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电工电子实验技术（下册）

电工电子实验技术（下册）. 存储器、可编程器件、数字系统实验 的讲课课件. 卢庆利 编写. 实验二教学计划与要求. 一、教学目的 1 、 加深对相应理论课程的理解 2 、 掌握常用仪表的使用技术 3 、 学会一定的测量系统设计技术 4 、 学会一定的计算机仿真分析技术 5 、 学会一定的测量结果分析技术 6 、 能够利用实验方法完成具体任务 7 、 培养独立解决问题的能力 8 、 培养实事求是的科学态度和踏实细致的工作作风. 实验二教学计划与要求. 二、教学要求 1 、必须作好各次实验的预习 2 、必须自己动手实验，完成各次必做实验

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电工电子实验技术（下册）

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  1. 电工电子实验技术（下册） 存储器、可编程器件、数字系统实验 的讲课课件 卢庆利 编写 EDA室 卢庆莉 编写

  2. 实验二教学计划与要求 一、教学目的 1、加深对相应理论课程的理解 2、掌握常用仪表的使用技术 3、学会一定的测量系统设计技术 4、学会一定的计算机仿真分析技术 5、学会一定的测量结果分析技术 6、能够利用实验方法完成具体任务 7、培养独立解决问题的能力 8、培养实事求是的科学态度和踏实细致的工作作风 EDA室 卢庆莉 编写

  3. 实验二教学计划与要求 二、教学要求 1、必须作好各次实验的预习 2、必须自己动手实验，完成各次必做实验 3、必须掌握常用仪表的用法，学会分析和解决问题的方法，能够进行简单电路的设计与调测。 4、必须认真总结实验数据，写好实验报告。按时交实验报告。 EDA室 卢庆莉 编写

  4. 实验二教学计划与要求 三、教学计划 　（三大内容） 1、EDA与可编程器件、数字系统设计 2、模拟电路的设计与调测 3、综合性实验 　教学计划大致如下表：（详细计划请参见《电工电子实验二授课计划表》） EDA室 卢庆莉 编写

  5. 实验二教学计划与要求 四、实验方法 1、每次实验电路需进行仿真，再硬件实现。（仿真在预习或实验室开放时进行） 2、实验中学会分析问题，排除故障。 3、实验前点名，实验后签字。 4、未完成的实验可在开放时完成。 5、本学期安排一次测验，小测内容：P183（J2）。 EDA室 卢庆莉 编写

  6. 实验二教学计划与要求 五、期末考试 目的：检查教学效果 　　　评定学生成绩 　　　促进学生学习 方法：开卷、以实现为主 试卷：实现50分、设计20分、问答题30分。操作卷与问答试卷分开，分时进行。60分为及格线。 EDA室 卢庆莉 编写

  7. 本门课程的成绩评定方法： 总分100，由平时50分、期末考试50分合成，再折算成优秀、良好、中等、及格、不及格五档。 平时50分由预习10分、操作25分（平时操作10分、小测15分）、实验报告15分累加而成。该项成绩由任课教师根据记录（在记分册上必须有记录）的学生平时情况，实事求是地给出。 EDA室 卢庆莉 编写

  8. 教材使用方法 1、根据实验教学进度，系统自学前几章理论或知识。 2、接受实验任务后设计电路时看设计提示和实验提示。 3、在各个实验的提示中大都指明与该实验相关的设计和测量方法的例子，也可从书后设计索引和测量方法索引中查找。 4、教材中所举的例子均选自实用电路，不但有设计方法同时具有新颖的设计构思，供同学学习前人是如何灵活运用现有条件创造性地解决电路设计问题的。 EDA室 卢庆莉 编写

  9. 教材使用方法 使用教材应避免的问题 1、部分同学未按要求自学教材中前几章的理论部分，只看实验内容，导致实验知识残缺，未达到教学要求。开卷考试时书上给出的答案都找不到。 2、未认真体会教材中设计举例所体现的构思方法和技巧，不了解电子电路设计的工程和技术性特点。这样做的结果是仅仅做出实验，而没有做好实验。每做一次设计和实验水平都提高一步才能认为是做好了实验。 3、《实验手册》中较全面地涉及了仪表使用的基本知识点和要求，正确地回答仪表练习中的所有问题是对电类工科学生的最低要求。 EDA室 卢庆莉 编写

  10. 通　　　知 • 《电工电子实验二》授课计划表， • 《电工电子实验二》上课安排表（各次大课时间、地点、内容） • 请看电工电子实验中心二楼橱窗告示。 EDA室 卢庆莉 编写

  11. 主要授课内容： 一、存储器的应用 二、可编程逻辑器件的应用 三、数字系统设计 EDA室 卢庆莉 编写

  12. 一、存储器的应用 ♦存储器的学习要点： • 半导体存储器概念： 存储器是电子计算机及某些数字系统中不可缺少的部分，用来存放二进制代码表示的数据､系统指令､资料及运算程序等。 • 存储器的主要指标： 存储容量 和 工作速度 EDA室 卢庆莉 编写

