更新時間：2024-06-22
單片機CPLD/FPGA開發(fā)綜合實驗裝置是針對各高等院校須同時開設“單片機"和“CPLD/FPGA"教學的需求，實驗設備集MCS-51單片機、CPLD/FPGA綜合等技術于一體。
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一、概述
單片機CPLD/FPGA開發(fā)綜合實驗裝置是針對各高等院校須同時開設“單片機"和“CPLD/FPGA"教學的需求，實驗設備集MCS-51單片機、CPLD/FPGA綜合等技術于一體。提供了優(yōu)化的軟件和硬件集成資源，適合“單片機原理及接口技術"、“CPLD/FPGA原理及其應用技術"教學大綱的要求，實驗系統(tǒng)提供了豐富的硬件接口電路和功能模塊，并提供各種接口電路的應用范例和測試程序以及詳細的應用說明，幫助用戶快速地掌握這些接口的應用方法，是各高等院校開展單片機、CPLD/FPGA教學、課程設計、電子設計競賽及科研開發(fā)的理想設備。
二、單片機CPLD/FPGA開發(fā)綜合實驗裝置特點:
1、MCS-51單片機系統(tǒng)：豐富的接口電路，這些單片機接口電路涵蓋了MCU的各個應用領域，并能夠提供用戶應用和設計的方法。CPU芯片引腳引出，可以任意的連接自己的實際應用系統(tǒng)。配有專業(yè)的MY-3000型高性能MCS-51硬件仿真器，64K數(shù)據(jù)空間、64K程序空間全部開放，不占用CPU資源，采用雙CPU模式，仿真CPU和用戶CPU獨立運行，具有編輯、編譯、下載、單步、跟蹤、斷點、運行等多種功能。上位仿真軟件支持匯編、C語言?？蛇\行于WIN98/2000/NT/XP操作系統(tǒng)平臺。
2、CPLD/FPGA系統(tǒng)，包含數(shù)字和模擬EDA系統(tǒng)：數(shù)字EDA系統(tǒng)配有Altera公司的EP1K30器件，具有30000門的FPGA芯片，可兼容多種電壓內(nèi)核芯片。也可配置Lattice公司的ISPLSI1032E器件，具有6000門的CPLD芯片。模擬EDA系統(tǒng)配有Lattice公司的ispPAC系列器件，配套專用編程下載線和下載軟件。
3、可選配C8051F020單片機模塊，配備EC5仿真器。
4、可選配我公司DAQ數(shù)控式創(chuàng)新實驗平臺,可完成如四層電梯、交通燈控制、水塔水位自動控制等多達15個創(chuàng)新實驗。
三、技術性能：
1、輸入電源：單相三線220V±10% 50HZ
2、工作環(huán)境：溫度-10℃~+50℃ 相對濕度<85%（25℃）
3、絕緣電阻：大于3MΩ
4、裝機容量：小于0.5Kva
5、外形尺寸：135cm×60clm×140cm，以產(chǎn)品實物為準
四、系統(tǒng)配置：
1．控制器單元掛箱：掛箱主要用于插接不同的CPU模塊。掛箱上包含了CPU模塊的接口插座和基本實驗電路及系統(tǒng)擴展電路，可單獨完成大部分的基本實驗，掛箱上有三個(40P、40P、20P)扁平電纜接口槽用于和其他掛箱連接。掛箱上的資源如下：
(1)8155接口模塊 | (9) AT24C02存儲器模塊 |
2.控制器單元掛箱支持CPU模塊和譯碼模塊：
模塊名稱 | 功能指標 |
51系列CPU模塊 | 支持80C31、80C51，含32K SRAM、64K ROM組成數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線 |
Cygnal51CPU模塊(選配) | 采用美國Cygnal公司的嵌入式單片機C8051F020芯片，含32K SRAM，組成數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線 |
譯碼模塊 | 采用LATTICE公司的ispLSI1016E完成整個系統(tǒng)的譯碼工作 |
3.信號轉(zhuǎn)換單元掛箱：掛箱上有三個（40P、40P、20P）扁平電纜接口槽用于和控制器單元掛箱信號連接。掛箱支持的模塊：
模塊名稱 | 功能指標 |
8位并行AD模塊 | 由AD0809模數(shù)轉(zhuǎn)換電路組成8路8位AD。 |
