数字集成电路参数测试仪报告(精)
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一、实验目的1. 掌握使用万用表、示波器等常用仪器测量电路参数的方法。
2. 理解电路参数(如电阻、电容、电感、电压、电流等)在电路中的作用。
3. 培养实验操作能力和数据分析能力。
二、实验原理本实验主要测量电路中的电阻、电容、电感等参数。
以下为各参数的测量原理:1. 电阻测量:利用万用表测量电路中某段导线的电阻值。
根据欧姆定律,电阻值等于电压与电流的比值。
2. 电容测量:利用交流信号源和示波器测量电路中电容的充放电过程,根据电容的充放电公式计算电容值。
3. 电感测量:利用交流信号源和示波器测量电路中电感的自感电压,根据自感电压与电流的关系计算电感值。
4. 电压测量:利用万用表测量电路中某点的电压值。
5. 电流测量:利用万用表测量电路中某段导线的电流值。
三、实验仪器与器材1. 万用表2. 示波器3. 交流信号源4. 电阻、电容、电感等电子元件5. 电路连接线6. 电路实验板四、实验步骤1. 搭建电路:根据实验要求,将电阻、电容、电感等元件按照电路图连接在电路实验板上。
2. 电阻测量:使用万用表测量电路中某段导线的电阻值。
3. 电容测量:a. 将电容与电阻串联,接入交流信号源。
b. 用示波器观察电容的充放电波形。
c. 根据电容的充放电公式计算电容值。
4. 电感测量:a. 将电感与电阻串联,接入交流信号源。
b. 用示波器观察电感的自感电压波形。
c. 根据自感电压与电流的关系计算电感值。
5. 电压测量:使用万用表测量电路中某点的电压值。
6. 电流测量:使用万用表测量电路中某段导线的电流值。
五、实验数据记录与分析1. 电阻测量:记录万用表读数,计算电阻值。
2. 电容测量:记录示波器显示的电容充放电波形,计算电容值。
3. 电感测量:记录示波器显示的电感自感电压波形,计算电感值。
4. 电压测量:记录万用表读数,计算电压值。
5. 电流测量:记录万用表读数,计算电流值。
六、实验结果与讨论1. 通过实验,我们成功测量了电路中的电阻、电容、电感等参数。
电子科技大学微电子与固体电子学院标准实验报告(实验)课程名称数字集成电路原理学号:24姓名:李天生指导老师:张驰2013年7月8日电子科技大学教务处制表电子科技大学实验报告学生姓名:学号:指导教师:实验地点:实验时间:一、实验室名称:二、实验项目名称:数字集成电路最优延迟设计与分析三、实验学时:3四、实验原理1、Hspice的具体功能电路级和行为级仿真直流特性分析、灵敏度分析交流特性分析瞬态分析电路优化(优化元件参数)温度特性分析噪声分析傅立叶分析Monte Carlo, 最坏情况,参数扫描,数据表扫描功耗、各种电路参数(如H参数、T参数、s参数)等可扩展的性能分析2、Hspice界面Hspice是一个在cmd shell窗口中运行的程序,无图形化界面;Hspice的输入网单文件是一个有特定格式的纯文本文件——可在任意的文本编辑工具中编辑;Hspice的输出也是一系列纯文本文件,根据不同分析要求,输出不同扩展名的文件。
如:.lis .mt0 .dat .smt等。
HSPICE 的运行:在运行HSPICE之前,应该首先登录到SUN工作站上,并确保你的使用HSPICE的权限和环境变量已设好。
打开一个“终端”窗口,然后进入到你的工作目录下。
输入行命令运行。
hspice有两种工作模式:提示行模式和非提示行模式3、Hspice两种工作模式a)、提示行模式键入hspice, 然后回车;系统会提示你输入一些参数,比如Enter input file name:此时输入你的HSPICE网表文件,缺省的扩展名为.spEnter output file name or directory: [<filename.lis>]缺省值为输入HSPICE网表文件名加上.lis扩展名。
但.sp 和.lis 并不是必须。
除此之外,还有一些参数(这些参数的隐含值一般不需要更改),直接回车即可。
等你按照系统的提示确定所有的参数后,HSPICE就开始运行。
数字式电参数测试仪设计报告摘要:根据设计任务与要求,该设计的控制部分以89C51单片机为核心,配以12bit模/数转换器MAX187,电参数信号经A/D转换后输入到单片机,从而实现了单片机对电参数测量值的控制,它具有高精度的特点。
分频部分采用4069芯片,产生稳定、抖动幅度较小的方波。
与用3片4017芯片构成的3级分频电路连接于一起,并采用测周期法测量频率,在整体上提高了电路输出频率的精确度。
采用两片74LS164芯片串入并出动态扫描显示,通过检测基本实现了发挥部分的设计要求,在频率测量过程时,50Hz以下的低频没有达到发挥部分的要求。
