单片机CPLD、FPGA开发综合实验装置
单片机 .CPLD/FPGA 开发综合实验装置
单片机 CPLD/FPGA 开发综合实验装置 - 适用专业 :
适用于研究生、本科、大专、职业技术学院及其中等专业技术学校的信息通信技术、应用电子技术、机电一体化、微机应用、数控技术、自动化、计算机原理与应用、仪表及控制、汽车工程等电子应用和微机控制的相关专业。
二、系统简述 :
平台主要用于学习 51/52 系列单片机基础应用技术和综合应用技术，包含有单片机原理、各类控制技术、各种数据通信技术、系统设计技术。向用户提供众多外围器件和设备接口，可使用户快速掌握单片机原理及其实用接口技术，充分了解和掌握当今单片机领域流行的各种外设器件应用。同时学习 MCGS 工业组态软件的编程和控制技术（总线控制和位控制），把学生培养成为优秀的应用型人才，以适应不断创新的社会需求。
三、系统硬件组成 :
1 、计算机 ( 自备 )
2 、实验台体材料为下部是铝木结构，留有电脑主机柜，四脚有滑轮，可移动可固定，台体参考尺寸 1600×700×1500 ，以实物为准。
3 、基于 KEIL C51 单片机仿真器， USB/RS232 兼容通信方式。
四、详细技术指标：
（一）、单片机硬件部分
1. 基础接口电路
1 ）多路定时计数器 8253A 。
2 ）可编程并行输入 / 输出接口 8255 。
3 ）可编程键盘显示接口 8279
4 ）可编程串行通信接口 16C550
5 ）单片机系统简单 I/O 口扩展电路 74LS273/74LS244 。
6 ）看门狗电路 MAX813
2. 人机接口电路
1 ） 8 位 LED 发光管输出显示
2 ） 8 位开关量输出模块。
3 ） 8 个独立的 LED 数码管。
4 ） 4×4 矩阵键盘电路。
5 ） 16×16 点阵 LED 模块，由 4 个 8*8 点阵和驱动电路组成。
6 ） 12864 LCD 图形、中文、字符显示模块。
7 ）设计有 3 英寸 TFT 液晶显示器，带触模屏。
8 ）两路带消抖 ± 单脉冲产生电路。
9 ） 1HZ-1MHZ 分 8 路输出固定脉冲发生。
3. 外设执行部件
1 ） 5V 继电器控制、音乐发生器电路。
2 ）步进电机 20BY 及直流电机驱动与控制。
3 ）扬声器驱动电路。
4 ）蜂鸣器驱动电路。
5 ）光电测速模块电路。
4. 通信接口电路
1 ） USB1.1(CH375) 通信模块 , 支持 HOST /SLAVE 模式。
2 ） IRM5000 红外无线通信模块
3 ） CAN-Bus 通信模块，由 SJA1000 和 TJA1050T 专用芯片组成。
4 ） TCP/IP 通信模块，含太网芯片 RT8019 和 32K 静态存储器。
5 ） RS232/RS485 接口应用和电平转换电路。
6 ） I2C 串行实时日历 / 时钟 PCF8563 。
7 ） I2C 串行键盘显示控制器 Zlg7290 。
5. 存储器电路
1 ） 32K 静态 RAM 62256
2 ）串行存储器 93C64 读写电路
3 ） I2C 串行存储器 24C02 应用电路。
4 ） IC 卡读写（ 24C01) 模块电路。
5 ） SST512K FALSH 存储器电路。
6 ） SD 卡读写电路。
6. 数据转换
1 ）单路 8 位数字模拟转换接口 DAC0832 。
2 ） 8 路 8 位模拟 / 数字转换接口 ADC0809 。
3 ）串行 8 位 A/D 转换电路 TLC549 及其相关电路
4 ）串行 10 位 D/A 转换电路 TLC5615 及其相关电路
5 ） ISD1730PY 语音录放模块、纸盆式电动扬声器及驻极体话筒。
6 ）数字温度传感器 DS18B20 ，用于环境温度检测。
* 7. 虚拟示波器
1 ）真正的高速双通道存储虚拟示波器，可切换为单通道提高采样率。
2 ）带有实时 X-Y 示波器：自动同步显示功能。
3 ）存储功能：存储 / 栽入 / 分析历史波型。
4 ）输入模拟电压信号幅值由软件调整，勿需硬件开关切换。
5 ）带有幅频 / 相频特性专用虚拟示波器。可以保存波型文件，图片文件，方便插入在教学课件中。
8. 单片机仿真器
配备 USB 接口的 KEIL C51 单片机仿真器，完全仿真 P0-P3 口，不占有片内任何资源。同时自带在线下载式单片机 STC89C51 ， RS232 或 JTAG 下载接口。
9. 总线扩展接口
主板上留有外部总线扩展接口，可以扩展各种新型接口电路。
10. 工作电源
+5V/2.5A ； +12V/1 A ； -12V/1A ； -5V/1A 。 +5V 主电源带过压、欠压、过流和电路保护
功能并可自动回复。
（二） CPLD/FPGA 开发平台硬件部分
1 、实验系统组成
1 ） 8 位拨动开关输入模块
2 ） 8 位按键开关输入模块
3 ） 4*4 矩阵键盘输入模块
