《数字电子技术》课程是电子信息工程、电子科学与技术等专业的基础课程，《数字电子技术实验》（即《电子实验》的数字电路部分）是与《数字电子技术》课程相配套的实践教学,也是巩固学生数字电路理论知识所必需的一种教学途径, 它对于促进学生加深理论知识的理解，掌握数字电路实验技术，培训数字电路的创新能力，具有必不可少的作用。

　　而数字电子技术实验课程的现有实验箱已历经10年教学使用，已经严重老化。该实验箱结构以IC插座、插槽为主，可供选的模拟器件器件很少，这就极大限制了实验教学项目的设计，而IC插座也极易导致损坏数字芯片；经常需要在实验课之前进行维护，但实验课上课时仍有可能出现故障频发现象发生。随着数字电子技术实验课程卓越计划的逐步深化，实践教学环节越来越得到重视，现有数字实验箱越难满足数字电路实验教学的要求。

　　本发明为解决现有数字电子技术实验课程所使用的现有实验箱存在着老化严重，且以IC插座、插槽为主，易损坏数字芯片，需要经常维护，隐患故障现象多，且可供选的模拟器件器件很少，难以更好满足数字电路实验教学的要求等现状而提供的一种结构紧凑、使用直观、易于维护、使用寿命长，使用更稳定可靠、可更高满足现代数字电路实验教学要求的数字电路实验箱及使用实验方法。

　　本发明为解决上述技术问题所采用的具体技术方案为：一种数字电路实验箱，包括实验箱体，其特征在于：实验箱体配置实验箱面板、内置供电电源、多种信号源和多个实验数字显示表，实验箱体内设置多种信号源、逻辑指示电路板和数码显示电路板，实验箱面板上配置逻辑电平指示区、数码显示区、时钟信号指示区、触发信号插接区、数字电路芯片焊接连接区、多个模拟器件和用于扩展的元件插柱，多个模拟器件包括多个焊接设在实验箱面板上的LED指示灯、蜂鸣器、继电器、电阻和电容；逻辑电平指示区与辑指示电路板配合指示连接，数码显示区和数码显示电路板配合显示连接，逻辑电平指示区和数码显示区显示指示数字电路实验状态；实验箱面板所采用的电路板正面至少设有正面布线层、正面丝印层和多个整齐排列分布的电阻和电容器件，实验箱面板反面至少设反面布线层及布线焊接层，实验箱面板正面上安装焊接有用于提高学生实验教学认知判断识别能力的数字电路芯片、用IC插槽板、多个模拟器件和用于扩展或检测的元件插柱，正面丝印层设有用于数字电路实验芯片连接图的电路原理连线丝印层和用于教学识别实验箱面板所用每个元器件信息的文字符号丝印层，电路原理连线丝印层用于教学实验展示构成实验箱面板上数字电路实验芯片的各元器件之间电气连接原理，正面布线层用于教学实验展示模拟的实验箱面板电气布线连接结构及布线设计特性结构。结构紧凑、使用直观、易于维护、使用寿命长，使用更稳定可靠、可更高满足现代数字电路实验教学要求。还可更好培养提高学生对数字电路设计动手能力、元器件识别能力以及元器件在电路布图中的设计应用等技能，提高实验教学效果。

　　作为优选，所述的元器件信息包括为学生提供电路原理教学实验认知判断识别每个不同元器件的元器件名称、元器件符号、元器件参数和元器件管脚符号信息。提高学生教学对数字电路元器件的判断识别认知效率与深刻有效稳固性。

　　作为优选，所述的电路原理连线丝印层和文字符号丝印层采用不同丝印颜色结构，文字符号丝印层的文字符号位置就近对应于每个元器件所在位置。提高电路原理连线丝印层与文字符号丝印层的识别效率，同张PCB板上本身涉及到的电路原理连线与文字符号内容信息量均很大，采用不同丝印颜色结构，更快捷有效的提高学生教学实验识别判断效率与准确性。

　　作为优选，所述的用于扩展或检测的元件插柱包括元件插柱区、第二元件插柱区、第三元件插柱区和第四元件插柱区，元件插柱区包括分别排列分别设于数字电路芯片和/或用IC插槽板的芯片引脚两侧外侧位置处的多个元件插柱，第二元件插柱区包括采用方形阵列排布的多个元件插柱，第三元件插柱区包括排列分布在多个电阻和电容两端的多个元件插柱，第四元件插柱区包括分别焊接设置在LED指示灯、蜂鸣器和继电器外侧的多个元件插柱。提高满足适应数字电路实验教学中不同功能区的扩展或检测功能需求。