关键词:单片机AT89C51 MAX187 数字式电参数1. 方案比较在本设计中采用模块化设计思想,对整个电路以模块为单位,进行分析.比较和论证。
1.1数字电参数测量电路方案比较方案一:MAX187是美国MAXIM 公司生产的一种串行A/D 转换器,具有低功耗、高精度、高速度、体积小、接口简单等特点。
数字电参数测试仪框图如图1所示。
其主要以89C51单片机为核心,配以12bit模/数转换器MAX187,实现了单片机对整个电路的控制;再配以40系列芯片,实现了直流电压、直流电流、电阻、频率的测量。
使用74LS164减少单片机I/O口的使用图1 187与单片机组成的控制电路框图MAX187 引脚:VDD :电源端接+ 5V ;AIN :采样模拟信号输入端,0 - VREF ;SHDN :三电平关闭输入端;REF :用于模拟转换的基准电压端,使用外部基准电源时用作输入;GND :模拟地和数字地;CS:片选信号输入端;SCLK:串行时钟输入端;DOUT:串行数据输入端,数据在SCLK下降沿输出。
输入信号经放大、滤波,通过8 选1 模拟开关输给A/ D 转换器MAX187,转换后的数字信号通过DOUT 端输入给单片机。
这里我们采用软件合成的方式模拟SPI 接口将单片机与MAX187 连接,从而完成串行数据的A/ D 转换。
数字集成电路设计课程实验报告姓名:班级:学号:指导老师:实验时间:实验地点:实验一:设计一个反相器一、实验目的1、学习及掌握cadence 图形输入及仿真方法;2、掌握基本反相器的原理与设计方法;3、掌握反相器电压传输特性曲线VTC 的测试方法;4、分析电压传输特性曲线,确定五个关键电压OH V 、OL V 、IH V 、IL V 、TH V 。
二、实验内容本次实验主要是利用cadence 软件来设计一基本反相器(inverter),并利用仿真工具Analog Artist(Spectre)来测试反相器的电压传输特性曲线(VTC, Voltage transfer characteristic curves),并分析其五个关键电压:输出高电平OHV 、输出低电平OLV 、输入高电平IHV 、输入低电平ILV 、阈值电压THV 。
1、在cadence 环境中绘制的反相器原理图如图一所示。
值得注意的是应将NMOS 的衬底接地(GND ),而相应的应将PMOS 的衬底接电源(VDD ),这样不仅能消除体效应,而且还能够减弱闩锁效应(在NMOS 实现中并不存在)。
2、在Analog Environment 中,对反相器进行瞬态分析(tran),仿真时间设置为4ns 。
其输入输出波形如图二所示。
三、实验环境 软件:Cadence硬件:计算机四、实验结果由图可以看出:输出高电平5OH V V =、输出低电平0OL V V =、输入高电平 3.15IH V V =、输入低电平 2.24IL V V =、阈值电压 2.66TH V V =。
所以,噪声容限为:2.240 2.24L IL OL NM V V V =-=-= 53.15 1.85H OH IH NM V V V =-=-=实验二:设计一个水位控制器一、设计要求1、给出满足题目要求的电路图;2、根据设计目标,计算各MOS 管的尺寸;3、对电路进行仿真,仿真内容包括:直流输入范围、直流输出范围;4、对结果进行分析。
数字式电参数测试仪一、绪论本文介绍了一种基于高精度恒流源采样技术的新型数字式电参数测试仪,利用微处理器实现对电阻、直流电压、直流电流、频率等电参数的测量,该系统使用单片机AT89C51为核心芯片,通过ADS1100来进行A/D转化,通过LM334来采集恒流源,通过LCD1602来显示测量数据。
并给出了整个系统的总体设计方案,制作了样机,实际测试表明该:数字式电参数测试仪完全满足题目规定的基本要求和发挥部分的要求。
二、系统方案本设计是一种基于高精度恒流源采样技术的新型数字式电参数测试仪,利用微处理器实现对直流电压、直流电流、电阻、频率等电参数的测量,该系统主要通过ADS1110来进行A/D转化,通过LM334来采集恒流源,通过LCD来显示测量数据。
并给出了整个系统的总体设计方案,制作了样机,实际测试表明该:数字式电参数测试仪完全满足题目规定的基本要求和发挥部分的要求。
该系统要求用单5V直流电源供电,能测量电阻、直流电压、直流电流、频率等电参数。
该系统控制系统采用STC89C52单片机,A/D转换采用ADS1100,显示部分采用LCD显示,恒流源采用LM334产生。
该系统设计方案框图如图所示:系统功能框图:主要芯片:OP07C,LM324,ADS1110,MAX232,LM334,LM319,LCD1602,L7805,STC89C52 设计要求电阻测量范围(10Ω~1MΩ)相对误差<0.3%电流测量范围(100μA~10mA)相对误差<0.2%电压测量范围(100mV~10V)相对误差<0.1%频率测量范围(10Hz~100kHz)相对误差<0.01%输入正弦信号为50 mV的正弦交流信号2.1系统控制部分本设计采用STC89C52八位单片机实现。