  13. 存储容量： 存储容量是衡量工作能力大小的指标,容量越大,存储的信息越多,工作能力越强。 • 存储容量用存储单元的总数表示。习惯上常用若干个“K”单元表示。例如： 210=1024 称 1K单元 ， 212=4096 称 4K单元。 • 存储容量为：n字（字位）× m位（位） EDA室 卢庆莉 编写

  14. 存取速度(工作速度) • 存取速度用存取周期表示。 从存储器开始存取第一个字到能够存取第二个字为止。所需的时间称为存取时间或存取周期。它是衡量存储器存取速度的重要指标。 • 存取周期越短，说明存取速度越高。 EDA室 卢庆莉 编写

  15. 固定ROM:内容由厂家制作。ROM ROM 可编程ROM：可一次性编程。PROM EPROM 可擦除可编程ROM：可多次改写 E2PROM UVEPROM 双极型 RAM RAM SRAM（静态） 单极型 （MOS） DRAM（动态） MOS移位寄存器 SAM 电荷耦合器件CCD移位寄存器 Cache 高速缓存 存储器按功能分类： EDA室 卢庆莉 编写

  16. Gf GC 隧道区 实验中所用器件型号为：28C64B型E2PROM(电可改写的ROM) • 结构：采用浮栅隧道氧化层MOS管。它有两个栅极：控制栅GC 和 浮置栅Gf。 • 特点：浮置栅与漏区之间有一个氧化层极薄的隧道区，其厚度仅为10~15um , 可产生隧道效应。写入、擦除：利用隧道效应。 EDA室 卢庆莉 编写

  17. 实验中所用器件型号为：28C64B型E2PROM(电可改写的ROM)实验中所用器件型号为：28C64B型E2PROM(电可改写的ROM) • 存储容量为：8K×8位=213 × 8位； • 总共有13根地址线：A0~A12。 实验内容：新教材P214 T1 F1= 1 1 0 0 1 1 0 0 F2= 1 1 1 1 0 0 0 0 F3= 1 1 0 1 1 0 1 1 F4= 1 0 1 1 1 0 0 1 实验提示： EDA室 卢庆莉 编写

  18. 使用8个存储单元，4根数据线。 F1= 1 1 0 0 1 1 0 0 →D0 F2= 1 1 1 1 0 0 0 0 →D1 F3= 1 1 0 1 1 0 1 1 →D2 F4= 1 0 1 1 1 0 0 1 →D3 数据D7~D0：0F 07 0A 0E 0D 01 04 0C EDA室 卢庆莉 编写

  19. 0F 07 0A 0C 8192个存储单元 EDA室 卢庆莉 编写

  20. 选做实验提示：P214 Y1 用1个5×7（横向5点纵向7点）点阵LED组成一个简易移动字幕。要求字幕上显示从右向左移动的5个字符“HELLO”，字符不停地移动，每2秒显示一屏。为使显示的字符便于辩认，应在两个词之间留出一个字宽的空格。 EDA室 卢庆莉 编写

  21. 提示1：点阵5×7的介绍 （参看实验手册P103） EDA室 卢庆莉 编写

  22. 提示2：类似动态扫描的设计原理 输出相当于位选信号 字符与字符之间的间隔时间 高位地址 低位地址 EDA室 卢庆莉 编写

  23. 显示结果: EDA室 卢庆莉 编写

  24. 提示3：数据可放到存储器的任意5个空间 EDA室 卢庆莉 编写

  25. EDA室 卢庆莉 编写

  26. EDA室 卢庆莉 编写

  27. 飞字: EDA室 卢庆莉 编写

  28. 二、可编程逻辑器件的应用 • 1、按器件规模划分 中小规模——GAL、PAL（几百门～上千门） 大规模——CPLD FPGA （几千门～几百万门） 2、按可编程次数划分 一次性可编程器件（反熔丝型PLD) 优点：可靠性高，价钱便宜，在成熟产品中应用较多 缺点：开发成本高。不能更改逻辑 可多次编程器件（GAL CPLD FPGA等 优点：开发成本低，可以多次编程更改逻辑，可在线编程 EDA室 卢庆莉 编写

  29. 3、按内部结构特性划分 阵列结构单元（GAL CPLD ） 管脚对管脚的延时时间可预测，有利于设计 触发器等时序单元少 乘积项多，常用来设计控制器，并可以加密。 单元结构（FPGA ) 触发器多，有利于数据处理，不可以加密。 管脚对管脚的延时时间不可预测，在设计中需要反复优化才能得到最优的延时特性 EDA室 卢庆莉 编写

  30. 中小规模可编程器件 可编程器件外形图 可编程器件种类: EDA室 卢庆莉 编写

  31. 可编程器件开发软件: 1、逻辑描述方式 • 电路图描述 • 硬件描述语言描述 • 状态机流程图描述 2、硬件描述语言分类 • 国际标准硬件描述语言 [VHDL(军方）、 Verilog（商业）] • 各公司专用硬件描述语言（ABEL 、 CUPL 等） EDA室 卢庆莉 编写

