[发明专利]一种数字电路教学实验系统

说明书

技术领域

本发明设计数字逻辑、硬件设计、红外传输、模拟调制领域。

背景技术

在电子信息学科教学方面，包括物理专业的电路方向，数字电路向来都是作为最重要的基础学科之一深受重视，但是其实验课程一直不能达到令人满意的结果，传统的数字电路实验系统不但过于简单，而且实验没有相关性，导致学生常常不能究其原理，只了解芯片干了什么，却不懂这一模块的电路在一整个系统中发挥了什么样的作用。而教学老师也很难简单地通过课堂的讲述来让学生亲身体会到数字电路真正的功能。并且传统的数字电路实验系统不够完备，对于构建数字电路底层框架的八大函数没有明确的归类，致使学生对于八大函数的理解有所倾侧，这对于学生是一种损失，因为在他们最能够理解数字电路精髓的时刻却缺少了这一部分的实验。

发明内容：

本发明的目的是针对现有教学环境下数字电路实验的不完备和不足而提供的一种功能完善的数字电路教学系统，该系统弥补了市面上绝大多数数字电路功能单一、实验效果较差的缺点，旨在加强学生数字电路基础实验教育。

本发明的目的是这样实现的：

一种数字电路教学实验系统，特点在于该系统包括：电源模块、编码模块、存储模块、显示模块、波形发生模块、比较模块、加法器模块、IR模块、计数器模块、数据选择模块、译码模块及灵活应用模块，所述电源模块与编码模块、存储模块、显示模块、波形发生模块、比较模块、加法器模块、IR模块、计数器模块、数据选择模块、译码模块及灵活应用模块连接，为编码模块、存储模块、显示模块、波形发生模块、比较模块、加法器模块、IR模块、计数器模块、数据选择模块、译码模块及灵活应用模块提供电压；

所述编码模块与电源模块、存储模块及计数器模块连接，编码模块通过矩阵键盘从用户获得预设定的初值并进行优先编码，为存储模块提供以便存储的信号量，同时为存储模块和计数器模块提供起始信号；

所述存储模块与电源模块、编码模块、显示模块、比较模块及计数器模块连接，存储模块将从编码模块处获得的存储信号保存下来，为显示模块和比较模块提供已存储的信号,为计数器模块提供计数上限值；

所述显示模块与电源模块、存储模块、加法器模块及计数器模块连接，显示模块从存储模块、加法器模块和计数器模块处获得三组显示信号，通过数码管将这三组信号显示；

所述波形发生模块与电源模块、IR模块及计数器模块连接，波形发生模块用于产生时钟信号和38k载波信号，为IR模块提供载波信号，为计数器模块提供时钟信号；

所述比较模块与电源模块、存储模块、加法器模块及计数器模块连接，比较模块从计数器模块处获得一组比较值，从存储模块获得被比较值，进行比较，产生的结果作为输出，为加法器模块提供时钟信号；

所述加法器模块与电源模块、显示模块、比较器模块及数据选择模块连接，加法器模块从比较模块获得时钟信号进行加一运算，计算结果值输出给显示模块和数据选择模块；

所述IR模块与电源模块及波形发生模块连接，从波形发生模块处获得38k载波信号，并和用户选择的发射信号进行调制并通过红外管发射；

所述计数器模块与电源模块、编码模块、存储模块、显示模块、波形发生模块、比较模块及数据选择模块连接，计数器模块对从波形发生模块处获得的时钟信号进行计数，并将从存储模块中获得的存储信号设为计数最大值，达到最大值后；

所述数据选择模块与电源模块、加法器模块及计数器模块连接，数据选择模块作为函数发生器，从加法器模块中获得的值不足10时输出为1，满10后输出0，用作清零信号发送给计数器模块；

所述译码模块与电源模块连接，作为补全数字电路八大函数的额外模块；

所述灵活应用模块与电源模块连接，为实验课程提供丰富的拓展接口和额外芯片资源。

所述波形发生模块包括可调方波发生器、频率选择端、占空比选择端、固定38k方波发生器、单次方波发生器、脉冲选择器及波形整形器及学生测试接口；频率选择端与可调方波发生器前端连接，占空比选择端与可调方波发生器前端连接，可调方波发生器后端与脉冲选择器前端连接，单次方波发生器与脉冲选择器前端连接，脉冲选择器后端与波形整形器连接,学生测试接口和波形整形器连接。

所述加法器模块包括学生配置接口、加法器核心模块、时序转换电路、反馈电路及学生测试接口，学生配置接口与加法器核心模块前端连接，反馈电路后端与学生配置接口前端连接，加法器核心模块后端与时序转换电路前端连接，反馈电路前端与时序转换电路后端连接，学生测试接口与加法器核心模块后端连接。