CN210428996U - 一种基于可编程器件的数字电子技术实验系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于可编程器件的数字电子技术实验系统，数据输入模块与可编程基本模块的输入端口相连接；数据输出指示模块与可编程基本模块的输出端口相连接；可编程逻辑器件的输入接口连接可编程基本模块的输入端口，可编程逻辑器件的输出接口连接可编程基本模块的输出端口，可编程逻辑器件的时钟端子连接时钟电路的时钟输出接口，时钟电路的电源引脚连接电源电路，可编程逻辑器件的下载接口b连接下载接口a，下载接口a中的电源引脚连接电源电路，可编程逻辑器件的电源引脚连接电源电路。本实用新型不需要进行芯片的更换，不需要专门连接电源，提高了实验成功率。
Description
技术领域
本实用新型属于电子技术学习实验领域，尤其涉及一种基于可编程器件的数字电子技术实验系统。
背景技术
目前各大高校等机构在数字电子技术等课程方面所采用的实验系统和实验平台主要是基于小规模集成电路。小规模集成电路在脱离高校教学的社会实际应用当中基本已经不再使用，取而代之的是当前流行的大规模可编程逻辑器件。继续采用小规模集成电路的实验系统和实验平台对学生进行培养，不利于学生了解和掌握最新技术，学习实践内容与实际应用中间有比较大的差距。因此以当前实际应用中流行的大规模可编程逻辑器件代替传统的小规模集成电路的新的数字电子技术实验系统对于培养学生及时学习和掌握最新数字电子技术具有重要意义。另外，采用大规模可编程逻辑器件可以随时根据实验需要配置成对应的电路结构，不需要进行芯片的更换。在电路的连接过程中，不需要专门连接电源，避免很多因为电源连接不当造成的芯片损坏问题。目前还没有发现完全用大规模可编程器件代替小规模器件的产品。
实用新型内容
实用新型目的
本实用新型的目的是提供一种基于可编程器件的数字电子技术实验系统，用于解决高校学生学习过程中使用小规模集成电路的实验系统和实验方法与实际应用之间的差距。采用大规模可编程逻辑器件可以随时根据实验需要配置成对应的电路结构，不需要进行芯片的更换。在电路的连接过程中，不需要专门连接电源，避免很多因为电源连接不当造成的芯片损坏问题。
技术方案
一种基于可编程器件的数字电子技术实验系统，其特征在于：包括可编程基本模块、数据输入模块和数据输出指示模块；
所述数据输入模块与可编程基本模块的输入端口相连接；
所述数据输出指示模块与可编程基本模块的输出端口相连接；
所述可编程基本模块包括有可编程逻辑器件、输入端口、输出端口、电源电路、下载接口a和时钟电路；
所述可编程逻辑器件的输入接口连接可编程基本模块的输入端口，可编程逻辑器件的输出接口连接可编程基本模块的输出端口，可编程逻辑器件的时钟端子连接时钟电路的时钟输出接口，时钟电路的电源引脚连接电源电路，可编程逻辑器件的下载接口b连接下载接口a，下载接口a中的电源引脚连接电源电路，可编程逻辑器件的电源引脚连接电源电路。
所述数据输入模块包括开关按键、电阻和指示灯，数据输入模块的接线端子跟可编程基本模块的输入端口相连，开关按键分别连接一个接线端子和电阻，电阻另一端连接电源电路。
所述数据输出指示模块包括三极管、电阻、指示灯、译码器和数码管，三极管、电阻和指示灯组成电平指示电路，译码器和数码管组成数码显示电路。
所述数据输出指示模块的接线端子连接可编程基本模块的输出端口，数据输出指示模块的接线端子通过一个电阻连接三极管的基极，三级管的发射极接地，三级管的集电极连接指示灯的负极，指示灯的正极连接电源电路。
所述数据输出指示模块的数码显示电路，接线端子与可编程基本模块的输出端口相连接，接线端子连接译码器的数据输入端口，译码器的输出端口分别通过一个电阻连接数码管的输入接口。
优点及效果
使用当前最新的大规模可编程逻辑器件组成的数字电子技术实验系统，可以使学生在做实验的过程中就了解、认识和掌握实际应用中的技术方法、思路，培养和增强学生实际运用数字电子技术解决实际问题的能力。采用大规模可编程逻辑器件可以随时根据实验需要配置成对应的电路结构，不需要进行芯片的更换，避免芯片频繁更换带来的管理负担和损坏。在电路的连接过程中，不需要专门连接电源，避免很多因为电源连接不当造成的芯片损坏问题，同时也提高了实验成功率。
附图说明
图1、可编程基本模块中的可编程逻辑器件；
图2、可编程基本模块中的电源电路；
图3、可编程基本模块中的下载接口a；
图4、可编程基本模块中的时钟电路；
图5、数据输入模块电路；
图6、数据输出模块中的电平状态指示电路；
图7、数据输出模块中的数码显示电路；
图8、可编程基本模块中的可编程逻辑器件配置的电路结构。
具体实施方式
一种基于可编程器件的数字电子技术实验系统，包括可编程基本模块、数据输入模块和数据输出指示模块；数据输入模块与可编程基本模块的输入端口相连接；数据输出指示模块与可编程基本模块的输出端口相连接；可编程基本模块包括有可编程逻辑器件、输入端口、输出端口、电源电路、下载接口a和时钟电路；可编程逻辑器件的输入接口连接可编程基本模块的输入端口，可编程逻辑器件的输出接口连接可编程基本模块的输出端口，可编程逻辑器件的时钟端子连接时钟电路的时钟输出接口，时钟电路的电源引脚连接电源电路，可编程逻辑器件的下载接口b连接下载接口a，下载接口a中的电源引脚连接电源电路，可编程逻辑器件的电源引脚连接电源电路。
