新型数字逻辑电路综合实验教学平台的设计研究

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1、ISSN1672－4305实验室科学第15卷第2期2012年4月CN12－1352/NLABORATORYSCIENCEVol.15No.2Apr.2012新型数字逻辑电路综合实验教学平台的设计研究1211饶增仁，赵洁，张雷，马义忠(1．兰州大学信息科学与工程学院，甘肃兰州730000;2．兰州城市学院数学学院，甘肃兰州730000)摘要:针对目前国内数字逻辑电路综合实验教学存在问题，结合多年的数字逻辑电路实验教学经验，设计开发了一款新型数字逻辑电路综合实验教学平台，以满足当代大学生数字逻辑电路实验实际需求。关键词:数字逻辑;实验教学;复杂可编程逻辑器件中图分类号:TN791－4;G642

2、文献标识码:Bdoi:10．3969/j．issn．1672－4305．2012．02．029Newcomprehensiveexperimentalteachingplatformondigitallogiccircuitdesigns1211RAOZeng－ren，ZHAOjie，ZHANGLei，MAYi－zhong(1．SchoolofInformationScienceandEngineering，LanzhouUniversity，Lanzhou730000，China;2．SchoolofMathematicsScience，LanzhouCityUniversity，Lan

3、zhou730000，China)Abstract:Accordingtothepresentproblemsindomesticdigitallogiccircuitsynthesisexperimentteaching，withourmanyyearsofexperimentteachingexperienceindigitallogiccircuitdesign，anewdigitallogiccircuitsynthesisexperimentteachingplatformdeveloped，tomeetthecontemporarycollegestudents＇actuald

4、emandsinpracticingdigitallogiccircuitdesigns．Keywords:digitallogiccircuit;experimentalteaching;CPLD(ComplexProgrammableLogicDe-vice)根据目前国内实验教学存在问题的研究讨论文下几个问题:(1)结构设计不合理，系统板和插接板［1～6］章，结合参考我们自己实验教学内容及教学经混合在一起，导致使用不便，维护维修成本高，不利［7～8］验，以及国家中长期教育改革和发展规划纲要于扩展新的实验项目;(2)缺少3．3V低电压供电，［9］(2010－2020)提出的“提高质量是高

5、等教育发展造成无法使用当前的低功耗芯片电路的搭建实验;的核心任务，是建设高等教育强国的基本要求”以(3)缺少扬声器及其驱动电路，造成无法使用丰富及“强化实践教学环节”的要求，注重教学质量和学声响或音频类综合实验项目;(4)缺少支持可编程生能力素质培养，使学生真正成为我国经济建设需器件综合实验项目。求人才的教学目标更加明确。针对兰州大学数字逻早在2004年兰州大学信息科学与工程学院实辑电路实验教学方面，着手在数字电路实践环节加验中心引进了国内一家当时适用的数字逻辑电路实强质量和素质培养，从数字电路实验箱教学工具这验设备。经过多年实验发现，除了同样存在以上的个基础出发，研制了一款新型数字逻辑电

6、路综合实4个问题外，由于学生使用频繁，容易造成脱焊，而验教学平台。且还缺少一些常规引脚的插接件。为此，我们设计1存在问题了一款更先进、更实用的数字逻辑电路综合实验平数字逻辑电路是电子信息类、通信工程类，计算台，解决了原有系统所存在的实验教学问题。机科学和自动化类学科专业学生的一门专业基础必2改进措施修课，而数字逻辑电路实验是数字电路教与学的一个重要环节。结合兰州大学目前实际情况，数字电2．1概述路实验教学中一个重要的基础设备—实验箱存在以针对上述4个问题以及容易脱焊的问题，全部饶增仁，等:新型数字逻辑电路综合实验教学平台的设计研究91都在我们的新型教学平台上得到圆满解决。对于原实验设备存在

7、结构不合理，采用模块化结构设计加以解决;对于缺少3．3V低压供电问题，采用增加一个DC－DC转换芯片电路解决;对于缺少扬声器问题，采取增加扬声器及其驱动电路解决;对于缺乏可编程综合实验项目问题，采取直接增加FPGA模块电路解决;对于接线插空易脱焊问题，采取在加厚PCB板以及过孔采取沉铜加工技术措施。以下详细阐述其设计实现，其中沉铜加工工艺是PCB生产车间的一道生产工艺流程，此处不再详述。2．2模块化结构设计采用系统板(主