　　作为优选，所述的实验箱体整体长宽高尺寸为56±1CM*42±1CM*18±1CM。实验箱整体结构体积小占用空间小，结构紧凑，避免占用较多教学实验室场地空间。

　　作为优选，所述的多种信号源包括一组提供正、负输出单次脉冲信号源，一组提供频率分别为1Hz、1KHz、20KHz的脉冲方波信号源。提高数字电路教学实验的信号源供给需求使用灵活性与便捷性。

　　作为优选，所述的数字电路芯片焊接连接区包括用于数字电路实验中的晶体管开关特性、TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试、CMOS集成逻辑门的逻辑功能与参数测试、集成逻辑电路的连接和驱动、组合逻辑电路的设计与测试、译码器及其应用、数据选择器及其应用、触发器及其应用、 计数器及其应用、移位寄存器及其应用、脉冲分配器及其应用、自激多谐振荡器、脉冲延时与波形整形电路、555时基电路及其应用、D/A转换器、A/D转换器、智力竞赛抢答装置、数字计时秒表和/或汽车尾灯电路所用的数字电路芯片。提高不同数字电路教学实验效果，使学生获得更丰富的数字电路教学实验效果。

　　作为优选，所述的数字电路芯片焊接连接区配置焊接连接有独立电源元件插柱及其各自对应的电源指示灯。提高各数字电路芯片的电源供给独立性，降低数字教学实验中的电源干扰影响，减少数字芯片损坏现象发生，提高教学实验稳定有效性效果。

　　作为优选，所述的实验箱面板正面上设提供数字电路实验教学所需的检测连接件，检测连接件采用元件插柱、引接连接孔位和/或检测孔位结构，元件插柱、引接连接孔位和/或检测孔位与实验箱面板电连接。提高教学实验检测验证与数据获取有效性，提高数字电路教学效率。

　　本发明的另一个发明目的在于提供一种数字电路实验箱使用实验方法，其特征在于：包括如下实验步骤

　　a 熟悉上述技术方案之一所述的数字电路实验箱所配置的多种信号源、多个实验数字显示表及实验箱面板的布局与实验使用方法的熟悉步骤；

　　b 根据电路原理实验教学课程目的需求选择实际所需进行的晶体管开关特性、TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试、CMOS集成逻辑门的逻辑功能与参数测试、集成逻辑电路的连接和驱动、组合逻辑电路的设计与测试、译码器及其应用、数据选择器及其应用、触发器及其应用、 计数器及其应用、移位寄存器及其应用、脉冲分配器及其应用、自激多谐振荡器、脉冲延时与波形整形电路、555时基电路及其应用、D/A转换器、A/D转换器、智力竞赛抢答装置、数字计时秒表和/或汽车尾灯电路进行数字电路实验的实验教学步骤；

　　c根据实际教学实验课程调试需求，将实验箱面板上配置的多个模拟器件，进行单独接入或替换接入至上述b步骤中多个教学实验，使学生获得对不同数字电路的调试教学实验认知掌握；

　　d 使用实验箱面板上的检测连接件对所需进行对数字电路的检测教学实验，获得对各数字电路的数字电路实验教学认知掌握；

　　e将实验箱面板上配置的多个模拟器件进行单独实物教学识别、单独接入或替换接入至多个数字电路教学实验用，使学生获得不同独立元器件的实物及其引脚识别判断，以及在数字电路中的电路应用有着清楚明确深刻的教学实验认知掌握；

　　在上述b步骤中，包括供电电源、信号源和数字显示表与数字电路的电连接操作步骤；在实际教学使用中，可根据实际教学需求，灵活选择确定使用依上述顺序步骤或改变使用上述顺序步骤的教学使用方法，不完全受上述编号步骤顺序限制；必要时，应对实验结果进行误差分析，以及对实验中遇到的问题进行分析，总结实验收获和体会。提高数字电路教学实验有效性，降低数字电路教学设投入成本，使用操作更为直观、易于维护。