  32. Simulation Timing Analysis 功能仿真 定时分析 输入 综合 适配 Design Entry Synthesis Fitting 可编程器件的开发流程: 编程 EDA室 卢庆莉 编写

  33. 可编程器件的下载方式 1、下载（编程、配置）定义： 下载是指将开发软件生成的反映逻辑关系的数据，通过一定的方法输入到可编程器件中，并使其具有用户要求的逻辑的操作过程，也称编程或数据配置。 2、下载方式分类 1）用通用（或专用）编程器下载 例如：GAL 、 FPGA主并模式时的EEPROM等可用通用编程器编程。 反熔丝型可编程器件必须用器件厂配套的 编程器 EDA室 卢庆莉 编写

  34. 通用编程器 通用编程器和下载电缆 EDA室 卢庆莉 编写

  35. 可编程器件的下载方式 EDA室 卢庆莉 编写

  36. 接计算机并口 用下载电缆下载示意图 2、用专用下载电缆下载（JTAG标准口） EDA室 卢庆莉 编写

  37. 可编程器件的选用： • 考虑内部电路规模大小（以门为计量单位） • 考虑速度（最高使用频率） • 考虑下载方式需要 • 考虑器件延时的确定特性（CPLD 与FPGA的区别） • 开发软件的性能（仿真的准确度、对描述方式的支持、对后续服务的支持） • 器件生命周期 • 器件提供厂商的发展（市场份额） EDA室 卢庆莉 编写

  38. “可编程器件 GAL的应用” 提示 1、实验四十三 任务更改说明 • P215 • 将“7比特延迟”改为“6比特延迟”。 • 将“7比特延迟”作为选做内容。 EDA室 卢庆莉 编写

  39. “实验四十七 GAL的应用” 提示 2、下载时注意事项 1）必须看清器件的型号，正确选择编程软件界面中的厂家和型号。 实验器材中有多个厂家的GAL器件，各个厂家的器件逻辑上是兼容的，但是，编程电压和编程方式不同，有的厂家编程电压是25V,有的是12V。 同一厂家如果型号不同，编程要求也不同，同一厂家的GAL16V8A与GAL16V8B编程条件就不一样 2）编程时器件的位置必须摆放正确 注意缺口方向 注意器件与编程器插座的连接要求 EDA室 卢庆莉 编写

  40. 通用阵列逻辑 GAL 一、GAL16V8总体结构 20个引脚的器件； 8个专用输入端； 8个I/O端； 1个时钟输入端CLK； 1个使能OE。 EDA室 卢庆莉 编写

  41. EDA室 卢庆莉 编写

  42. 输出逻辑宏单元（OLMC） EDA室 卢庆莉 编写

  43. CLK NC OE NC 至另一个邻级 1 EN 1 NC NC 来自邻级输出(m) CLK OE GAL具有五种工作模式： (a)专用输入模式 EDA室 卢庆莉 编写

  44. OE NC CLK NC Vcc 1 1 =1 EN XOR(n) 1 NC NC NC CLK OE (b)专用组合输出模式 EDA室 卢庆莉 编写

  45. OE NC CLK NC OLMC(n) 1 来自与阵列 1 =1 EN I/O(n) NC XOR(n) 反馈 1 NC OE NC CLK 来自邻级 输出（m） （c）反馈组合输出模式 EDA室 卢庆莉 编写

  46. OE CLK 来自与阵列 1 =1 1 EN I/O(n) XOR（n） 反馈 NC 1 来自邻级 输出(m) CLK OE （d）时序电路中的组合输出模式 EDA室 卢庆莉 编写

  47. CLK OE OLMC(n) 来自与阵列 1 =1 1 Q D > EN Q I/O(n) XOR(n) 反馈 1 NC 来自邻级 输出（m） CLK OE (e)寄存器输出模式 EDA室 卢庆莉 编写

  48. 举例：设计一个3BIT延时电路 1、建立电路模型 采用移位寄存器 + 数据选择器； EDA室 卢庆莉 编写

  49. 2、管脚定义 EDA室 卢庆莉 编写

  50. 3、编写程序 NAME M01 ；（文件名） PARTNO ；（部件编号） REV V1.0 ；（用户设计文件的版本号） DATE 01/03/04 ；（设计日期） DESIGNER LUQINGLI ；（设计者姓名） COMPANY ； （设计者所在公司名称） ASSEMBLY ； （装配标记） LOCATION ； （器件位置编号） /* input pin */PIN [1 , 2 , 3 , 4 ] = [CLK , DX , K1 , K2 ] ;PIN [9 , 11 ] = [CLR , OE ] /* output pin */PIN [19 , 18 , 17 , 16 ] = [ Q1 , Q2 , Q3 , DY ] ; EDA室 卢庆莉 编写

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