【數字電子技術實驗箱】
功能作用介紹:
自制實驗教學設備的性能指標、臺套數、作用、功能、特色優勢、應用、推廣等情況的簡要介紹
性能指標
實驗箱外形尺寸:515mm*368mm*100mm,其它主要性能指標如下:
(1)電源電壓
輸入AC:220V (AC電源插座采用耐插拔的品字插座,開關位于實驗箱側面);
輸出DC:+5V,1A(帶保護),通過獨立的開關(非220V電源開關)控制輸出;
(2)時鐘源
固定頻率:1Hz、10Hz、100Hz、1KHz、10KHz、100KHz、1MHz、2MHz、4MHz;
(3)單脈沖
2路手動單脈沖,每路脈沖均配有去抖動電路,保證在正常操作之下無抖動產生,每路均有正反兩種脈沖輸出;
(4)邏輯測試儀
可測:脈沖、高電平、低電平等邏輯信號;
(5)邏輯電平開關
18位邏輯電平開關,開關向上撥輸出為高電平,向下撥輸出為低電平;
(6)LED邏輯電平指示
18位LED邏輯指示,高電位燈為亮,低電位燈為滅;
(7)數碼管顯示
10位BCD碼數碼管顯示,每個數碼管均用高品質插座與實驗臺連接,且配備相關驅動電路;
(8)BCD碼數字撥碼開關
四位BCD碼數字撥碼開關,均配上相應驅動電路;
(9)擴展區
40芯萬能鎖緊插座10個;
28芯萬能鎖緊插座2個;
精密多圈電位器:10K 1個、100K 1個;
蜂鳴器1個,帶驅動電路,輸入高電平報警,;
(10)導線插孔
實驗臺在相應的功能部件周圍分布相應數量的帶自鎖功能的插孔,每個插孔拔出時可通過旋轉解鎖拔出。
臺套數、作用、功能、特色優勢、應用、推廣等情況
實驗箱共生產了51臺套(包括一臺樣品機)。
新設計生產的實驗箱可以滿足本科生數字邏輯實驗課的開放式實驗教學,尤其是能較好地滿足綜合創新型實驗項目的設計制作,以此平臺教學可以極大豐富和改進教學內容和教學方法。
該實驗箱可以設計實現組合電路、時序電路以及綜合創新型數字邏輯電路實驗。該實驗箱容量較一般常見實驗箱大,最多可以同時容納22個常用的74系列小規模集成電路芯片,使用一個實驗箱就可以滿足絕大部分中小規模綜合創新型實驗項目,這也是該實驗臺的最大特色。另外,通過改進實驗箱功能部件的布局,可以更加便利地實現實驗連線,并且增加了5V電源的開關控制,使學生避免對220電源開關的接觸,排除了實驗箱的最大安全隱患。盡可能多地集成了實驗箱的輸入輸出功能元件數量,以方便學生拓展實驗內容。
另外,為了配套該實驗箱,中心還編寫了《數字電路實驗與實踐教程》,預計2014年底出版,書中容括了課程組開發的40個綜合創新型數字電路實驗項目,并開發了配套的“虛擬數字電子電路實驗平臺”軟件,以豐富實驗教學手段和內容。
實驗箱已經經過了嚴格的測試,完全滿足預期設計目標。并在2013-2014學年的第二學期進行了一輪實驗教學實踐,課程名稱是“數字邏輯實驗”,上課學生人數為175人,課程學時數為32學時,學時數分配為:12學時的基礎實驗(包括實驗環境熟悉與測試、組合邏輯實驗和時序邏輯實驗)、20學時綜合創新型實驗。每次實驗均在兩個實驗室分別開放兩次。實踐證明,新設計的實驗箱可以較好地滿足“數字邏輯實驗”課的教學內容,尤其是對于綜合創新型實驗內容,效果更佳。
目前,已經有多家兄弟院校相關專業老師到我中心觀摩過實驗教學過程及我中心自主研制的實驗箱,均給出好評。今后我中心將進一步加強對所研制實驗箱的宣傳力度,擴大其應用范圍,使其為相關實驗教學和研究工作作出更大貢獻。
作品名稱:數字電子技術實驗箱
完成單位:哈爾濱工程大學