　　本发明的有益效果是：结构紧凑、使用直观、易于维护、使用寿命长，使用更稳定可靠、可更高满足现代数字电路实验教学要求。还可更好培养提高学生对数字电路设计动手能力、元器件识别能力以及元器件在电路布图中的设计应用等技能，提高实验教学效果。本发明申请自制的数字电路实验箱具有以下特点：更好对接数字电子技术课程的知识体系，符合数字电子技术、电子实验（数字电路部分）课程教学大纲及培养目标；实验箱表面以IC插槽为主；为了解决实验时可能存在的插槽不够用的情况，可插接用IC插槽板；实验箱提供LED、蜂鸣器、555等元器件，电容电阻等模拟器件；实验箱提供可供扩展的元件插柱；实验箱提供多种信号源；实验箱提供多种数字显示方式。解决了原数字电路实验平台元器件老化、故障频发等现象，同时也解决克服了原数字电路实验箱以IC插座、插槽为主，IC插座极易损坏数字芯片，可供选的模拟元器件较少，设计性实验项目难以开展等缺陷。本发明申请数字电子技术实验箱的研制思路是：符合《数字电子技术实验》课程的培养目标，通过数字电路实验课程, 加深对数字电子技术理论和基本分析方法的理解, 进一步掌握数字电路设计方法、测量技术，数字电路实验内容包括验证型实验、设计性实验、综合性实验与创新型实验。

　　图1、图2、图3、图4、图5所示的实施例1中，一种数字电路实验箱，包括实验箱体，实验箱体配置实验箱面板10、内置供电电源、多种信号源和多个实验数字显示表，实验箱体内设置多种信号源、逻辑指示电路板30和数码显示电路板20，逻辑指示电路板30和逻辑指示比较器电路40电连接，实验箱面板上配置逻辑电平指示区、数码显示区12、时钟信号指示区、触发信号插接区、数字电路芯片焊接连接区15、多个模拟器件和用于扩展的元件插柱，多个模拟器件包括多个焊接设在实验箱面板上的LED指示灯、蜂鸣器、继电器、电阻11和电容；逻辑电平指示区与辑指示电路板配合指示连接，数码显示区和数码显示电路板配合显示连接，逻辑电平指示区和数码显示区显示指示数字电路实验状态；实验箱面板所采用的电路板正面至少设有正面布线层、正面丝印层和多个整齐排列分布的电阻和电容器件，实验箱面板反面至少设反面布线层及布线焊接层，实验箱面板正面上安装焊接有用于提高学生实验教学认知判断识别能力的数字电路芯片、用IC插槽板50、多个模拟器件和用于扩展或检测的元件插柱，正面丝印层设有用于数字电路实验芯片连接图的电路原理连线丝印层和用于教学识别实验箱面板所用每个元器件信息的文字符号丝印层，电路原理连线丝印层用于教学实验展示构成实验箱面板上数字电路实验芯片的各元器件之间电气连接原理，正面布线层用于教学实验展示模拟的实验箱面板电气布线连接结构及布线设计特性结构。用IC插槽板50上可以根据实际需求情况安装设置一个或二个数字电路芯片焊接连接区15，更为灵活方便；元器件信息包括为学生提供电路原理教学实验认知判断识别每个不同元器件的元器件名称、元器件符号、元器件参数和元器件管脚符号信息。电路原理连线丝印层和文字符号丝印层采用不同丝印颜色结构，文字符号丝印层的文字符号位置就近对应于每个元器件所在位置。用于扩展或检测的元件插柱包括元件插柱区、第二元件插柱区、第三元件插柱区和第四元件插柱区，元件插柱区16包括分别排列分别设于数字电路芯片和/或用IC插槽板的芯片引脚两侧外侧位置处的多个元件插柱，第二元件插柱区13包括采用方形阵列排布的多个元件插柱，第三元件插柱区14包括排列分布在多个电阻和电容两端的多个元件插柱，第四元件插柱区17包括分别焊接设置在LED指示灯、蜂鸣器和继电器外侧的多个元件插柱。实验箱体整体长宽高尺寸为56±1CM*42±1CM*18±1CM。多种信号源包括一组提供正、负输出单次脉冲信号源，一组提供频率分别为1Hz、1KHz、20KHz的脉冲方波信号源。数字电路芯片焊接连接区包括用于数字电路实验中的晶体管开关特性、TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试、CMOS集成逻辑门的逻辑功能与参数测试、集成逻辑电路的连接和驱动、组合逻辑电路的设计与测试、译码器及其应用、数据选择器及其应用、触发器及其应用、 计数器及其应用、移位寄存器及其应用、脉冲分配器及其应用、自激多谐振荡器、脉冲延时与波形整形电路、555时基电路及其应用、D/A转换器、A/D转换器、智力竞赛抢答装置、数字计时秒表和/或汽车尾灯电路所用的数字电路芯片。数字电路芯片焊接连接区配置焊接连接有独立电源元件插柱及其各自对应的电源指示灯。实验箱面板正面上设提供数字电路实验教学所需的检测连接件，检测连接件采用元件插柱、引接连接孔位和/或检测孔位结构，元件插柱、引接连接孔位和/或检测孔位与实验箱面板电连接。

