱配置
| 序 | 名稱 | 說明 | 數量 |
| 1 | LH-SEDA3主機箱 | 含機箱.工作電源.常用信號源.實驗電路區和分立元件 | 1臺 |
| 2 | EDA設計部分 | FPGA(EP4C10E22)設計實驗板 | 1塊 |
| 3 | 供電電源線 | 1.5m | 4根 |
| 4 | 10芯壓線 | 長150mm | 35根 |
| 5 | 2號實驗導線 | 30cm-50cm | 2支 |
| 6 | 保險絲 | 2A | 1個 |
| 7 | 實驗指導書 | 實驗指導書編寫詳細正確,電子版資料詳細程序庫正確、完整 | 1本 |
| 8 | 配套軟件 | EDA設計軟件和可視化虛擬設計調試軟件 | 1套 |
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