更新時(shí)間：2024-06-22
單片機(jī)CPLD/FPGA開發(fā)綜合實(shí)驗(yàn)裝置是針對各高等院校須同時(shí)開設(shè)“單片機(jī)"和“CPLD/FPGA"教學(xué)的需求，實(shí)驗(yàn)設(shè)備集MCS-51單片機(jī)、CPLD/FPGA綜合等技術(shù)于一體。
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一、概述
單片機(jī)CPLD/FPGA開發(fā)綜合實(shí)驗(yàn)裝置是針對各高等院校須同時(shí)開設(shè)“單片機(jī)"和“CPLD/FPGA"教學(xué)的需求，實(shí)驗(yàn)設(shè)備集MCS-51單片機(jī)、CPLD/FPGA綜合等技術(shù)于一體。提供了優(yōu)化的軟件和硬件集成資源，適合“單片機(jī)原理及接口技術(shù)"、“CPLD/FPGA原理及其應(yīng)用技術(shù)"教學(xué)大綱的要求，實(shí)驗(yàn)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(yīng)用范例和測試程序以及詳細(xì)的應(yīng)用說明，幫助用戶快速地掌握這些接口的應(yīng)用方法，是各高等院校開展單片機(jī)、CPLD/FPGA教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、電子設(shè)計(jì)競賽及科研開發(fā)的理想設(shè)備。
二、單片機(jī)CPLD/FPGA開發(fā)綜合實(shí)驗(yàn)裝置特點(diǎn):
1、MCS-51單片機(jī)系統(tǒng)：豐富的接口電路，這些單片機(jī)接口電路涵蓋了MCU的各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，并能夠提供用戶應(yīng)用和設(shè)計(jì)的方法。CPU芯片引腳引出，可以任意的連接自己的實(shí)際應(yīng)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(dú)立運(yùn)行，具有編輯、編譯、下載、單步、跟蹤、斷點(diǎn)、運(yùn)行等多種功能。上位仿真軟件支持匯編、C語言?？蛇\(yùn)行于WIN98/2000/NT/XP操作系統(tǒng)平臺(tái)。
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(jī)模塊，配備EC5仿真器。
4、可選配我公司DAQ數(shù)控式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái),可完成如四層電梯、交通燈控制、水塔水位自動(dòng)控制等多達(dá)15個(gè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。
三、技術(shù)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(jī)容量：小于0.5Kva
5、外形尺寸：135cm×60clm×140cm，以產(chǎn)品實(shí)物為準(zhǔn)
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(shí)驗(yàn)電路及系統(tǒng)擴(kuò)展電路，可單獨(dú)完成大部分的基本實(shí)驗(yàn)，掛箱上有三個(gè)(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(chǔ)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(biāo) |
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(jī)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(gè)系統(tǒng)的譯碼工作 |
3.信號(hào)轉(zhuǎn)換單元掛箱：掛箱上有三個(gè)（40P、40P、20P）扁平電纜接口槽用于和控制器單元掛箱信號(hào)連接。掛箱支持的模塊：
模塊名稱 | 功能指標(biāo) |
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(kuò)展模塊 | 由兩塊74LS244芯片擴(kuò)展成16路并行輸入電路。 |
轉(zhuǎn)換模塊 | 用LM311實(shí)現(xiàn)V/F電路和F/V電路 |
4．通信與打印機(jī)單元掛箱：掛箱上有三個(gè)（40P、40P、20P）扁平電纜接口槽用于和其他掛箱信號(hào)連接，打印機(jī)裝在掛箱的底板上。
掛箱支持的模塊：
模塊名稱 | 功能指標(biāo) |
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(luò)控制器模塊 | 采用RTL8019AS芯片 |
微型打印機(jī)（選配件） | 微型打印機(jī) |
5．顯示與鍵盤單元掛箱：掛箱上有三個(gè)（40P、40P、20P）扁平電纜接口槽用于和其他掛箱信號(hào)連接。掛箱支持的模塊：
模塊名稱 | 功能指標(biāo) |
靜態(tài)顯示模塊 | 由74LS164芯片驅(qū)動(dòng) |
動(dòng)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(diǎn)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(gè)（40P、40P、20P）扁平電纜接口槽用于和其他掛箱信號(hào)連接。
掛箱支持的模塊：
模塊名稱 | 功能指標(biāo) |
繼電器模塊 | 由兩個(gè)5V繼電器、2個(gè)12V繼電器和2個(gè)24V繼電器組成。 |
光耦隔離模塊 | 由3個(gè)TLP521-4芯片組成12入12出。 |
LED顯示模塊 | 用16個(gè)LED燈組成邏輯電平測試電路 |
開關(guān)量模塊 | 用16個(gè)按鍵組成高低電平輸出電路 |
7、對象掛箱(二) ：掛箱上有三個(gè)（40P、40P、20P）扁平電纜接口槽用于和其他掛箱信號(hào)連接。
掛箱支持的模塊：
模塊名稱 | 功能指標(biāo) |
IC卡讀寫模塊 | I2C總線實(shí)現(xiàn)IC卡的讀寫及識(shí)別 |
直流電機(jī) | 帶驅(qū)動(dòng)小直流電機(jī)，測速部分由1個(gè)霍爾傳感器組成 |
步進(jìn)電機(jī) | 采用四相步進(jìn)電機(jī)，帶驅(qū)動(dòng)電路 |
交通燈模塊 | 采用16個(gè)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(yùn)放芯片組成,用于小直流電機(jī)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(biāo) |
CPLD器件：Lattice1032E(默認(rèn)) | 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(hào)實(shí)驗(yàn) |
PS/2鍵盤接口 | PS/2鍵盤接口邏輯設(shè)計(jì) |
9、 EDA 掛箱（二）（模擬EDA系統(tǒng)）
LATTICE ispPAC系列器件IspPAC10及相關(guān)外圍、下載電路。
五、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
1、MCS-51單片機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：軟件部分實(shí)驗(yàn)：
1．清零程序田 | 2．拆字程序 |
硬件部分實(shí)驗(yàn)：
1．P1口亮燈實(shí) | 2．P1口轉(zhuǎn)彎燈實(shí)驗(yàn) |
2．CPLD/FPGA模塊實(shí)驗(yàn)：基本實(shí)驗(yàn)：
1、七人表決器 | 2、四位加法器 |
模塊實(shí)驗(yàn)：
17、A/D 0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器實(shí)驗(yàn) | 18、D/A 0832數(shù)模轉(zhuǎn)換器實(shí)驗(yàn) |
模擬EDA實(shí)驗(yàn)：
33、IspPAC10增益的設(shè)定與調(diào)整 | 34、IspPAC10增益的放大與衰減 |
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