　　a 熟悉权实施例1所述的数字电路实验箱所配置的多种信号源、多个实验数字显示表及实验箱面板的布局与实验使用方法的熟悉步骤；

　　b 根据电路原理实验教学课程目的需求选择实际所需进行的晶体管开关特性、TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试、CMOS集成逻辑门的逻辑功能与参数测试、集成逻辑电路的连接和驱动、组合逻辑电路的设计与测试、译码器及其应用、数据选择器及其应用、触发器及其应用、 计数器及其应用、移位寄存器及其应用、脉冲分配器及其应用、自激多谐振荡器、脉冲延时与波形整形电路、555时基电路及其应用、D/A转换器、A/D转换器、智力竞赛抢答装置、数字计时秒表和/或汽车尾灯电路进行数字电路实验的实验教学步骤；

　　c根据实际教学实验课程调试需求，将实验箱面板上配置的多个模拟器件，进行单独接入或替换接入至上述b步骤中多个教学实验，使学生获得对不同数字电路的调试教学实验认知掌握；

　　d 使用实验箱面板上的检测连接件对所需进行对数字电路的检测教学实验，获得对各数字电路的数字电路实验教学认知掌握；

　　e将实验箱面板上配置的多个模拟器件进行单独实物教学识别、单独接入或替换接入至多个数字电路教学实验用，使学生获得不同独立元器件的实物及其引脚识别判断，以及在数字电路中的电路应用有着清楚明确深刻的教学实验认知掌握；

　　在上述b步骤中，包括供电电源、信号源和数字显示表与数字电路的电连接操作步骤，电连接可使用现有技术的数字电路实验电连接方法，在此不再详细描述；在实际教学使用中，可根据实际教学需求，灵活选择确定使用依上述顺序步骤或改变使用上述顺序步骤的教学使用方法，不完全受上述编号步骤顺序限制；必要时，应对实验结果进行误差分析，以及对实验中遇到的问题进行分析，总结实验收获和体会。

　　另外，考虑到PCB板布图涉及到有不同的层数，包括文字符号丝印层、电路原理连线丝印层、单层或多层布线层，以及不同的线宽不同的焊盘形状尺寸等综合因素，且又考虑专利说明书附图提交的要求是必须统一为黑白图，因而本发明申请在提交说明书附图及摘要附图时，为考虑上述因素，也许可能在提交的图纸上进行采取以删除部分布线或电路原理连线丝印等方式，以此来获得更为清晰可见的说明书附图显示效果；因为如果采取保留所有原图纸的布线及丝印效果基础上再转换成黑白图纸，那么所本发明申请所提供的各PCB板结构示意图图纸必将基本为大幅面的黑色块，因而本发明申请提交PCB板图纸即便存在有提交的图纸上进行采取以删除部分布线或电路原理连线丝印等方式，以此来获得更为清晰可见的说明书附图显示效果时，也因此不能以此作为对本发明模拟电路模块方案不完整的限制因素；同时本发明申请的说明书附图仅提供了部分电路模块以作方案参照展示，其他电路模块可参照本发明申请技术方案思路，制作形成所需的教学数字电路模块PCB板，各数字电路上插装焊接的电路元器件均可使用现有技术中具上述各功能的电路原理制作而成，因而本发明申请技术方案也不在此提供电路原理图，也不能以此作为对本发明数字电路方案不完整的限制因素。

　　以上内容和结构描述了本发明产品的基本原理、主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解。上述实例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都属于要求保护的本发明范围之内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
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