一种用于数字电路教学的集成电路功能演示及芯片检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于数字电路教学的集成电路功能演示及芯片检测装置，包括依次连接的脉冲发生单元、计数单元和译码显示单元，以及所述计数单元输出端通过门电路单元、触发器单元、数据选择器单元和译码器单元连接的逻辑电平显示单元。该装置可以在数字电路教学中直观展示逻辑功能以及器件控制端子的作用效果；可以用于数字电路实验的教学指导，帮助学生判断逻辑设计与电路连接方面的问题；由于采用了插拔设计，可以测试器件的好坏，可以明显提高芯片的重复利用率，有利于节约成本；采用便携设计、体积小巧、使用方便，便于作课堂演示；具有成本低廉、结构简单，便于维护等优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于教学仪器设备领域，具体涉及一种用于数字电路教学的集成电路功能演示及芯片检测装置。
技术介绍
目前，在高等学校的数字电路教学中，教师为了能够给学生直观的展示数字信号中的逻辑关系，需要广泛地使用各种分离的数字逻辑集成电路。考虑到数字电路器件种类繁多、连接方案具有多样性，所以老师在教学过程中往往更多的使用时序图或者软件仿真来说明电路功能。所以，一种能够直观展示数字集成电路功能的电路模块在基础课教学中有明确的需求。同时，在数字电路的实验教学中，学生们会大量使用到各种集成电路芯片，其中包括：各种门电路、编码器、译码器、数据选择器、加法器、触发器、计数器、存储器、定时器等。由于使用的集成电路需要重复利用，所以在大量使用的时候需要对各种集成电路的功能完好性进行验证。这样，会更好的让学生理解实验的过程及实验中存在的各种现象，同时还可以大大节约集成电路芯片的使用数量。因此，设计一种同时能应用与教学指导和实验验证的装置具有广泛的应用价值。
技术实现思路
本技术的目的是解决数字电路教学中既能给学生直观的展示数字信号中的逻辑关系，又能进行集成电路功能验证的问题。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种用于数字电路教学的集成电路功能演示及芯片检测装置，包括依次连接的脉冲发生单元、计数单元和译码显示单元，以及所述计数单元输出端分别通过门电路单元、触发器单元、数据选择器单元和译码器单元连接的逻辑电平显示单元。优选的，所述脉冲发生单元选用频率1～4Hz的方波发生器，用于产生方波。优选的，所述计数单元采用4位二进制计数器将所述方波转换成8421码。优选的，所述计数单元与所述译码显示单元采用10进制、16进制计数两组计数方式。优选的，所述门电路单元包括与非门74LS00、74LS03，与门74LS08、或门74LS32、异或门74LS86和与非门74LS20、或非门74LS02、非门74LS04。优选的，所述触发器单元包括JK触发器、D触发器。优选的，所述数据选择器单元采用双4选1的数据选择器74LS153。优选的，所述译码器单元采用3-8译码器74LS138。优选的，所述逻辑电平显示单元采用LED灯的亮、灭交替来显示集成电路的逻辑功能。进一步优选的，除电阻和所述LED灯外，所述各单元的器件均安放于可插拔的芯片座上。本技术的工作原理：脉冲发生单元、计数单元实现方波信号的发生以及将方波信号转换成8421码，为其他单元提供必要的输入信号，从而使其他单元的电平显示呈现动态变化的结果。计数单元有两种，一种是10进制计数，一种是16进制计数，两种计数制都分别接到译码显示单元，从而可以在数码管上看到脉冲数字的跳变。将计数器信号输出端的8421码分别接到门电路单元、触发器单元、数据选择器单元、译码器单元，然后将集成电路的输出对应接到逻辑电平显示单元，则可以对应看到逻辑电平显示单元的LED灯按照规律的跳变。通过LED灯规律的跳变从而判断集成电路的逻辑功能，以及集成电路芯片功能的好坏。除了少量电阻与LED灯外，所有的器件都是安排在可插拔的芯片座上，这样就同时实现了功能的演示与器件的验证。本技术的有益效果是：1)可以在数字电路教学中直观展示逻辑功能以及器件控制端子的作用效果；2)可以用于数字电路实验的教学指导，帮助学生判断逻辑设计与电路连接方面的问题；3)由于采用了插拔设计，可以测试器件的好坏，可以明显提高芯片的重复利用率，有利于节约成本；4)采用便携设计、体积小巧、使用方便，便于作课堂演示；5)具有成本低廉、结构简单，便于维护等优点。附图说明图1是本技术实施例结构图；图2是本技术实施例原理图。具体实施方式通过以下详细说明结合附图可以进一步理解本技术的特点和优点。