数字电子系统设计（验指导书中国矿业大学电工电子教学实验中心2001 年 11 月1目 录第一部分 验 开发系统及配套软件简介第一节 验开发系 统简介第二节 载软件简介第二部分 数字电子系统设计实验实验一 简单 逻辑 电路 设计 与仿真实验二 译码与寄存 器电 路设计与仿真实验三 全 加器 设计、仿 真与 下载实验四 分频程 序设计 与 12 归 1 电路实验五 利用硬 件描述语言进 行数字钟设计实验六 串形扫 描显示 电路设计实验七 转换 电路 设计实验八 数据采 集与 显示 电路 设计实验九 用及 88 乘 法器的设计实验十 串 行通信（ 单工）综合实验一 数字系 统设计与单 片机接 口实验一综合实验二 数字系统 设计 与单片机接 口实验二综合实验三 数字系 统设计与单片 机接 口实验三综合实验四 数字系统 设计 与单片机接 口实验四综合实验五 数字系统设计 与单片机 接口实验五综合实验六 计算 机双 工串行通 信实验综合实验七 计算机并行口 通信实验2第一部分 验开发系统及配套软件简介第一节 验开发系统简介目前，随着大规模可编程器件在市场上的应用越来越广泛，各高校都相继开出了这门课程，为了配合高校 术的教学、实验以及科研人员的设计开发，我们推出了 列实验开发装置。本实验装置是在世界银行贷款招标标书要求的基础上设计并有所突破，广泛适用于教学和科研，面向本科教育、研究生教育及科研开发。1. 系统基本特征 配备：本实验箱配有三家公司（万门以上）、0片下载板，适用范围广泛。 资源：芯片门数最多达到10万门（管脚可达 208脚。 编辑方式有图形编辑，文本编辑，波形编辑，混合编辑等方式， 硬件描述语言有 主板功能： 配有模拟可编程器件破传统的户可以在实验箱上通过的模拟可编程器件进行模拟电子的开发训练。 实验箱配有10个数码管，（包括6个并行扫描数码管和4个串行扫描数码管）。 个数据开关，4个脉冲开关，数据开关和脉冲开关可配合使用，也可单独使用。 A用双常规的8位A D 转换器可以适配位数较高，速度较快的12位AD 转换器 D用学生所熟知的芯片 通用小键盘，本实验箱提供16个微动开关（4，可通他们方便的进行人机交互。 单片机扩展槽，由于实验箱上的所有资源（如数码管、数据开关、小键盘等）都可以借用，因此通过此扩展槽可以开发单片机及单片机接口实验。 外围扩展口，为了便于开发，本实验箱还预留一个40以与外围电路的联接。2. 本实验箱可完成的实验本实验箱用作数字系统设计实验。 可完成的基础实验： 各种传统数字电路实验 语言描述设计加法器，乘法器，计数器，数字钟，分频器，数字频率计等常用的数字实验 键盘去抖与译码实验 状态机设计实验 A/D、D/可编程仪用放大器，通用放大器3 可编程模拟滤波器 可完成的较复杂实验 复杂数字电路实验，如八位0位以内乘法器等 数据采集与显示（可配合 采样） 用内部 单片机与间的串、并行通信 单片机课程的各种实验 工业控制用微处理器方案其实现。3. 利用本实验箱可开发的实验由于本实验箱设计考虑周全，因此，除了能完成数字系统的实验外，还可以开发使用单片机实验，模拟电子实验，通信原理实验、计算机组成原理等一系列学科的实验，体现出很强的开发性 通过单片机扩展口与单片机开发机配合，本实验箱中的所有资源都可以被单片机借用，可以完成单片机课程中复杂的实验。 可以开发单片机接口实验，利用已开发成功的模块如 8255、8155、8279 等进行进行各种单片机接口实验。 利用四型实验/开发系统可以很方便进行单片机、 单片机 合工业设计。 计算机组成原理的大部分的实验可以利用本系统完成。4. 详细的管脚说明下面详细的介绍有关电路组成：（1）时钟源本实验器振提供振荡频率，接与时还有4M(可分频至1000在184管。为了方便操作，还为系统提供了约1至过调节短路夹 时钟信号接于80) 。（2）输入开关本实验器中的开关设计新颖独特，有创意，与一般电路中的开关设计不同。本实验器中有个数据开关（4个脉冲开关（ 在通常状态下数据开关和脉冲开关为低电平。数据开关和脉冲开关可配合使用，也可单独使用。若二者配合使用，在数据开关为低电平时，按下脉冲开关则产生一个高脉冲；在数据开关为高电平时，按下脉冲开关则产生一个低脉冲。其中个数据开关与 同时与数据开关和 以作为输出使用。在作为输出时，不论数据开关和脉冲开关为高电平还是低电平，均不影响其状态。4脉冲开关（与管脚的连接情况依次为 95,冲开关经可实现在数据开关为高电平时产生一个负脉冲，在数据开关为低电平时产生一个正脉冲。此电路极适合作计数器，暂存器的脉冲输入、分析测试观察用。（3）数码管显示本实验器有0个数码管（采用共阴极段中码管a,b,c,d,e,f,g,p)143,147,149,157a,b,c,d,e,f,g,p)159,161,163,166其中 170,173,其控制实现各位分时选通，动态扫描。a,b,c,d,e,f,g,p)的各段与175、177 、186、90,192,其控制实现各位分时选通，动态扫描。a,b,c,d,e,f,g,p)的各段与195、197 、200、4）A转换采用双8位A D 转换器转换器对于其余个模拟量输入端均接到扩展槽户可实现最多7路模拟量分时输入。别接到37,动信号）与址锁存信号）均接到钟换结束信号）接到位数字量输出端由低（）到高（）分别接到25，28，30 ，于外电源5V），D 读端接与 路输入与2位输出（12 ）分别接与27,29,31,37,39,41。用户可以随意的使用任意一种。（5）D转换器，参考电压为5V），数字量由132133136139140141S。模拟量输出由出。 （6）单片机扩展槽及外扩槽在主板上留有一个模拟单片机扩展槽，用于与932)，对应与45，47 ，55，8)，对应与58，62，64 ，128)，对应与74，70，68 ，017)，对应与85，88，90 ，对应于了外扩使用，我们在主板上有一个 40扩展槽 准的单片机接口）,一个 26扩展槽，其与 应的管脚在主板上已标明，此扩展槽可供用户根据自己的需要使用。5第二节 载软件简介我们研制的 与 司 发软件配套使用的下载软件。该下载软件具有操作简单、功能强大等优点，是 实验开发系统的配套软件之一，下图就是它的软件操作界面：图 1 型下载软件界面一 型下载软件1可以对 101011种型号的器件进行配置。2通过计算机串口与下载电路连接，下载软件中的“串口设置”菜单用于对所用串口( 进行设置。3自带 件生成器。可以生成三角函数、幂函数、指数函数等多种常用数学函数，且能显示相应波形,直接用于配置片内 软件提供十进制， 两种表示方式。点击 件生成器对