值表对设计好的芯片模拟器进行逻辑测试，测试通过后按照分离元件方式进行实验，否则重新进行EDA逻辑设计。
[0024]本发明在使用时，可以在课堂上让学生利用EDA技术设计74系列芯片，并且进行仿真，下载，同时还可以满足学生课外进行实验设计下载；在分离元件实验箱，学生利用自己设计的芯片，进行更高层次的功能设计。
[0025]【附图说明】:
附图1为本发明的结构示意图。
[0026]附图2为时钟电路的结构示意图。
[0027]附图3为下载调试电路的结构示意图。
[0028]附图4为稳压电路的结构示意图。
[0029]附图5为LED及微动拨码电路的结构示意图。
[0030]附图6为引脚选通接地结构示意图。
[0031]附图7为程序流程示意图。
[0032]附图标记:EPM3032 1、LED显示电路2、时钟电路3、下载调试电路4、微动拨码电路5、引脚选通接地电路6、程序流程图7。
[0033]【具体实施方式】:
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0034]如附图1所示，本发明提出了一种数字电路多功能芯片模拟器，其特征在于设有EPM3032 ULED显示电路2、时钟电路3、下载调试电路4、微动拨码电路5、引脚选通接地电路6，程序流程7。其中EPM3032 I分别与LED显示电路2、时钟电路3、下载调试电路4、微动拨码电路5、引脚选通接地电路6相连接，微动拨码电路5与引脚选通接地电路6相连接，程序流程7在EPM3032 I中写入，作用于其他各个模块。
[0035]本发明还设有稳压电路，稳压电路与EPM3032相连接，用于产生芯片所需的稳定工作电压，采用基于AMS1117 3.3v稳压芯片，为CPLD提供稳定的工作电压。
[0036]本发明所述时钟电路用于做时钟信号源及方便时序逻辑电路的设计，具体用于CPLD做时序逻辑时的时钟源，时钟电路包括晶振、电容C2、电阻R5，采用IMHz的有源晶振。
[0037]本发明所述的下载调试电路用于下载代码及调试，采用标准的JTAG接口，用于下载代码至CPLD中，从而进行代码的调试。
[0038]本发明所述LED电路用于指示芯片和晶振工作是否正常、能够指示模拟器当前逻辑功能。
[0039]本发明所述微动拨码电路用于切换芯片功能(要在断电时切换)，是整个系统的核心，通过软硬件的结合实现芯片功能的一键转换。通过手动调节拨码开关的通断，进而影响CPLD引脚的高低电平；CPLD检测到电平的变化，调整内部各芯片的工作状态，同时使用三态门达到引脚的输入输出状态的软件切换。微动拨码电路与引脚选通接地电路的配合能够真正达到万能芯片模拟的效果。同时本电路配有一个LED，该LED用于测试芯片和时钟源是否工作正常，用于快速查错。
[0040]本发明所述引脚选通接地电路用于改变芯片的接地引脚，保证在不同封装的芯片时，在上电时芯片均能正确接地。
[0041]本发明具有多功能性和灵活性:能够对74系列的所有芯片逻辑功能进行模拟；能够从DIP12、DIP14、DIP16、DIP18、DIP20封装尺寸的模拟，配有一键转换芯片功能按键，通过调节开关的通断，使芯片模拟器转换成不同的芯片功能；能够做为数字信号源使用；能够对数字电子技术实验箱功能进行辅助测试；在使用时，首先让学生根据芯片模拟器参考原理图自己绘制PCB，然后可以提供现成的PCB让学生进行焊接和调试，在课堂上让学生利用EDA技术设计74系列芯片，并且进行仿真，下载，同时还可以满足学生课外进行实验设计下载；在分离元件实验箱，学生利用自己设计的芯片，进行更高层次的功能设计。
[0042]本发明相对于现有技术，利用小型的CPLD器件EPM3032为核心，通过下载电路、电源接口、DIP管座、微动开关等实现了芯片模拟器；价格便宜，就需10元左右即可制作出一个能模拟多款芯片的设备，将教学设计、教学装置、实训设备多方面的功能合为一体，不仅节约成本节约空间，设备操作性强；而且方便携带，学生只需一台电脑即可课后自主做实验，具有直观性强、经济性好、体积小等显著的优点。
【主权项】
1.一种数字电路多功能芯片模拟器，其特征在于设有EPM3032、LED显示电路、时钟电路、下载调试电路、微动拨码电路、引脚选通接地电路，其中EPM3032分别与LED显示电路、时钟电路、下载调试电路、微动拨码电路、引脚选通接地电路相连接，微动拨码电路与引脚选通接地电路相连接。2.根据权利要求1所述的一种数字电路多功能芯片模拟器，其特征在于还设有稳压电路，稳压电路与EPM3032相连接，用于产生芯片所需的稳定工作电压。3.根据权利要求1所述的一种数字电路多功能芯片模拟器，其特征在于所述时钟电路用于做时钟信号源及方便时序逻辑电路的设计。4.根据权利要求1所述的一种数字电路多功能芯片模拟器，其特征在于所述的下载调试电路用于下载代码及调试。5.根据权利要求1所述的一种数字电路多功能芯片模拟器，其特征在于所述LED电路用于指示芯片和晶振工作是否正常。6.根据权利要求1所述的一种数字电路多功能芯片模拟器，其特征在于所述微动拨码电路用于改变芯片的接地引脚，保证在不同封装的芯片是，在上电时芯片均能正确接地。7.一种数字电路多功能芯片模拟器的使用方法，其特征在于包括以下步骤: 步骤1:让学生根据芯片模拟器参考原理图自己绘制PCB，然后制作PCB、焊接，或者提供现成的PCB让学生进行焊接和调试； 步骤2:调试完成后，将FPGA仿真器与芯片模拟模拟器进行连接； 步骤3:利用计算机USB 口或者外部电源对芯片模拟器供电； 步骤4:参考实验案例程序模板，利用74系列真值表设计分离元件，具体型号有74138、74161、74112、74374等器件，按照芯片的管脚定义对模拟器进行管脚分配；其中学生可以设计多种不同74系列芯片，然后通过电阻短接构建对应的DIP封装，同时可以通过拨码开关选择对应的逻辑功能； 步骤5:根据芯片模拟器管脚对设计的逻辑进行仿真、编译、下载等教学，烧写入芯片模拟器中。8.根据权利要求7所述的一种数字电路多功能芯片模拟器的使用方法，其特征在于还包括分离元件实验环节，首先根据74系列芯片真值表对设计好的芯片模拟器进行逻辑测试，测试通过后按照分离元件方式进行实验，否则重新进行EDA逻辑设计。
【专利摘要】本发明涉及数字电路实验装置和实验方法，具体地说是一种结构合理、使用方便，特别适用于教学科研的数字电路多功能芯片模拟器及其使用方法，其特征在于设有EPM3032、LED显示电路、时钟电路、下载调试电路、微动拨码电路、引脚选通接地电路，其中EPM3032分别与LED显示电路、时钟电路、下载调试电路、微动拨码电路、引脚选通接地电路相连接，微动拨码电路与引脚选通接地电路相连接，本发明相对于现有技术，不仅节约成本节约空间，设备操作性强；而且方便携带，学生只需一台电脑即可课后自主做实验，具有直观性强、经济性好、体积小等显著的优点。
【IPC分类】G09B23/18
【公开号】CN105225586
【申请号】CN201510746192
【发明人】张敏, 彭志远, 王嘉伟, 陈泽南, 徐慧, 宋立众
【申请人】哈尔滨工业大学（威海）
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年11月5日