[發明專利]數字電路實驗箱及使用實驗方法

在審

• 申請號: 201811248013.5
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109192017A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 樓建明
• 申請（專利權）人: 寧波工程學院
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 杭州融方專利代理事務所(普通合伙) 33266
• 代理人: 肖茂才

1.一種數字電路實驗箱，包括實驗箱體，其特征在于：實驗箱體配置實驗箱面板、內置供電電源、多種信號源和多個實驗數字顯示表，實驗箱體內設置多種信號源、邏輯指示電路板和數碼顯示電路板，實驗箱面板上配置邏輯電平指示區、數碼顯示區、時鐘信號指示區、觸發信號插接區、數字電路芯片焊接連接區、多個模擬器件和用于擴展的元件插柱，多個模擬器件包括多個焊接設在實驗箱面板上的LED指示燈、蜂鳴器、繼電器、電阻和電容；邏輯電平指示區與輯指示電路板配合指示連接，數碼顯示區和數碼顯示電路板配合顯示連接，邏輯電平指示區和數碼顯示區顯示指示數字電路實驗狀態；實驗箱面板所采用的電路板正面至少設有正面布線層、正面絲印層和多個整齊排列分布的電阻和電容器件，實驗箱面板反面至少設反面布線層及布線焊接層，實驗箱面板正面上安裝焊接有用于提高學生實驗教學認知判斷識別能力的數字電路芯片、備用IC插槽板、多個模擬器件和用于擴展或檢測的元件插柱，正面絲印層設有用于數字電路實驗芯片連接圖的電路原理連線絲印層和用于教學識別實驗箱面板所用每個元器件信息的文字符號絲印層，電路原理連線絲印層用于教學實驗展示構成實驗箱面板上數字電路實驗芯片的各元器件之間電氣連接原理，正面布線層用于教學實驗展示模擬的實驗箱面板電氣布線連接結構及布線設計特性結構。

2.按照權利要求1所述的數字電路實驗箱，其特征在于：所述的元器件信息包括為學生提供電路原理教學實驗認知判斷識別每個不同元器件的元器件名稱、元器件符號、元器件參數和元器件管腳符號信息。

3.按照權利要求1所述的數字電路實驗箱，其特征在于：所述的電路原理連線絲印層和文字符號絲印層采用不同絲印顏色結構，文字符號絲印層的文字符號位置就近對應于每個元器件所在位置。

4.按照權利要求1所述的數字電路實驗箱，其特征在于：所述的用于擴展或檢測的元件插柱包括第一元件插柱區、第二元件插柱區、第三元件插柱區和第四元件插柱區，第一元件插柱區包括分別排列分別設于數字電路芯片和/或備用IC插槽板的芯片引腳兩側外側位置處的多個元件插柱，第二元件插柱區包括采用方形陣列排布的多個元件插柱，第三元件插柱區包括排列分布在多個電阻和電容兩端的多個元件插柱，第四元件插柱區包括分別焊接設置在LED指示燈、蜂鳴器和繼電器外側的多個元件插柱。

5.按照權利要求1所述的數字電路實驗箱，其特征在于：所述的實驗箱體整體長寬高尺寸為56±1CM*42±1CM*18±1CM。

6.按照權利要求1所述的數字電路實驗箱，其特征在于：所述的多種信號源包括一組提供正、負輸出單次脈沖信號源，一組提供頻率分別為1Hz、1KHz、20KHz的脈沖方波信號源。

7.按照權利要求1所述的數字電路實驗箱，其特征在于：所述的數字電路芯片焊接連接區包括用于數字電路實驗中的晶體管開關特性、TTL集成邏輯門的邏輯功能與參數測試、CMOS集成邏輯門的邏輯功能與參數測試、集成邏輯電路的連接和驅動、組合邏輯電路的設計與測試、譯碼器及其應用、數據選擇器及其應用、觸發器及其應用、 計數器及其應用、移位寄存器及其應用、脈沖分配器及其應用、自激多諧振蕩器、脈沖延時與波形整形電路、555時基電路及其應用、D/A轉換器、A/D轉換器、智力競賽搶答裝置、數字計時秒表和/或汽車尾燈電路所用的數字電路芯片。

8.按照權利要求1或7所述的數字電路實驗箱，其特征在于：所述的數字電路芯片焊接連接區配置焊接連接有獨立電源元件插柱及其各自對應的電源指示燈。

9.按照權利要求1所述的數字電路實驗箱，其特征在于：所述的實驗箱面板正面上設提供數字電路實驗教學所需的檢測連接件，檢測連接件采用元件插柱、引接連接孔位和/或檢測孔位結構，元件插柱、引接連接孔位和/或檢測孔位與實驗箱面板電連接。

10.一種數字電路實驗箱使用實驗方法，其特征在于：包括如下實驗步驟

a 熟悉權利要求1～9之一所述的數字電路實驗箱所配置的多種信號源、多個實驗數字顯示表及實驗箱面板的布局與實驗使用方法的熟悉步驟；

b 根據電路原理實驗教學課程目的需求選擇實際所需進行的晶體管開關特性、TTL集成邏輯門的邏輯功能與參數測試、CMOS集成邏輯門的邏輯功能與參數測試、集成邏輯電路的連接和驅動、組合邏輯電路的設計與測試、譯碼器及其應用、數據選擇器及其應用、觸發器及其應用、 計數器及其應用、移位寄存器及其應用、脈沖分配器及其應用、自激多諧振蕩器、脈沖延時與波形整形電路、555時基電路及其應用、D/A轉換器、A/D轉換器、智力競賽搶答裝置、數字計時秒表和/或汽車尾燈電路進行數字電路實驗的實驗教學步驟；

c根據實際教學實驗課程調試需求，將實驗箱面板上配置的多個模擬器件，進行單獨接入或替換接入至上述b步驟中多個教學實驗，使學生獲得對不同數字電路的調試教學實驗認知掌握；

d 使用實驗箱面板上的檢測連接件對所需進行對數字電路的檢測教學實驗，獲得對各數字電路的數字電路實驗教學認知掌握；

e將實驗箱面板上配置的多個模擬器件進行單獨實物教學識別、單獨接入或替換接入至多個數字電路教學實驗用，使學生獲得不同獨立元器件的實物及其引腳識別判斷，以及在數字電路中的電路應用有著清楚明確深刻的教學實驗認知掌握；

f總結獲得數字電路實驗結論的結論總結步驟；

在上述b步驟中，包括供電電源、信號源和數字顯示表與數字電路的電連接操作步驟；在實際教學使用中，可根據實際教學需求，靈活選擇確定使用依上述順序步驟或改變使用上述順序步驟的教學使用方法，不完全受上述編號步驟順序限制；必要時，應對實驗結果進行誤差分析，以及對實驗中遇到的問題進行分析，總結實驗收獲和體會。