所提供的实施例仅是对本技术方法的说明，而不以任何方式限制本技术揭示的其余内容。如图1所示，本实施例采用的技术方案如下：一种用于数字电路教学的集成电路功能演示及芯片检测装置，包括依次连接的脉冲发生单元、计数单元和译码显示单元，以及所述计数单元输出端分别通过门电路单元、触发器单元、数据选择器单元和译码器单元连接的逻辑电平显示单元。所述脉冲发生单元选用频率1～4Hz的方波发生器，用于产生方波。所述计数单元采用4位二进制计数器将所述方波转换成8421码。所述计数单元与所述译码显示单元采用10进制、16进制计数两组计数方式。所述门电路单元包括与非门74LS00、74LS03，与门74LS08、或门74LS32、异或门74LS86和与非门74LS20、或非门74LS02、非门74LS04。所述触发器单元包括JK触发器、D触发器。所述数据选择器单元采用双4选1的数据选择器74LS153。所述译码器单元采用3-8译码器74LS138。所述逻辑电平显示单元采用LED灯的亮、灭交替来显示集成电路的逻辑功能。除电阻和所述LED灯外，所述各单元的器件均安放于可插拔的芯片座上。图1所示本实施例提供了一种数字电路教学的集成电路功能演示、验证装置，包括一个5V电源接口、门电路演示单元、触发器单元、数据选择器单元、译码器单元、脉冲发生单元、计数单元以及译码显示单元。该装置是对数字电路的集成芯片进行功能显示，所以在脉冲发生单元中设计一个频率在1～4Hz的方波发生器，这样经过计数后状态跳变就会比较缓慢容易通过肉眼识别出规律。在计数单元中采用4位二进制计数器可以将方波转换成8421码，这样可以构成一个完整的4位二进制的输入变量，可以构成16种状态，分别是0000，0001，0010，0011……1111。译码显示单元可以完整的现实数字脉冲转化为4位二进制数的过程，并且可以通过数码管演示。在门单路单元，考虑到器件种类较多，选择具有相同封装的5种芯片分别是：与非门74LS00与74LS03，与门74LS08、或门74LS32、异或门74LS86，然后用计数器单元的8421码输出按照高低位接到门电路的输入端，则输出端处的LED灯则会根据各自的逻辑功能一次闪烁，从而实现芯片功能的验证。门电路除了上述五种，还提供了4输入的与非门74LS20，或非门74LS02，非门74LS04。触发器单元选取了常用的JK触发器与D触发器，将脉冲发生器的方波信号接到触发器对应的CP信号输入端，然后对置位功能端，这样触发器的输出端就会对应变化，从而检验了触发器的逻辑功能。数据选择器与译码器分别选用的是双4选1的数据选择器74LS153与3-8译码器74LS138。双4选1的数据选择器74LS153，因为两个数据选择器采用一个二位地址，所以在装置中我们将地址位接到8421码的高两位，这样可以得到一个变化缓慢的二进制数，然后D1、D2、D3、D4分别“1”、“0”交替接。这样数据选择器的输出的信号通过LED灯表现则是亮、灭交替变化。对于3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于数字电路教学的集成电路功能演示及芯片检测装置，其特征在于：包括依次连接的脉冲发生单元、计数单元和译码显示单元，以及所述计数单元输出端分别通过门电路单元、触发器单元、数据选择器单元和译码器单元连接的逻辑电平显示单元。

【技术特征摘要】
1.一种用于数字电路教学的集成电路功能演示及芯片检测装置，其特征在于：包括依次连接的脉冲发生单元、计数单元和译码显示单元，以及所述计数单元输出端分别通过门电路单元、触发器单元、数据选择器单元和译码器单元连接的逻辑电平显示单元。
2.如权利要求1所述的用于数字电路教学的集成电路功能演示及芯片检测装置，其特征在于：所述脉冲发生单元选用频率1～4Hz的方波发生器，用于产生方波。
3.如权利要求2所述的用于数字电路教学的集成电路功能演示及芯片检测装置，其特征在于：所述计数单元采用4位二进制计数器将所述方波转换成8421码。
4.如权利要求1所述的用于数字电路教学的集成电路功能演示及芯片检测装置，其特征在于：所述计数单元与所述译码显示单元采用10进制、16进制计数两组计数方式。
5.如权利要求1所述的用于数字电路教学的集成电路功能演示及芯片检测装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾赛提·买买提，赛力克·乃比，刘彦飞，陈小桥，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42