数据输入模块包括开关按键、电阻和指示灯，数据输入模块的接线端子跟可编程基本模块的输入端口相连，开关按键分别连接一个接线端子和电阻，电阻另一端连接电源电路。
数据输出指示模块包括三极管、电阻、指示灯、译码器和数码管，三极管、电阻和指示灯组成电平指示电路，译码器和数码管组成数码显示电路。数据输出指示模块的接线端子连接可编程基本模块的输出端口，数据输出指示模块的接线端子通过一个电阻连接三极管的基极，三级管的发射极接地，三级管的集电极连接指示灯的负极，指示灯的正极连接电源电路。数据输出指示模块的数码显示电路，接线端子与可编程基本模块的输出端口相连接，接线端子连接译码器CD4511的数据输入端口，译码器CD4511的输出端口分别通过一个电阻连接数码管的输入接口。
图1为可编程基本模块中的可编程逻辑器件。其中用IO标记的端子为可编程逻辑器件的输入接口和输出接口。
图2为可编程基本模块中的电源电路，跟可编程逻辑器件的电源引脚相连，跟下载接口a的电源引脚相连，同时也跟时钟电路的电源引脚相连。该电源电路中，U41为电源芯片，电源芯片的输入引脚VIN连接标准5V电源，并同时连接两个电容C25和C26，电源芯片的输出VOUT输出3.3V电源，同时该引脚同时并联两个电容C29和C30。
图3为可编程基本模块的下载接口a。下载接口a通过TCK、TDO、TMS、TDI四条线跟可编程逻辑器件的下载接口b相连，电源接口+3.3V_CPLD和GND跟电源电路相连。
图4为可编程基本模块中的时钟电路。时钟电路的时钟输出接口（10MHZ）跟可编程逻辑器件的时钟接口相连，电源引脚接口+3.3V_CPLD和GND跟电源电路相连。
图5为数据输入模块。数据输入模块的接线端子跟可编程基本模块的输入接口相连。图中开关按键分别连接一个接线端子和电阻，电阻另一端连接电源电路。
图6为数据输出模块中的电平指示电路。该电路的接线端子连接可编程基本模块的输出端口。接线端子通过一个电阻连接三极管的基极，三级管的发射极接地，集电极连接指示灯的负极，指示灯的正极连接电源电路。
图7 是数据输出模块中的数码显示电路。图7中AD、BD、CD、DD为接线端子。该接线端子连接可编程基本模块的输出端口。接线端子连接译码器CD4511的数据输入端口，译码器的输出端口a、b、c、d、e、f、g分别通过一个电阻连接数码管的输入接口。
图8 是可编程基本模块中的可编程逻辑器件配置的电路结构。可编程逻辑器件型号EPM240T100C5N，电路结构中的各种电路通过可编程逻辑器件的输入接口和输出接口分别连接实验系统的输入模块和输出模块。
以上所述实施方式其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (5)
1.一种基于可编程器件的数字电子技术实验系统，其特征在于：包括可编程基本模块、数据输入模块和数据输出指示模块；
所述数据输入模块与可编程基本模块的输入端口相连接；
所述数据输出指示模块与可编程基本模块的输出端口相连接；
所述可编程基本模块包括有可编程逻辑器件、输入端口、输出端口、电源电路、下载接口a和时钟电路；
所述可编程逻辑器件的输入接口连接可编程基本模块的输入端口，可编程逻辑器件的输出接口连接可编程基本模块的输出端口，可编程逻辑器件的时钟端子连接时钟电路的时钟输出接口，时钟电路的电源引脚连接电源电路，可编程逻辑器件的下载接口b连接下载接口a，下载接口a中的电源引脚连接电源电路，可编程逻辑器件的电源引脚连接电源电路。
2.根据权利要求1所述的基于可编程器件的数字电子技术实验系统，其特征在于：所述数据输入模块包括开关按键、电阻和指示灯，数据输入模块的接线端子跟可编程基本模块的输入端口相连，开关按键分别连接一个接线端子和电阻，电阻另一端连接电源电路。
3.根据权利要求1所述的基于可编程器件的数字电子技术实验系统，其特征在于：所述数据输出指示模块包括三极管、电阻、指示灯、译码器和数码管，三极管、电阻和指示灯组成电平指示电路，译码器和数码管组成数码显示电路。
4.根据权利要求3所述的基于可编程器件的数字电子技术实验系统，其特征在于：所述数据输出指示模块的接线端子连接可编程基本模块的输出端口，数据输出指示模块的接线端子通过一个电阻连接三极管的基极，三级管的发射极接地，三级管的集电极连接指示灯的负极，指示灯的正极连接电源电路。
5.根据权利要求3所述的基于可编程器件的数字电子技术实验系统，其特征在于：所述数据输出指示模块的数码显示电路，接线端子与可编程基本模块的输出端口相连接，接线端子连接译码器的数据输入端口，译码器的输出端口分别通过一个电阻连接数码管的输入接口。
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