SG-052型單片機、CPLD/FPGA開發(fā)綜合實驗裝置

時間：2022-03-15 10:25:55

一、產(chǎn)品概述
針對各高等院校須同時開設(shè)"單片機"和"CPLD/FPGA"教學(xué)的需求，本公司研發(fā)了"單片機·CPLD/FPGA開發(fā)綜合實驗裝置"。它集MCS-51單片機、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，實驗系統(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、CPLD/FPGA教學(xué)、課程設(shè)計、電子設(shè)計競賽及科研開發(fā)的理想設(shè)備。

二、系統(tǒng)特點
1、MCS-51單片機系統(tǒng)
豐富的接口電路，這些單片機接口電路涵蓋了MCU的各個應(yīng)用領(lǐng)域，并能夠提供用戶
領(lǐng)先的應(yīng)用和設(shè)計的方法。CPU芯片引腳引出，可以任意的連接自己的實際應(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。可運行于WIN98/2000/NT/XP操作系統(tǒng)平臺。

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：單相三線220V±10% 50HZ
2、工作環(huán)境：溫度-10℃~+50℃ 相對濕度<85%（25℃）海拔<4000m
3、絕緣電阻：大于3MΩ
4、裝機容量：小于0.5Kva
5、外形尺寸：1600cm×70clm×140cm，以產(chǎn)品實物為準

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驗電路及系統(tǒng)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(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
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完成整個系統(tǒng)的譯碼工作

2.信號轉(zhuǎn)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	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。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	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（選配件）	微型打印機

4．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(tài)顯示模塊	由74LS164芯片驅(qū)動
動態(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	由3個TLP521-4芯片組成12入12出。
LED顯示模塊	用16個LED燈組成邏輯電平測試電路
開關(guān)量模塊	用16個按鍵組成高低電平輸出電路

6、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(xiàn)IC卡的讀寫及識別
直流電機	帶驅(qū)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(qū)動電路
交通燈模塊	采用16個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運放芯片組成,用于小直流電機調(diào)速

7、EDA 掛箱（一）（數(shù)字EDA系統(tǒng)CPLD/FPGA）

模塊名稱	功能指標
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(shè)計

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
2．拆字程序
3．拼字程序
4．數(shù)據(jù)區(qū)傳送子程序
5．數(shù)據(jù)排序?qū)嶒?nbsp;
6．查找相同數(shù)據(jù)個數(shù)
7．無符號雙字節(jié)快速乘法子程序
8．多分支程序
9．多分支程序
10．電腦時鐘實驗

硬件部分實驗：
1．P1口亮燈實
2．P1口轉(zhuǎn)彎燈實驗
3．P3.3口輸入，P1口輸出實驗
4．工業(yè)順序控制實驗
5．8255 A、B、C口輸出方波實驗
6．8255 PA口控制PB口
7．8255控制交通燈
8．簡單I/O擴展實驗
9．并行ADC 0809轉(zhuǎn)換實驗
10．并行DAC 0832轉(zhuǎn)換實驗
11．8279鍵盤顯示實驗
12.通用打印機實驗
13.微型打印機實驗
14.I2C儲存卡讀寫實驗
15.語音芯片ISD173控制實驗（錄音）
16.語音芯片ISD1730控制實驗（放音）
17.繼電器控制實驗
18.步進電機控制
19.8253方波實驗
20.小直流電機調(diào)速實驗
21.16*16 LED點陣顯示實驗
22.128*64 LCD液晶顯示實驗
23.8250可編程異步通訊接口實驗
24.8251可編程通訊接口實驗
25.單片機RS232/485串行發(fā)送實驗
26.單片機RS232/485串行接收實驗
27.DS18B20單總線溫度測量實驗
28.紅外線遙控收發(fā)實驗
29.串行A/D TLC549轉(zhuǎn)換實驗
30.串行10位D/A TLC5615轉(zhuǎn)換實驗
31.PCF8563 I?C日歷時鐘實驗
32.MAX813看門狗實驗
33.PWM脈寬調(diào)制實驗
34.74LS164串并轉(zhuǎn)換
35.74LS165并串轉(zhuǎn)換
36.LM331 V/F轉(zhuǎn)換實驗
37.AT24C02 I2C總線存儲器讀寫實驗
38.串行存儲芯片93C46讀寫實驗
39.電子音樂演奏實驗
40.CAN總線通訊接口實驗
41.以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議接口實驗
42.USB2.0通訊接口實驗
43.LM331 F/V轉(zhuǎn)換實驗
44.LM331 V/F轉(zhuǎn)換實驗
45.AD574 12位并行模數(shù)轉(zhuǎn)換實驗
46.TLV5613 12位并行數(shù)模轉(zhuǎn)換實驗
47.4*4行列式鍵盤實驗
48.8位靜態(tài)顯示器實驗
49.8位動態(tài)顯示器實驗
50.光耦隔離模塊實驗
51.模擬十字路口交通燈實驗

2．CPLD/FPGA模塊實驗
基本實驗：
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74LS160功能模塊計數(shù)器
8、多模加減計數(shù)器
9、可控脈沖發(fā)生器
10、簡易數(shù)碼鎖
11、語字母顯示實驗
12、八位乘法器
13、序列檢測器
14、可變模16位加法計數(shù)器
15、正負脈沖數(shù)控調(diào)制發(fā)生器
16、秒表設(shè)計實驗
17、A/D 0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器實驗
18、D/A 0832數(shù)模轉(zhuǎn)換器實驗
19、（19）步進電機控制實驗
20、小直流電機轉(zhuǎn)速控制
21、16*16 LED點陣顯示實驗
22、VGA接口彩條信號實驗
23、4*4鍵盤擴展實驗
24、128*64 LCD液晶顯示實驗
25、電子音樂演奏實驗
26、RS232串口發(fā)送實驗（SEND）
27、RS232串口接收實驗（RECEIVE）
28、PS/2鍵盤接口邏輯設(shè)計
29、異步串口通訊（UART）
30、串行A/D轉(zhuǎn)換實驗TLC549
31、波形發(fā)生器實驗
32、存儲器讀寫實驗

模擬EDA實驗：
33、IspPAC10增益的設(shè)定與調(diào)整
34、IspPAC10增益的放大與衰減
35、IspPAC10二階濾波器的實現(xiàn)
36、IspPAC10電橋測量實驗
37、IspPAC10在Single-Ended中的應(yīng)用
38、IspPAC10實現(xiàn)溫度監(jiān)測

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SG-052型單片機、CPLD/FPGA開發(fā)綜合實驗裝置