单片机软件编程的自由度大,可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制。
而且体积小,硬件实现简单,安装方便。
2.2 A/D转换部分由于该系统的测量精度要达到0.3%,普通的8位AD转换芯片无法达到这一要求,而ADS1110是16位A/D转换,线性误差仅为0.0015%,内置自校准电路,串行输出接口,可方便地与单片机配接。
电路参数测量实验报告1. 掌握电路参数测量的基本方法和技巧;2. 熟悉电路参数的计算公式和相关理论知识;3. 分析电路参数测量结果,理解其对电路性能的影响。
实验仪器和材料:1. 数字万用表;2. 直流电源;3. 电阻器、电容器、电感器等被测元件;4. 连接线、电源线等其他实验器材。
实验步骤:1. 准备实验仪器和材料;2. 搭建测量电路,根据被测元件的特性进行合理的连接;3. 对待测的电阻、电容、电感进行测量,记录相应的测量值;4. 根据测量结果计算电路参数,比如电阻的阻值、电容的电容值、电感的感值等;5. 分析测量结果,对比理论值,讨论实验误差产生的原因;6. 根据测量结果和分析进行总结,撰写实验报告。
实验结果:1. 测量电阻时,根据欧姆定律和电压分压原理,通过测量电压和电流,可以计算出电阻的阻值;2. 测量电容时,可以通过RC电路的充放电过程,根据电流的变化率和电压的变化率,计算出电容的电容值;3. 测量电感时,可以通过LC电路的振荡频率,根据频率和电容的值,计算出电感的感值。
实验分析和讨论:1. 实验中可能存在的误差包括仪器的测量误差、电源的稳定性误差、实验操作不准确等;2. 对于电阻、电容、电感等被测元件,其本身的质量、精度也会影响测量结果;3. 实验中要多次测量并取平均值,以增加测量结果的准确性;4. 对于测量结果与理论值的偏差,可以进行误差分析,找出产生误差的原因,并提出改进的方法。
实验总结:通过本次实验,我掌握了电路参数测量的基本方法和技巧,熟悉了电路参数的计算公式和相关理论知识。
实验过程中,我遇到了一些困难和问题,但通过认真的操作和分析,最终完成了实验任务。
在实验中,我深刻认识到仪器的重要性,并意识到实验误差对测量结果的影响。
通过实验结果的分析和讨论,我进一步理解了电路参数对电路性能的影响。
通过这次实验,我不仅提高了实验操作和数据处理的能力,更深入了解了电路参数测量的原理和方法,为以后的学习和研究奠定了基础。
数字式电参数测试仪的设计报告数字式电参数测试仪的设计报告摘要根据设计任务与要求,该设计的控制部分以STM32f103RBT6单片机为主控芯片,利用其单片机内部自带的12AD模/数转化器读取外部输入的电压值,经最小二乘法处理后,能够使所测的电压值满足设计的要求。
因为经处理后能够得到比较精确的电压值,因此能够将电阻的测量以及电流的测量转换为对电压的测量,然后经过数学公式求出电阻值和电压值。
对于电阻的转换,能够采用串联分压的原理进行转换,同时为了精确度,能够根据所测电阻范围的变化用继电器选择不同的分压阻值,从而提高精确度。
对于电流的测量,能够经过测精度已知电阻两端的电压值的方法,根据欧姆定律求得电流值。
对于频率的测量,由于题目所给的方波的峰值为1V,因此需要经过一个比较器358放大输入方波的峰值,便于单片机的检测,由于单片机内部时钟能够倍频到72MHz,因此经过比较器后的输入信号能够被单片机所采集并测出频率。
对于功率的测量,由于已经测出电阻两端的电压值,因此根据功率计算公式P=U*U/R得到功率值。
关键词:STM32f103RBT6,12位AD转换器,模拟开关,目录一.系统方案1.1控制芯片的选择与比较方案一:STM32单片机STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核。
STM32f103RBT6有DMA,2个12为ADC(16通道),4个16位定时器,51个可用IO口。
STM32芯片用3.3V供电。
STM32f103RBT6的这些配置安全能够满足该系统的需求。
这些配置无论到哪里都是很不错的,更重要的是其价格较低,为18元左右的零售价。
也是市场上32位单片机的主流。
方案二:STC12C5A60S2单片机STC单片机是51单片机的一种,内部自带8通道的10位ADC,3个16位定时器/计数器,32个可用IO口。
以5V电压供电。
拥有灵巧的8位CPU,而且价格低廉。
1.1表决电路:设有三人对一事进行表决,多数(二人以上)赞成即通过;否则不通过。
1.2若三人中的A有否决权,即A不赞成,就不能通过,又应如何实现呢?
