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SG-052型單片機(jī)、CPLD/FPGA開發(fā)綜合實(shí)驗(yàn)裝置

時(shí)間:2022-03-15 10:25:55

SG-052型單片機(jī)?CPLD/FPGA開發(fā)綜合實(shí)驗(yàn)裝置


一、產(chǎn)品概述
針對(duì)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,本公司研發(fā)了"單片機(jī)·CPLD/FPGA開發(fā)綜合實(shí)驗(yàn)裝置"。它集MCS-51單片機(jī)、CPLD/FPGA及綜合等技術(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(cè)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(jìng)賽及科研開發(fā)的理想設(shè)備。

二、系統(tǒng)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
領(lǐng)先的應(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DICE-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。

三、技術(shù)性能
1、輸入電源:?jiǎn)蜗嗳€220V±10% 50HZ
2、工作環(huán)境:溫度-10℃~+50℃ 相對(duì)濕度<85%(25℃) 海拔<4000m
3、絕緣電阻:大于3MΩ
4、裝機(jī)容量:小于0.5Kva
5、外形尺寸:1600cm×70clm×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 
(2)8255接口模塊 
(3)8279鍵盤顯示接口模塊
(4)8253可編程定時(shí)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(chǔ)器模塊
(10)PCF8563日歷時(shí)鐘模塊
(11)單次脈沖模塊
(12)93C46串行EEPROM模塊
(13)紅外線收發(fā)模塊
(14)DS18B20數(shù)字溫度傳感器模塊
(15)開關(guān)量輸入模塊
(16)關(guān)量輸出模塊

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(guó)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

2.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。
由兩塊74LS273芯片擴(kuò)展成16路并行輸出電路。
用74LS164芯片組成串轉(zhuǎn)并輸出電路。
用74LS165芯片組成并轉(zhuǎn)串輸入電路。
轉(zhuǎn)換模塊 用LM311實(shí)現(xiàn)V/F電路和F/V電路
用TLC549芯片組成串行AD轉(zhuǎn)換電路。
用TLC5615芯片組成串行DA轉(zhuǎn)換電路。

3.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)

4.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

5、對(duì)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(cè)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

6、對(duì)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(cè)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

7、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)

8、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
3.拼字程序
4.?dāng)?shù)據(jù)區(qū)傳送子程序
5.?dāng)?shù)據(jù)排序?qū)嶒?yàn) 
6.查找相同數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)
7.無符號(hào)雙字節(jié)快速乘法子程序
8.多分支程序
9.多分支程序
10.電腦時(shí)鐘實(shí)驗(yàn)

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)
3.P3.3口輸入,P1口輸出實(shí)驗(yàn)
4.工業(yè)順序控制實(shí)驗(yàn)
5.8255 A、B、C口輸出方波實(shí)驗(yàn)
6.8255 PA口控制PB口
7.8255控制交通燈
8.簡(jiǎn)單I/O擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)
9.并行ADC 0809轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
10.并行DAC 0832轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
11.8279鍵盤顯示實(shí)驗(yàn)
12.通用打印機(jī)實(shí)驗(yàn)
13.微型打印機(jī)實(shí)驗(yàn)
14.I2C儲(chǔ)存卡讀寫實(shí)驗(yàn)
15.語音芯片ISD173控制實(shí)驗(yàn)(錄音)
16.語音芯片ISD1730控制實(shí)驗(yàn)(放音)
17.繼電器控制實(shí)驗(yàn)
18.步進(jìn)電機(jī)控制
19.8253方波實(shí)驗(yàn)
20.小直流電機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn)
21.16*16 LED點(diǎn)陣顯示實(shí)驗(yàn)
22.128*64 LCD液晶顯示實(shí)驗(yàn)
23.8250可編程異步通訊接口實(shí)驗(yàn)
24.8251可編程通訊接口實(shí)驗(yàn)
25.單片機(jī)RS232/485串行發(fā)送實(shí)驗(yàn)
26.單片機(jī)RS232/485串行接收實(shí)驗(yàn)
27.DS18B20單總線溫度測(cè)量實(shí)驗(yàn)
28.紅外線遙控收發(fā)實(shí)驗(yàn)
29.串行A/D TLC549轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
30.串行10位D/A TLC5615轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
31.PCF8563 I?C日歷時(shí)鐘實(shí)驗(yàn)
32.MAX813看門狗實(shí)驗(yàn)
33.PWM脈寬調(diào)制實(shí)驗(yàn)
34.74LS164串并轉(zhuǎn)換
35.74LS165并串轉(zhuǎn)換
36.LM331 V/F轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
37.AT24C02 I2C總線存儲(chǔ)器讀寫實(shí)驗(yàn)
38.串行存儲(chǔ)芯片93C46讀寫實(shí)驗(yàn)
39.電子音樂演奏實(shí)驗(yàn)
40.CAN總線通訊接口實(shí)驗(yàn)
41.以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議接口實(shí)驗(yàn)
42.USB2.0通訊接口實(shí)驗(yàn)
43.LM331 F/V轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
44.LM331 V/F轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
45.AD574 12位并行模數(shù)轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
46.TLV5613 12位并行數(shù)模轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
47.4*4行列式鍵盤實(shí)驗(yàn)
48.8位靜態(tài)顯示器實(shí)驗(yàn)
49.8位動(dòng)態(tài)顯示器實(shí)驗(yàn)
50.光耦隔離模塊實(shí)驗(yàn)
51.模擬十字路口交通燈實(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
3、BCD碼加法器
4、格雷碼變換器
5、格雷碼變換器
6、觸發(fā)器(D,JK)
7、設(shè)計(jì)74LS160功能模塊計(jì)數(shù)器
8、多模加減計(jì)數(shù)器
9、可控脈沖發(fā)生器
10、簡(jiǎn)易數(shù)碼鎖
11、語字母顯示實(shí)驗(yàn)
12、八位乘法器
13、序列檢測(cè)器
14、可變模16位加法計(jì)數(shù)器
15、正負(fù)脈沖數(shù)控調(diào)制發(fā)生器
16、秒表設(shè)計(jì)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)
19、(19)步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)
20、小直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制
21、16*16 LED點(diǎn)陣顯示實(shí)驗(yàn)
22、VGA接口彩條信號(hào)實(shí)驗(yàn)
23、4*4鍵盤擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)
24、128*64 LCD液晶顯示實(shí)驗(yàn)
25、電子音樂演奏實(shí)驗(yàn)
26、RS232串口發(fā)送實(shí)驗(yàn)(SEND)
27、RS232串口接收實(shí)驗(yàn)(RECEIVE)
28、PS/2鍵盤接口邏輯設(shè)計(jì)
29、異步串口通訊(UART)
30、串行A/D轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)TLC549
31、波形發(fā)生器實(shí)驗(yàn)
32、存儲(chǔ)器讀寫實(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
35、IspPAC10二階濾波器的實(shí)現(xiàn)
36、IspPAC10電橋測(cè)量實(shí)驗(yàn)
37、IspPAC10在Single-Ended中的應(yīng)用
38、IspPAC10實(shí)現(xiàn)溫度監(jiān)測(cè)