数字逻辑器件预置型数字电路实验装置

摘要

本发明涉及一种数字逻辑器件预置型数字电路实验装置，包括DSP、信号发生器、器件管脚模块、预置实验开关和通信接口，所述的DSP分别与信号发生器、器件管脚模块、预置实验开关、通信接口连接；将每个实验需要用到器件建立逻辑关系数据库，作为预置实验配置保存，并通过预置实验开关来选择实验编号，所述的装置启动时，DSP通过预置实验开关的状态来确定实验编号，查找到该编号实验所对应逻辑关系的数据库的位置，读取逻辑关系图，DSP根据逻辑关系图配置对应器件管脚模块状态定义，然而DSP根据每个器件管脚模块预置的逻辑关系，作相应的逻辑运算和输出。与现有技术相比，本发明具有拓宽了教学内容、降低了教学成本、提高了教学效率等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种数字电路实验装置，尤其是涉及一种数字逻辑器件预置型数字电路实验装置。

背景技术

数字电路实验装置是学习数字电路课程和科研必须的实验设备，数学电路的学习是机电学生的专业基础课程。使用的特点是量大面广，层次各异，具体实验的内容和要求是完全不同的。

目前的数字电路实验装置，在改变实验内容时，采用更换数字电路芯片的方式，有使用局限性大、实验内容固定、器件损坏率高，必须备有各种型号逻辑器件及数量，储备量大等问题。随着微电子技术的发展，迫切需要在实验的内容和实现实验手段上，有较大的创新和发展。

其中，专利申请号为200920173628.6的数字电路计算机实验装置利用计算机的并行端口作为数字电路的信号输入和输出，解决了数字电路实验设备多，价格贵的问题，但在计算机上实现数字电路的部分，使功能上仅作为被测逻辑电路，不是完成实际逻辑型号器件特性，只能做逻辑运算结果验证，不能把多个逻辑器件组合成功能性实验，缺失了锻炼学生面对具体器件电路实验能力的目的，造成了学生虽然做了数字电路实验，仍对实际使用数字逻辑芯片陌生。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种降低了教学成本、提高了教学效率和质量的数字逻辑器件预置型数字电路实验装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种数字逻辑器件预置型数字电路实验装置，其特征在于，包括DSP、信号发生器、器件管脚模块、预置实验开关和通信接口，所述的DSP分别与信号发生器、器件管脚模块、预置实验开关、通信接口连接；

将每个实验需要用到器件建立逻辑关系的数据库，作为预置实验配置保存，并通过预置实验开关来选择实验编号，所述的装置启动时，DSP通过预置实验开关的状态来确定实验编号，查找到该编号实验所对应逻辑关系的数据库的位置，读取逻辑关系图，DSP根据逻辑关系图配置对应器件管脚模块状态定义，然后DSP根据每个器件管脚模块预置的逻辑关系，作相应的逻辑运算和输出。

所述的信号发生器为实验提供频率可调的脉冲信号源。

所述的器件管脚模块包括数字逻辑器件引脚、液晶显示器、双向门电路和状态锁存器，所述的数字逻辑器件引脚与双向门电路的一端连接，所述的双向门电路的另一端与DSP连接，所述的状态锁存器设在双向门电路上，用于控制双向门电路的流向，所述的液晶显示器与DSP连接，用于显示数字逻辑器件或自定义器件的型号和图形。

所述的DSP中设有CPU和接口，所述的CPU中设有液晶显示程序、控制状态锁存器程序、器件管脚模块的逻辑运算程序和脉冲信号发生程序。

所述的DSP为TI TMS320F2812芯片。

所述的器件管脚模块上显示数字逻辑器件的型号与实验需要的数字逻辑芯片的型号呈现完全相同的逻辑特性。

所述的实验需要的数字逻辑芯片管脚与器件管脚模块的管脚图上对应的每个脚有相同特性，该特性包括逻辑特性和输入输出特性。

所述的逻辑关系的数据库建立为：将常用实验的器件固化植入，特殊器件自定义编制植入。

所述的特殊器件自定义编制植入，通过通讯接口植入。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)改变实验数字逻辑器件方便、灵活，减小了硬件电路的限制，扩大了实验内容；

2)硬件功能软件化，有效地降低数字逻辑器件的备件、损坏、人力，节省了大量的芯片费用，而对使用者而言，仍维持原来的使用方法和感觉；

3)把复杂的数字逻辑电路编制成一个模块，模块作为一个做实验的器件，这样使复杂的电路简化；

4)拓宽了数字电路实验装置的应用范围，不仅满足各个层次的数字电路学习，也为科研工作创造的条件，通过实验，论证新设计数字逻辑功能电路；

5)实体器件与虚拟器件混合使用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的器件管脚模块结构示意图；

图3为本发明的预置型数字逻辑器件流程图；

图4为本发明的脉冲信号发生流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1所示，一种数字逻辑器件预置型数字电路实验装置，包括DSP3、信号发生器2、器件管脚模块1、预置实验开关4和通信接口5，所述的DSP3分别与信号发生器2、器件管脚模块1、预置实验开关4、通信接口5连接；

将每个实验需要用到器件建立逻辑关系的数据库，作为预置实验配置保存，并通过预置实验开关4来选择实验编号，所述的装置启动时，DSP3通过预置实验开关4的状态来确定实验编号，查找到该编号实验所对应逻辑关系的数据库的位置，读取逻辑关系图，DSP3根据逻辑关系图配置对应器件管脚模块1状态定义，然后DSP3根据每个器件管脚模块1预置的逻辑关系，作相应的逻辑运算和输出。

所述的信号发生器2为实验提供频率可调的脉冲信号源。

所述的器件管脚模块1包括数字逻辑器件引脚、液晶显示器、双向门电路和状态锁存器，所述的数字逻辑器件引脚与双向门电路的一端连接，所述的双向门电路的另一端与DSP3连接，所述的状态锁存器设在双向门电路上，用于控制双向门电路的流向，所述的液晶显示器与DSP3连接，用于显示数字逻辑器件或自定义器件的型号和图形。

如图3、图4所示，所述的DSP3中设有CPU和接口，所述的CPU中设有液晶显示程序、控制状态锁存器程序、器件管脚模块1的逻辑运算程序和脉冲信号发生程序。所述的DSP3为TI TMS320F2812芯片。

所述的器件管脚模块上显示数字逻辑器件的型号与实验需要的数字逻辑芯片的型号呈现完全相同的逻辑特性。所述的实验需要的数字逻辑芯片管脚与器件管脚模块的管脚图上对应的每个脚有相同特性，该特性包括逻辑特性和输入输出特性。

所述的逻辑关系数据库建立为：将常用实验的器件固化植入，特殊器件自定义编制植入。所述的特殊器件自定义编制植入，通过通讯接口植入。所述的常用实验的器件包括与门电路、非门电路等，所述的特殊器件为一些平常数字电路实验不常用的器件，例如分频器。

如图2所示，显示器件管脚模块1包括LED液晶屏101，用于显示器件管脚模块1上呈现的该芯片的型号和模块信息；实验用管脚的引脚102；芯片对应的样式103。