2、交通信号灯监测电路:设一组信号灯由红(R)、黄(A)、绿(G)三盏灯组成。
正常情况下,点亮的状态只能是红、绿或黄加绿当中的一种。
当出现其它五种状态时,是信号灯发生故障,要求监测电路发出故障报警信号。
3. 故障报警:某实验室有红、黄两个故障指示灯,用来指示三台设备的工作情况。
当只有一台设备有故障时,黄灯亮;有两台设备有故障时,红灯亮;只有当三台设备都发生故障时,才会使红、黄两个故障指示灯同时点亮。
集成运放参数测试仪摘要:本集成运放参数测试仪以MSC-51单片机为核心,由被测电路、信号源、0809A/D转换器、液晶显示器、键盘等组成。
采用DDS芯片AD9835产生40kHz~4MHz扫频信号和5Hz的输入信号,它能对LM358及与之引脚兼容的其他集成运放(例如LM353、LM741)的基本参数VIO 、IIO、AVD、KCMR及BWG进行测试和数字显示。
关键字:集成运放;单片机;DDS一、系统方案设计1.方案论证与选择(1)信号源部分方案一:利用函数发生器,可产生三角波、方波、正弦波。
通过调整外围元件可以改变输出频率、幅度,但采用模拟器件由于元件分散性太大,即使用单片函数发生器,参数也与外部元件有关,外接电阻电容对参数影响很大,因而产生的频率稳定度较差、精度低、抗干扰能力差。
方案二:采用锁相式频率合成方案。
锁相式频率合成是将一个高稳定度和高精度的标准频率经过运算,产生同样稳定度和精确度的大量离散频率的技术,他在一定程度上满足了既要频率稳定精确,又要在大范围内变化的矛盾。
但其波形幅度稳定度较差,在低频内波形不理想。
方案三:采用直接数字频率合成(DDS)技术。
由于DDS采用全数字方式实现频率合成,直接对参考正弦波时钟进行抽样和数字化,然后通过数字计算技术进行频率合成,因此具有模拟频率合成技术无法比拟的优点。
DDS不仅频率转换速率快、频率分辨率高、相位噪声低、输出相位可连续变化,而且易编程,体积小、功耗低。
DDS直接频率合成器件的诸多优点使其逐渐成为未来信号源发展方向。
方案拟采用DDS专用集成芯片AD9835。
它的串行控制方式,使电路简单、编程方便;内部有一个32位相位累加器,用于存放频率控制字,可实现1Hz的频率调节。
我们需要5Hz的单一稳定频率,要求其频率,幅度稳定。
综合考虑,我们采用方案三,实现了高精度,高稳定度的5Hz测试信号源。
(2)信号采集模块方案一:用AD736 RMS真有效值转换芯片,AD736的响应频率在0~10KHZ,采用该器件只需将被测的信号加到它的输入端上,就可以得到它的有效值,无需软件处理,测试非常的方便。
数字式电参数测试仪一、绪论本文介绍了一种基于高精度恒流源采样技术的新型数字式电参数测试仪,利用微处理器实现对电阻、直流电压、直流电流、频率等电参数的测量,该系统使用单片机AT89C51为核心芯片,通过ADS1100来进行A/D转化,通过LM334来采集恒流源,通过LCD1602来显示测量数据。
并给出了整个系统的总体设计方案,制作了样机,实际测试表明该:数字式电参数测试仪完全满足题目规定的基本要求和发挥部分的要求。
二、系统方案本设计是一种基于高精度恒流源采样技术的新型数字式电参数测试仪,利用微处理器实现对直流电压、直流电流、电阻、频率等电参数的测量,该系统主要通过ADS1110来进行A/D转化,通过LM334来采集恒流源,通过LCD来显示测量数据。
并给出了整个系统的总体设计方案,制作了样机,实际测试表明该:数字式电参数测试仪完全满足题目规定的基本要求和发挥部分的要求。
该系统要求用单5V直流电源供电,能测量电阻、直流电压、直流电流、频率等电参数。
该系统控制系统采用STC89C52单片机,A/D转换采用ADS1100,显示部分采用LCD显示,恒流源采用LM334产生。
该系统设计方案框图如图所示:系统功能框图:主要芯片:OP07C,LM324,ADS1110,MAX232,LM334,LM319,LCD1602,L7805,STC89C52 设计要求电阻测量范围(10Ω~1MΩ)相对误差<0.3%电流测量范围(100μA~10mA)相对误差<0.2%电压测量范围(100mV~10V)相对误差<0.1%频率测量范围(10Hz~100kHz)相对误差<0.01%输入正弦信号为50 mV的正弦交流信号2.1系统控制部分本设计采用STC89C52八位单片机实现。
单片机软件编程的自由度大,可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制。
而且体积小,硬件实现简单,安装方便。
2.2 A/D转换部分由于该系统的测量精度要达到0.3%,普通的8位AD转换芯片无法达到这一要求,而ADS1110是16位A/D转换,线性误差仅为0.0015%,内置自校准电路,串行输出接口,可方便地与单片机配接。
第1篇一、实验目的1. 理解和掌握数字电路的基本原理和组成。
2. 熟悉数字电路实验设备和仪器的基本操作。
3. 培养实际动手能力和解决问题的能力。
4. 提高对数字电路设计和调试的实践能力。
二、实验器材1. 数字电路实验箱一台2. 74LS00若干3. 74LS74若干4. 74LS138若干5. 74LS20若干6. 74LS32若干7. 电阻、电容、二极管等元器件若干8. 万用表、示波器等实验仪器三、实验内容1. 基本门电路实验(1)验证与非门、或非门、异或门等基本逻辑门的功能。
(2)设计简单的组合逻辑电路,如全加器、译码器等。
