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FPGA开发实验装置的构成

FPGA是Field Programmable Gate Array的简称,中文名称为现场可编程门阵列,是一种可编程器件,是在PAL(可编程逻辑阵列)、GAL(通用阵列逻辑)、CPLD(复杂可编程逻辑器件)等传统逻辑电路和门阵列的基础上发展起来的一种半定制电路,主要应用于ASIC(专用集成电路)领域,既解决了半定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

FPGA包括CLB(可配置逻辑模块)、IOB(输入输出模块)、内部连线三大部分,具有和传统的可编程器件所不同的结构。FPGA通过向内部静态存储单元加载编程数据来实现逻辑功能,存储在存储单元中的值决定逻辑单元的逻辑功能以及各逻辑单元模块之间或模块与I/O间的连接方式,并最终决定了FPGA所实现的功能。

FPGA利用小型查找表来实现组合逻辑,每个查找表连接到一个D触发器的输入端,D触发器用来驱动其他逻辑电路或I/O,由此构成一个既可实现组合逻辑功能又可实现时序逻辑功能的基本逻辑单元模块,这些模块间利用金属连线相互连接或连接到I/O模块。

单片机•CPLD/FPGA开发综合实验装置针对各高等院校须同时开设"单片机"和"CPLD/FPGA"教学的需求,本公司研发了"单片机·CPLD/FPGA开发综合实验装置"。它集MCS-51单片机、CPLD/FPGA及综合等技术于一体,提供了优化的软件和硬件集成资源,适合"单片机原理及接口技术"、"CPLD/FPGA原理及其应用技术"教学大纲的要求,实验系统提供了丰富的硬件接口电路和功能模块,并提供各种接口电路的应用范例和测试程序以及详细的应用说明,帮助用户快速地掌握这些接口的应用方法,是各高等院校开展单片机、CPLD/FPGA教学、课程设计、电子设计竞赛及科研开发的理想设备。

单片机•CPLD/FPGA开发综合实验装置系统特点

1、MCS-51单片机系统

丰富的接口电路,这些单片机接口电路涵盖了MCU的各个应用领域,并能够提供用户

领先的应用和设计的方法。CPU芯片引脚引出,可以任意的连接自己的实际应用系统。配有专业的DICE-3000型高性能MCS-51硬件仿真器,64K数据空间、64K程序空间全部开放,不占用CPU资源,采用双CPU模式,仿真CPU和用户CPU独立运行,具有编辑、编译、下载、单步、跟踪、断点、运行等多种功能。上位仿真软件支持汇编、C语言。可运行于WIN98/2000/NT/XP操作系统平台。

2、CPLD/FPGA系统,包含数字和模拟EDA系统

数字EDA系统配有Altera公司的EP1K30器件,具有30000门的FPGA芯片,可兼容多种电压内核芯片。也可配置Lattice公司的ISPLSI1032E器件,具有6000门的CPLD芯片。

模拟EDA系统配有Lattice公司的ispPAC系列器件,配套专用编程下载线和下载软件。

单片机•CPLD/FPGA开发综合实验装置技术性能

1、输入电源:单相三线220V±10% 50HZ

2、工作环境:温度-10℃~+50℃ 相对湿度<85%(25℃) 海拔<4000m

3、绝缘电阻:大于3MΩ

4、装机容量:小于0.5Kva

5、外形尺寸:1600cm×70clm×140cm,以产品实物为准

单片机•CPLD/FPGA开发综合实验装置系统配置

1.控制器单元挂箱:挂箱主要用于插接不同的CPU模块。挂箱上包含了CPU模块的接口插座和基本实验电路及系统扩展电路,可单独完成大部分的基本实验,挂箱上有三个(40P、40P、20P)扁平电缆接口槽用于和其他挂箱连接。挂箱上的资源如下:

(1)8155接口模块

(2)8255接口模块

(3)8279键盘显示接口模块

(4)8253可编程定时器模块

(5)MAX813硬件看门狗模块

(6)I2C EEROM模块

(7)8250模块

(8)8251模块

(9)AT24C02存储器模块

(10)PCF8563日历时钟模块

(11)单次脉冲模块

(12)93C46串行EEPROM模块

(13)红外线收发模块

(14)DS18B20数字温度传感器模块

(15)开关量输入模块

(16)关量输出模块

单片机•CPLD/FPGA开发综合实验装置实验项目

1、MCS-51单片机实验项目:

软件部分实验:

1.清零程序田

2.拆字程序

3.拼字程序

4.数据区传送子程序

5.数据排序实验

6.查找相同数据个数

7.无符号双字节快速乘法子程序

8.多分支程序

9.多分支程序

10.电脑时钟实验

硬件部分实验:

1.P1口亮灯实

2.P1口转弯灯实验

3.P3.3口输入,P1口输出实验

4.工业顺序控制实验

5.8255 A、B、C口输出方波实验

6.8255 PA口控制PB口

7.8255控制交通灯

8.简单I/O扩展实验

9.并行ADC 0809转换实验

10.并行DAC 0832转换实验

11.8279键盘显示实验

12.通用打印机实验

13.微型打印机实验

14.I2C储存卡读写实验

15.语音芯片ISD173控制实验(录音)

16.语音芯片ISD1730控制实验(放音)

17.继电器控制实验

18.步进电机控制

19.8253方波实验

20.小直流电机调速实验

21.16*16 LED点阵显示实验

22.128*64 LCD液晶显示实验

23.8250可编程异步通讯接口实验

24.8251可编程通讯接口实验

25.单片机RS232/485串行发送实验

26.单片机RS232/485串行接收实验

27.DS18B20单总线温度测量实验

28.红外线遥控收发实验

29.串行A/D TLC549转换实验

30.串行10位D/A TLC5615转换实验

31.PCF8563 I?C日历时钟实验

32.MAX813看门狗实验

33.PWM脉宽调制实验

34.74LS164串并转换

35.74LS165并串转换

36.LM331 V/F转换实验

37.AT24C02 I2C总线存储器读写实验

38.串行存储芯片93C46读写实验

39.电子音乐演奏实验

40.CAN总线通讯接口实验

41.以太网TCP/IP协议接口实验

42.USB2.0通讯接口实验

43.LM331 F/V转换实验

44.LM331 V/F转换实验

45.AD574 12位并行模数转换实验

46.TLV5613 12位并行数模转换实验

47.4*4行列式键盘实验

48.8位静态显示器实验

49.8位动态显示器实验

50.光耦隔离模块实验

51.模拟十字路口交通灯实验

2.CPLD/FPGA模块实验

基本实验:

1、七人表决器

2、四位加法器

3、BCD码加法器

4、格雷码变换器

5、格雷码变换器

6、触发器(D,JK)

7、设计74LS160功能模块计数器

8、多模加减计数器

9、可控脉冲发生器

10、简易数码锁

11、语字母显示实验

12、八位乘法器

13、序列检测器

14、可变模16位加法计数器

15、正负脉冲数控调制发生器

16、秒表设计实验

17、A/D 0809模数转换器实验

18、D/A 0832数模转换器实验

19、(19)步进电机控制实验

20、小直流电机转速控制

21、16*16 LED点阵显示实验

22、VGA接口彩条信号实验

23、4*4键盘扩展实验

24、128*64 LCD液晶显示实验

25、电子音乐演奏实验

26、RS232串口发送实验(SEND)

27、RS232串口接收实验(RECEIVE)

28、PS/2键盘接口逻辑设计

29、异步串口通讯(UART)

30、串行A/D转换实验TLC549

31、波形发生器实验

32、存储器读写实验

模拟EDA实验:

33、IspPAC10增益的设定与调整

34、IspPAC10增益的放大与衰减

35、IspPAC10二阶滤波器的实现

36、IspPAC10电桥测量实验

37、IspPAC10在Single-Ended中的应用

38、IspPAC10实现温度监测

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