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    單片機CPLD/FPGA開發綜合實驗裝置

    更新時間:2023-09-07

    簡要描述:

    單片機CPLD/FPGA開發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。

      免費咨詢:021-56311657

      發郵件給我們:shanghaimaoyu@126.com

    一、概述

    單片機CPLD/FPGA開發綜合實驗裝置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MCS-51單片機、CPLD/FPGA綜合等技術于一體。提供了優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的理想設備。
    二、單片機CPLD/FPGA開發綜合實驗裝置特點:
    1、MCS-51單片機系統豐富的接口電路,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。配有專業的MY-3000型高性能MCS-51硬件仿真器,64K數據空間、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操作系統平臺。
    2、CPLD/FPGA系統,包含數字和模擬EDA系統數字EDA系統配有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數控式創新實驗平臺,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個創新實驗。
    三、技術性能:
    1、輸入電源:單相三線220V±10%  50HZ
    2、工作環境: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,以產品實物為準
    四、系統配置:
    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  
    (2) 8255接口模塊  
    (3) 8279鍵盤顯示接口模塊
    (4) 8253可編程定時器模塊
    (5) MAX813硬件看門狗模塊
    (6) I2C EEROM模塊
    (7) 8250模塊
    (8) 8251模塊

    (9) AT24C02存儲器模塊
    (10)PCF8563日歷時鐘模塊
    (11)單次脈沖模塊
    (12)93C46串行EEPROM模塊
    (13)紅外線收發模塊
    (14)DS18B20數字溫度傳感器模塊
    (15)開關量輸入模塊
    (16)關量輸出模塊

    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組成數據總線、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,組成數據總線、地址總線和控制總線    

    譯碼模塊  

    采用LATTICE公司的ispLSI1016E完成整個系統的譯碼工作

    3.信號轉換單元掛箱: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

    AD0809模數轉換電路組成8路8位AD。

    8位并行DA模塊

    由兩只DA0832數模轉換電路組成2路8位DA。

    12位并行AD模塊

    AD574模數轉換電路組成12位AD。

    12位并行DA模塊

    TLV5613數模轉換電路組成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。
    由兩塊74LS273芯片擴展成16路并行輸出電路。
    74LS164芯片組成串轉并輸出電路。
    74LS165芯片組成并轉串輸入電路。

    轉換模塊

    LM311實現V/F電路和F/V電路
    TLC549芯片組成串行AD轉換電路。
    TLC5615芯片組成串行DA轉換電路。

    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

    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

    1581芯片組成USB2.0通信模塊

    網絡控制器模塊

    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

    靜態顯示模塊

    74LS164芯片驅動

    動態顯示模塊

    采用8位8段LED數碼管。

    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

    3個TLP521-4芯片組成12入12出。

    LED顯示模塊

    16個LED燈組成邏輯電平測試電路

    開關量模塊

    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IC卡的讀寫及識別

    直流電機

    帶驅動小直流電機,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,帶驅動電路

    交通燈模塊

    采用16個LED燈和四位數碼管組成。

    語音處理模塊

    采用1730專用語音芯片組成

    PWM調制模塊

    324運放芯片組成,用于小直流電機調速

    8、 EDA 掛箱(一)(數字EDA系統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)
    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
    3.拼字程序
    5.數據排序實驗  
    7.無符號雙字節快速乘法子程序
    9.多分支程序

    2.拆字程序
    4.數據區傳送子程序
    6.查找相同數據個數
    8.多分支程序
    10.電腦時鐘實驗

    硬件部分實驗:

    1.P1口亮燈實
    3.P3.3口輸入,P1口輸出實驗
    5.8255 A、B、C口輸出方波實驗
    7.8255控制交通燈
    9.并行ADC 0809轉換實驗
    11.8279鍵盤顯示實驗
    13.微型打印機實驗
    15.語音芯片ISD173控制實驗(錄音)
    17.繼電器控制實驗
    19.8253方波實驗
    21.16*16 LED點陣顯示實驗
    23.8250可編程異步通訊接口實驗
    25.單片機RS232/485串行發送實驗
    27.DS18B20單總線溫度測量實驗
    29.串行A/D TLC549轉換實驗
    31.PCF8563  I2C日歷時鐘實驗
    33.PWM脈寬調制實驗
    35.74LS165并串轉換
    37.AT24C02  I2C總線存儲器讀寫實驗
    39.電子音樂演奏實驗
    41.以太網TCP/IP協議接口實驗
    43.LM331 F/V轉換實驗
    45.AD574 12位并行模數轉換實驗
    47.4*4行列式鍵盤實驗
    49.8位動態顯示器實驗
    51.模擬十字路口交通燈實驗

    2.P1口轉彎燈實驗
    4.工業順序控制實驗
    6.8255 PA口控制PB口
    8.簡單I/O擴展實驗
    10.并行DAC 0832轉換實驗
    *12.通用打印機實驗
    14.I2C儲存卡讀寫實驗
    16.語音芯片ISD1730控制實驗(放音)
    18.步進電機控制
    20.小直流電機調速實驗
    22.128*64 LCD液晶顯示實驗
    24.8251可編程通訊接口實驗
    26.單片機RS232/485串行接收實驗
    28.紅外線遙控收發實驗
    30.串行10位D/A TLC5615轉換實驗
    32.MAX813看門狗實驗
    34.74LS164串并轉換
    36.LM331 V/F轉換實驗
    38.串行存儲芯片93C46讀寫實驗
    40.CAN總線通訊接口實驗
    42.USB2.0通訊接口實驗
    44.LM331 V/F轉換實驗
    46.TLV5613 12位并行數模轉換實驗
    48.8位靜態顯示器實驗
    50.光耦隔離模塊實驗

    2.CPLD/FPGA模塊實驗基本實驗:

    1、七人表決器
    3、BCD碼加法器
    5、格雷碼變換器
    7、設計74LS160功能模塊計數器
    9、可控脈沖發生器
    11、語字母顯示實驗
    13、序列檢測器
    15、正負脈沖數控調制發生器

    2、四位加法器
    4、格雷碼變換器
    6、觸發器(D,JK)
    8、多模加減計數器
    10、簡易數碼鎖
    12、八位乘法器
    14、可變模16位加法計數器
    16、秒表設計實驗

    模塊實驗:

    17、A/D 0809模數轉換器實驗
    19、(19)步進電機控制實驗
    21、16*16 LED點陣顯示實驗
    23、4*4鍵盤擴展實驗
    25、電子音樂演奏實驗
    27、RS232串口接收實驗(RECEIVE)
    29、異步串口通訊(UART)
    31、波形發生器實驗

    18、D/A 0832數模轉換器實驗
    20、小直流電機轉速控制
    22、VGA接口彩條信號實驗
    24、128*64 LCD液晶顯示實驗
    26、RS232串口發送實驗(SEND)
    28、PS/2鍵盤接口邏輯設計
    30、串行A/D轉換實驗TLC549
    32、存儲器讀寫實驗

    模擬EDA實驗:

    33、IspPAC10增益的設定與調整
    35、IspPAC10二階濾波器的實現
    37、IspPAC10在Single-Ended中的應用

    34、IspPAC10增益的放大與衰減
    36、IspPAC10電橋測量實驗
    38、IspPAC10實現溫度監測

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