2. 触发器实验(1)验证D触发器、JK触发器、T触发器等基本触发器的功能。
(2)设计简单的时序逻辑电路,如计数器、分频器等。
3. 组合逻辑电路实验(1)设计一个简单的组合逻辑电路,如4位二进制加法器。
(2)分析电路的输入输出关系,验证电路的正确性。
4. 时序逻辑电路实验(1)设计一个简单的时序逻辑电路,如3位二进制计数器。
(2)分析电路的输入输出关系,验证电路的正确性。
5. 数字电路仿真实验(1)利用Multisim等仿真软件,设计并仿真上述实验电路。
(2)对比实际实验结果和仿真结果,分析误差原因。
四、实验步骤1. 实验前准备(1)熟悉实验内容和要求。
(2)了解实验器材的性能和操作方法。
(3)准备好实验报告所需的表格和图纸。
2. 基本门电路实验(1)搭建与非门、或非门、异或门等基本逻辑电路。
(2)使用万用表测试电路的输入输出关系,验证电路的功能。
(3)记录实验数据,分析实验结果。
3. 触发器实验(1)搭建D触发器、JK触发器、T触发器等基本触发电路。
(2)使用示波器观察触发器的输出波形,验证电路的功能。
(3)记录实验数据,分析实验结果。
4. 组合逻辑电路实验(1)设计4位二进制加法器电路。
(2)搭建电路,使用万用表测试电路的输入输出关系,验证电路的正确性。
(3)记录实验数据,分析实验结果。
集成运放参数测试仪作者:摘要本系统是基于STM32F103Z单片机的运算放大器闭环参数测试系统,该系统采用辅助运放测试方法,可对运放的输入失调电压、输入失调电流、交流差模开环电压增益和交流共模抑制比以及单位增益带宽进行测量。
利用DDS芯片AD9851实现了5HZ信号的输出和40kHz~4MHz扫频输出,并具有自动量程转换、自动测量功能和良好的人机交互性。
AbstractThis system is designed based on STM32F103Z microcontroller to measure the close loop parameters of the amplifier. The system can measure the input offset voltage、the input offset current、the open loop AC differential mode voltage gain、the AC common mode rejection ratio and unit gain bandwidth,using the measure method of assistant amplifier. What is more, data printing is completed in this system. The system can generate sweep signal with frequency5HZ and range from 40 kHz to 4 MHz, using the DDS chip of AD9851. STM32F103Z microcontroller can control relays to complete auto measurement range switching and auto measuring.关键字:STM32F103Z 集成运放测量自动测量一、方案论证与比较1.运放参数测试电路方案一:采用集成运放参数的定义设计测试电路。
集成测试报告范文集成测试是一种十分重要的软件测试方式,是在软件开发过程中的一种重要的步骤,旨在发现软件的缺陷,并将缺陷阶段性的移除出去,保证软件的质量。
没有及时、有效的集成测试,可能会导致软件发布后出现严重的故障,影响软件功能和性能,从而影响用户体验等问题。
集成测试报告是指将测试结果记录下来,以一定的格式展示,以便他人查阅分析等,其中报告内容部分可以包括:测试目标、测试架构、测试环境、测试情况、测试结果以及推荐建议等内容。
以下是基于集成测试报告的范文,仅供参考。
二、集成测试报告测试目标本次集成测试的目的是验证开发完成的系统是否能满足需求,确定其可靠性以及稳定性。
测试架构本次集成测试采用单元测试、功能测试和性能测试三种测试方式进行测试,以确保系统符合预期要求。
测试环境本次集成测试的测试环境使用的是Windows操作系统,同时测试的硬件设备是PC系列电脑。
测试情况本次集成测试重点测试了功能模块的完整性、性能的可控性、UI界面的美观性、数据的准确性等内容。
测试结果本次集成测试的结果如下:(1)功能模块完整,测试项完整覆盖;(2)使用性能测试工具进行性能测试,结果满足要求;(3)UI界面美观,符合设计要求;(4)数据准确,基本符合预期结果;(5)其他测试情况也基本符合要求。
推荐建议(1)建议在集成完成后,重新进行重点功能的功能测试,以确保系统的稳定性;(2)对于用户的需求变更,需要及时和相关人员进行沟通,以确保软件的实际需求;(3)参考报告中的测试结果,编写详细的测试用例,以改进软件的可靠性;(4)针对开发软件的性能,确立合理的性能阈值,以避免出现性能瓶颈。
三、总结通过本报告,可以得知集成测试的重要性,以及完善的集成测试报告可以很好的反映软件实际状况并补充可行的改善建议,从而保证软件的高效运行,提升用户的使用体验。
集成门电路功能测试实验报告一、实验预习1. 逻辑值与电压值的关系。
2. 常用逻辑门电路逻辑功能及其测试方法。
3. 硬件电路基础实验箱的结构、基本功能和使用方法。