4 ） 8 位 LED 显示模块
5 ） 8*8 点阵显示模块
6 ） 1602 字符液晶显示模块
7 ） 8 通道 8 位并行 AD 转换模块
8 ） 2 路 8 位并行 DA 转换模块
9 ） 0 ～ 5V 模拟量输出
10 ）蜂鸣器、喇叭输入接口模块
11 ） 1 个四向模拟交通灯控制模块
12 ） 1 个四相步进电机控制模块
13 ） 1 个速度可控、可测直流电机模块
14 ） 1 个 VGA 接口
15 ） 2 个 UART 串行通信接口
16 ） S51 单片机最小系统模块
17 ）固定脉冲输出 24MHZ-1HZ
2 、 CPU 核心板详细组成
1 ） FPGA 核心板主芯片采用 ALTERA CycloneIV 系列中的 EP4CE6E22C8N
2 ） FPGA 内门电路高达 12 万门，内部使用 RAM 作电路结构，速度高达几百 MHZ ，且可任意规划更改电路，是一个可随心所欲的设计芯片。
3 ）板载 USB-Blaster 下载调试器，用户只需一根 USB 连接线即可完成程序的加载、固化、调试。
4 ） 8M-Byte SDRAM
5 ） 4M-Bits EPCS4
6 ） 50M 系统时钟
7 ） JTAG 编程调试接口
8 ） 7 个 HR-EXT 标准扩展接口
9 ）四路时钟输入接口
10 ） 1 个复位按键
11 ） 5V/DC 电源输入接口
3 、工作电源
实验系统工作电源 5V/2A ， 12V/0.7A ，带短路保护功能。
五、系统软件
1 、 WINDOWS 下 KEIL C51 软件环境，支持汇编和 C 语言的编程、编译、链接和源程序级调试和在线下载。
2 、在线下载软件： STC_ISP_V479
3 、近 50 个单片机应用设计例程
4 、 MAXPLUSII 10.XX 、 QUARTUS 开发软件，支持多种语言输入，自带 LICENSE 。
六、实验项目（有配套实验指导书）
（一）单片机实验
1 、单片机 I/O 口应用实验 _ P3.3 口输入 P1 口输出
2 、单片机 I/O 口应用实验 _ 工业顺序控制
3 、并行 I/O 接口 8255 应用
4 、简单 I/O 口扩展
5 、 A/D 转换实验
6 、 D/A 转换实验
7 、键盘显示控制器 8279 应用实验
8 、步进电机控制实验
9 、小直流电机调速实验
10 、电子音响实验
11 、继电器控制实验
12 、数据存贮器扩展实验
13 、 8031 单片机串行口应用实验 _ 双机通信
14 、 8031 串行口应用实验 _ 与 PC 机通信
15 、串行接口 16C550 应用实验
16 、串行 A/D 转换器 TLC549 应用
17 、串行 D/A 转换器 TLC5615 应用
18 、单片机双机通信实验 _ 用 RS485 总线
19 、 USB 接口应用实验
20 、 16X16 LED 点阵显示实验
21 、 128 X 64 LCD 液晶显示接口实验
22 、数字温度传感器 18B20 实验
23 、看门狗电路 MAX708
24 、 I2C 总线应用实验
（ 1 ）串行 E2PROM 的读写实验
（ 2 ） I2C 智能卡读写实验
（ 3 ）串行键盘显示接口 ZLG7290 应用实验
（ 4 ） PCF8563 串行实时时钟应用实验
25 、定时计数器 8253A 应用实验
26 、网络接口应用实验
27 、 CAN 总线通信应用实验
28 、 ISD1730 语音录放实验
29 、红外接口通信实验
30 、大容量 NOR Flash 与单片机的接口设计
31 、 TFT 彩色液晶屏及触摸屏的应用
32 、 Small RTOS(51) 1.12.1v 使用
33 、直流电机、步进电机闭环控制实验
34 、液晶显示虚拟示波器实验
（二） CPLD/FPGA 开发实验
1 ）基于 QUARTUSII 图形输入电路的设计
2 ）基于 VHDL 格雷码编码器的设计
3 ）含异步清零和同步使能的加法计数器
4 ）八位七段数码管动态显示电路的设计
5 ）数控分频器的设计
6 ）图形和 VHDL 混合输入的电路设计
7 ）基本触发器的设计
8 ）可控脉冲发生器的设计
9 ）基于 VHDL 的抢答器的设计
10 ）键盘接口电路的设计
11 ） AUDIO 电子音乐实验
12 ）直流电机的测速和速度控制实验
13 ）步进电机驱动控制
14 ）交通灯控制电路实验
15 ） PS2 接口键盘显示实验
16 ） VGA 彩条信号发生器的设计
17 ）数字频率计的设计
18 ）多功能数字钟的设计
19 ）电梯控制的设计
20 ） AD/DA 转换实验
21 ）正负脉宽调制信号发生器设计矩阵
22) 基于 VHDL 的表决器的设计
23)NIOSII IP CORE 设计
最小 NUISII 系统设计
设计一个带 SDRAM 和 FLASH 的 NIOSII 系统