8位并行DA模塊 | 由兩只DA0832數(shù)模轉(zhuǎn)換電路組成2路8位DA。 |
12位并行AD模塊 | 由AD574模數(shù)轉(zhuǎn)換電路組成12位AD。 |
12位并行DA模塊 | 由TLV5613數(shù)模轉(zhuǎn)換電路組成12位DA。 |
I/O 擴展模塊 | 由兩塊74LS244芯片擴展成16路并行輸入電路。 |
轉(zhuǎn)換模塊 | 用LM311實現(xiàn)V/F電路和F/V電路 |
4．通信與打印機單元掛箱：掛箱上有三個（40P、40P、20P）扁平電纜接口槽用于和其他掛箱信號連接，打印機裝在掛箱的底板上。
掛箱支持的模塊：
模塊名稱 | 功能指標 |
RS232/RS485/CAN總線通信模塊 | 由MAX232芯片組成RS232通信電路，MAX485芯片組成RS485通信電路。由SJA1000芯片和TJA1050芯片組成CAN總線電路。 |
USB通信模塊 | 由1581芯片組成USB2.0通信模塊 |
網(wǎng)絡控制器模塊 | 采用RTL8019AS芯片 |
微型打印機（選配件） | 微型打印機 |
5．顯示與鍵盤單元掛箱：掛箱上有三個（40P、40P、20P）扁平電纜接口槽用于和其他掛箱信號連接。掛箱支持的模塊：
模塊名稱 | 功能指標 |
靜態(tài)顯示模塊 | 由74LS164芯片驅(qū)動 |
動態(tài)顯示模塊 | 采用8位8段LED數(shù)碼管。 |
液晶顯示模塊 | 提供128*64點陣的液晶顯示屏 |
CPLD模塊 | 采用LATTICE公司1032芯片 |
4*4行列式鍵盤 | 公共鍵盤 |
6、對象掛箱(一)：掛箱上有三個（40P、40P、20P）扁平電纜接口槽用于和其他掛箱信號連接。
掛箱支持的模塊：
模塊名稱 | 功能指標 |
繼電器模塊 | 由兩個5V繼電器、2個12V繼電器和2個24V繼電器組成。 |
光耦隔離模塊 | 由3個TLP521-4芯片組成12入12出。 |
LED顯示模塊 | 用16個LED燈組成邏輯電平測試電路 |
開關量模塊 | 用16個按鍵組成高低電平輸出電路 |
7、對象掛箱(二) ：掛箱上有三個（40P、40P、20P）扁平電纜接口槽用于和其他掛箱信號連接。
掛箱支持的模塊：
模塊名稱 | 功能指標 |
IC卡讀寫模塊 | I2C總線實現(xiàn)IC卡的讀寫及識別 |
直流電機 | 帶驅(qū)動小直流電機，測速部分由1個霍爾傳感器組成 |
步進電機 | 采用四相步進電機，帶驅(qū)動電路 |
交通燈模塊 | 采用16個LED燈和四位數(shù)碼管組成。 |
語音處理模塊 | 采用1730專用語音芯片組成 |
PWM調(diào)制模塊 | 由324運放芯片組成,用于小直流電機調(diào)速 |
8、 EDA 掛箱（一）（數(shù)字EDA系統(tǒng)CPLD/FPGA）
模塊名稱 | 功能指標 |
CPLD器件：Lattice1032E(默認) | Lattice公司6000門CPLD |
FPGA器件：EP1K30（選配件） | Altera公司30000門FPGA |
VGA接口 | VGA接口，接顯示器做彩條信號實驗 |
PS/2鍵盤接口 | PS/2鍵盤接口邏輯設計 |
9、 EDA 掛箱（二）（模擬EDA系統(tǒng)）
LATTICE ispPAC系列器件IspPAC10及相關外圍、下載電路。
五、實驗項目：
1、MCS-51單片機實驗項目：軟件部分實驗：
1．清零程序田 | 2．拆字程序 |
硬件部分實驗：
1．P1口亮燈實 | 2．P1口轉(zhuǎn)彎燈實驗 |
2．CPLD/FPGA模塊實驗：基本實驗：
1、七人表決器 | 2、四位加法器 |
模塊實驗：
17、A/D 0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器實驗 | 18、D/A 0832數(shù)模轉(zhuǎn)換器實驗 |
模擬EDA實驗：
33、IspPAC10增益的設定與調(diào)整 | 34、IspPAC10增益的放大與衰減 |
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