二、实验目的测试集成门电路的功能三、实验器件集成电路板、万用表四、实验原理TTL与非门74LS00的逻辑符号及逻辑电路:双列直插式集成与非门电路CT74LS00:数字电路的测试:常对组合数字电路进行静态和动态测试,静态测试是在输入端加固定的电平信号,测试输出壮态,验证输入输出的逻辑关系。
动态测试是在输入端加周期性信号,测试输入输出波形,测量电路的频率响应。
常对时序电路进行单拍和连续工作测试,验证其状态的转换是正确。
本实验验证集成门电路输入输出的逻辑关系,实验在由硬件电路基础实验箱和相关的测试仪器组成的物理平台上进行。
硬件电路基础实验箱广泛地应用于以集成电路为主要器件的数字电路实验中,它的主要组成部分有:(1) 直流电源:提供固定直流电源(+5V,-5V)和可调电源(+3~15V,-3~15V)。
(2) 信号源:单脉冲源(正负两种脉冲);连续脉冲。
(3) 逻辑电平输出电路:通过改变逻辑电平开关状态输出两个电平信号:高电平“1”和低电平“0”。
(4) 逻辑电平显示电路:电平显示电路由发光二极管及其驱动电路组成,用来指示测试点的逻辑电平。
(5) 数码显示电路:动态数码显示电路和静态数码显示电路,静态数码显示电路由七段LED数码管及其译码器组成。
(6) 元件库:元件库装有电位器、电阻、电容、二极管、按键开关等器件。
(7) 插座区与管座区:可插入集成电路,分立元件。
集成门电路功能验证方法:选定器件型号,查阅该器件手册或该器件外部引脚排列图,根据器件的封装,连接好实验电路,以测试74LS00与非门的功能为例:正确连接好器件工作电源:74LS00的1 4脚和7脚分别接到实验平台的5 V直流电源的“+5 V"和“GND”端处,TTL数字集成电路的工作电压为5 V(实验允许±5%的误差)。
数字集成电路测试仪(YBD-868)}YBD868型数字集成电路测试仪是一种性能较高的通用仪器,测试脚数最大为双列直插式40脚,可测范围复盖了大多数的数字集成电路,测试准确可靠,操作简便,基本功能如下:———* 器件好坏测试—————* 器件型号判别———* 器件动态老化————- * 器件代换查询三.技术指标1.操作系统:十六位轻触式立体键盘双音提示系统,被测器件安装采用锁紧插座。
2.显示系统:六位数码管显示器显示被测器件型号或各种功能提示,四只led显示仪器工作状态。
8. 外形尺寸:292*235*75立方厘米9. 整机重量:2.0kg四. 测试范围ybd868型数字集成电路测试仪库存容量两千多片,包含以下各大系列:1. ttl54系列2. ttl55系列3. ttl74系列4. ttl75系列5. cmos14系列6. cmos40系列7. cmos45系列8. 光耦合器系列9. led显示器系列10. 常用ram系列11. 常用单片机系列12. 微机外围电路系列五. 功能综述1. 器件好坏判别: 当未知被测器件的好坏时,只要输入该器件的型号,并将器件放于对应的工作插座上,可判别出该仪器件的好坏。
2. 器件型号判别: 当未知被测器件的型号时,只需输入该器件的引脚数目,并将被测器件放于对应的工作插座上仪器即可立即判别出该器件的型号。
3. 器件代换查询: 输入欲查询的器件型号,按下“代换查询“键就可知道是否有逻辑功能与之完全相同的其它器件。
4. 器件动态老化: 当怀疑被测器件的动态稳定性时,只要输入该器件的型号,并将被测器件放于对应的插座上,按下“动态老化“键,仪器就可对该器件进行动态老化和连续测试。
大连理工大学本科实验报告课程名称:数字集成电路设计学院(系):电子信息与电气工程学部专业:集成电路设计与集成系统班级:学号:学生姓名:2017年05月04日一、实验目的利用Cadence icfb工具对CMOS反相器进行电路设计、仿真。
以及进行数字激励—数模混合仿真。
并对CMOS反相器进行版图设计和版图验证。
二、实验内容1、电路设计、仿真(1)添加单元,完成CMOS反相器电路图的设计。
如下图所示。
图1 CMOS反相器电路图(2)按照步骤Check成功后,生成单元供调用。
生成单元结果如下图所示。
图2 CMOS反相器生成单元图(3)建立测试平台tb—testbench,调入单元,并加入电源、激励,建立仿真环境,开始仿真。
图3 CMOS反相器反正测试电路图图4 CMOS反相器仿真波形图通过仿真波形图可以看到,该电路逻辑符合反相器理论逻辑,电路设计正确。
波形测量,测量延迟时间。
测量结果如下图所示。
图5 波形测量结果图2、版图设计及验证(1)从电路产生版图,利用Cadence icfb工具画出CMOS反相器的版图。
设计版图如下图所示。
图6 CMOS反相器版图(2)版图验证,按照实验步骤进行设置,进行DRC验证,验证结果如下图所示。
通过验证结果可以看到,设计正确。
图7 DRC验证结果(3)Lvs:Layout与schematic的一致性检查,按照实验步骤进行设置,Lvs验证结果如下图所示。
通过验证结果可以看到结果正确。
图8 Lvs验证结果三、实验中遇到的困难以及解决方法在电路设计中,Check后存在错误,经过观察发现,PMOS和NMOS的B极没有正确的接到VDD和GND,通过添加调整后,电路设计正确,通过仿真,测试波形正确。
在版图设计验证时,进行DRC验证,发现存在错误。
错误结果如下图所示。
可以看到错误是contact without metall,通过按照错误提示调整版图,最终版图验证正确。
图9 DRC验证错误结果四、实验体会通过本次实验,学会了利用Cadence icfb工具对CMOS反相器进行电路设计、仿真,并对CMOS反相器进行版图设计和版图验证。
重庆大学本科学生课程设计指导教师评定成绩表说明:1、学院、专业、年级均填全称。
2、本表除评语、成绩和签名外均可采用计算机打印。
重庆大学本科学生课程设计任务书说明:1、学院、专业、年级均填全称。
2、本表除签名外均可采用计算机打印。
本表不够,可另附页,但应在页脚添加页码。
目录一、设计目的 (5)二、设计要求 (5)三、方案设计与论证比较 (5)四、硬件设计 (6)4.1、DA 模块 THS5651工作原理及电路设计4.2、放大模块14.3、ADC0809工作原理及电路设计4.4、Iil 模块4.5、Iol 模块4.6、12864模块五、软件设计.....................................5.1、数值显示模块5.1.1、分频模块5.1.2 十位数据波形发生模块5.1.3 去抖模块5.1.4 文本显示模块5.1.5 按键切换模块5.1.6 ADC0809驱动模块5.2 图形显示模块5.2.1 输入输出电压采样模块5.2.2 输入输出电压数据转换模块5.2.3 显示模块5.2.4 波形显示的整体电路六、系统功能测试及结果..............................6.1测试方法6.1.1 Vol,Voh,Vil,Vih的测试方法6.1.2Vil的测试方法6.1.3Vol的测试方法6.2测试结果6.3测试精度分析七、设计过程总结与体会........................... 参考文献........................................ 附件一系统电路图:附件二元器件清单:附件三一、设计目的在当今社会中,电子技术发展迅速,数字集成电路的应用广泛,而74系列逻辑芯片在数字电路中又有着非常广泛的应用,因而数字电路设计中必须要求所用的数字电路芯片逻辑功能完整,但在数字电路芯片测试中又有很多不便,实际测试较繁琐。
针对上述需要,我们针对常用的74系列逻辑芯片设计了一种数字电路芯片测试仪,用来检测常用74系列芯片的型号和逻辑功能的好坏,从而给数字电路的设计、制作带来方便。
通过本次综合设计,要求同学学会基本的电路搭建和焊接。
能够设计简单的应用系统,并对所建立的系统进行分析。
二、设计要求基本要求:1、能对74系列中小规模数字集成电路的VIH (max )、VIL (min )、VOH 、VOL 、IIL 、IOL 等参数指标进行单项自动测试。
2、能对所参数进行显示,在QC12864B 显示屏进行数字化显示。
3、要求数模转换精度高。
4、版图设计合理、美观,布局合理。
资源节约。
布线要求易读,无太大弯折。
电路板的焊点要求结实,电接触良好、稳定度高。
5、软件设计要求可读性高,可靠性高,逻辑合理。
采样合理,具有代表性。
扩展要求:1、对波形进行采样处理,通过ROM 在12864上显示波形。
2、用鼠标对波形的数值显示进行操作,控制鼠标所对应的曲线位置显示出该点的数值。
三、设计方案论证与比较设计方案本方案通过FPGA 给DA 模块发送数字信号,从而产生连续性较好的模拟信号,然后输7404芯片。
再用AD 模块采集7404输出端的电压,讲采集的数字进行处理运算,从而实现对7404各路反相器的逻辑电路进行VOL 、VIL 、VOH 、VIH 、6IOL 、IOH 等参数的测试。
测试的结果讲显示在12864液晶显示屏上,显示分为数字化显示和传输线显示。
方案论证1、 FPGA采用Cyclon 系列的EP1C6Q240C8,该芯片提供5980个逻辑单元和92106b 的存储容量单元,综合考虑满足设计的基本需求。
2、 DA模块采用10线的THS5651A1,它提供一个全面差分输出电流为20mA 和大于300KW 的输出阻抗,同时支持单端和差分应用。
输出电流可以直接联储向负载没有额外的外部输出缓冲器需要,设计方便。
3、放大级,为了满足DA 模块输出电压有5V 的压降要求,所以需加入一个放大级。
4、AD 模块采用ADC0809CCN ,八位的A/D转换器。
方案比较该设计采用12864作为显示模块,12864相比于1602区别在于有很多优点。
首先12864功能多与1602,12864频幕明显大于1602 ,12864不仅能显示字符,而且还能够显示图像。
明显1602达不到这个功能。
虽然12864优先于1602,但是12864的指令却和1602相似所以选择12864更为明智。
四、硬件设计4.1 DA模块,THS5651工作原理及电路设计THS5651 是一个10 位分辨率的数字模拟转换器(DAC )特别适合用于数字数据传输的有线和无线通信系统。
其输入数字量的最低有效位发生变化时,所对应的输出电流的变化量即为它的精度,它反映了输出模拟量的最小变化值。
10位的THS5651芯片管脚如下:7其参考电压为3.3V ,输出为差分电流信号,准确片上基准和控制放大器允许用户调整这个输出电流20mA 到2mA ,2mA ,无显著退化的表现。
这降低能源消耗,同时可以提供20dB 增益范围控制能力。
另外,一个外部参考电压和控制放大器可用于在应用程序使用的是乘法数模转换器。
输出电压范围为1.25V 。
各引脚作用:AGND 20 模拟电路接地AVDD 24 模拟电源电压(4.5V -5.5V )CLK 28 外部时钟输入,输入数据的上升沿锁存时钟COMP2 23 内部偏置节点,需要0.1 中频解耦电容D[9:0] [1:10] 数据输入端口,D9 是最重要的数据位(最高有效位),D0 是最重要的数据位(LSB )DGND 26 数字电路接地DVDD 27 数字电源电压(3V-5.5VEXTIO 17 作为外部参考输入时,内部参考禁用(即EXTL0=AVDD。
作为内部基准输出时(即EXTL0=AGND),需要0.1 中频解耦电容AGND 时作为参考输出。
EXTLO 16 内部参考地面,连接到AVDD 禁用内部参考源IOUT1 22 数模转换器电流输出。
全面当所有的输入位设置为1.IOUT2 21 补充数模转换器电流输出,全面当所有输入位为0.8MODE 25 模式选择。
内部下拉。
模式0 被选中,如果该信号是左浮动或连接到DGND ,可见时序图NC [11:14] 没有联系SLEEP 15 异步硬件断电投入,主动式高,内部下拉,需要5ms ,关闭需要3ms 。
一般接法如下:本次设计使用的核心板已经集成了THS5651模块,直接使用即可。
4.2 放大模块4.3 ADC0809模块工作原理即电路设计ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS 组件。
ADC0809内部由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。
多路开关可选通8个模拟通道,允许8路模拟量分时输入,共用A/D转换器进行转换。
三态输出锁存器用于锁存A/D转换完的数字量,当OE 端为高电平时,才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。
9其管脚图如下:D7-D0:8位数字量输出引脚。
IN0-IN7:8位模拟量输入引脚。
VCC :+5V工作电压。
GND :地。
REF (+):参考电压正端。
REF (-):参考电压负端。
START :A/D转换启动信号输入端。
ALE :地址锁存允许信号输入端。
(以上两种信号用于启动A/D转换)EOC :转换结束信号输出引脚,开始转换时为低电平,当转换结束时为高电平。
10 OE :输出允许控制端,用以打开三态数据输出锁存器。
CLK :时钟信号输入端(一般为500KHz )。
A 、B 、C :地址输入线。
ADC0809对输入模拟量要求:信号单极性,电压范围是0-5V ,若信号太小,必须进行放大;输入的模拟量在转换过程中应该保持不变,如若模拟量变化太快,则需在输入前增加采样保持电路。
地址输入和控制线:4条ALE为地址锁存允许输入线,高电平有效。
当ALE 线为高电平时,地址锁存与译码器将A ,B ,C 三条地址线的地址信号进行锁存,经译码后被选中的通道的模拟量进入转换器进行转换。
A ,B 和C 为地址输入线,用于选通IN0-IN7上的一路模拟量输入。
通道选择表如下表所示。
C B A 选择的通道0 0 0 IN00 0 1 IN10 1 0 IN20 1 1 IN31 0 0 IN41 0 1 IN51 1 0 IN61 1 1 IN7数字量输出及控制线:11条ST为转换启动信号。
当ST 上跳沿时,所有内部寄存器清零;下跳沿时,开始进行A/D转换;在转换期间,ST 应保持低电平。
EOC 为转换结束信号。
当EOC 为高电平时,表明转换结束;否则,表明正在进行A/D转换。
OE 为输出允许信号,用于控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。
OE =1,输出转换得到的数据;OE =0,输出数据线呈高阻状态。
D7-D0为数字量输出线。
CLK 为时钟输入信号线。
因ADC0809的内部没有时钟电路,所需时钟信号必须由外界提供,通常使用频率为500KHZ 。
VREF (+),VREF (-)为参考电压输入。
本次设计中只需要3路电压输入,即经过反相器的电压输入,和Iil ,IOl 转换过来的电压输入。
为方便电路连接,电路设计时使用的是IN4,IN5,IN6三个输入。
VREF (+)接正5V 电源,VREF (-)接地。
ALE,EOC,OE,ST 等控制管脚和D7—D0都接入FPGA ,由程序控制。
原理图如下:4.4 Iil测试模块反相器输入低电平电流Iil 测试方法是在输出端悬空,输入端串接一个电阻,考虑电阻对输入电压的影响,应当尽量小,故选用10欧姆电阻。
但是由于反相器输入电阻无穷大,小电阻上的压降将非常小,因此采用差分运算电路把电阻上的压降进行放大,在传入AD 模块采集后传给FPGA ,由程序处理得到电阻上的压降再除以电阻得到电流。
为了得到较大的放大倍数,RF 取100K ,R1和R1’用100K 的滑动变阻器,可以获得较大的调整范围。
的计算公式:。
4.5 Iol测试模块反相器输出低电平电流Iol 的测试方法与Iil 的测试类似,都是通过检测出串联电阻的压降用差分运算电路放大后传入AD ,在采集进入FPGA 处理,求得流过电阻的电流。
差分运算电路同样RF 取100K ,R1和R1’用100K 的滑动变阻器,只是,测Iil 时是输出悬空,输入端加上Vil 的电压时流过电阻的电流,而Iol 是输入悬空,从反相器输出端施加Vol 的电压时流过电阻的电流。
电路设计时,以上两个模块在同一片运放芯片TL084上,故在此一起给出原理图:4.6 12864显示模块12864液晶显示模块是128×64点阵的汉字图形型液晶显示模块,可显示汉字及图形,内置8192个中文汉字(16X16点阵)、128个字符(8X16点阵)及64X256点阵显示RAM (GDRAM )。