HY-105D型单片机、CPLD/FPGA开发综合实验装置
一、 产品概述
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,本企业研发了单片机 · 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要求设备。

二、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 hy-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。
3 、可选配 C 8051F 020 单片机模块,配备 EC5 仿真器。
4 、可选配我公司转里产品 DAQ 数控式创新实验平台 , 可完成如四层电梯、交通灯控制、水塔水位自动控制等多达 15 个创新实验。
三、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: 135cm ×60clm× 140cm ,以产品实物为准
四、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) I 2C EEROM 模块
(7) 8250 模块
(8) 8251 模块 |
(9) AT 24C 02 存储器模块
(10)PCF8563 日历时钟模块
(11) 单次脉冲模块
(12) 93C 46 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 |
控制器单元挂箱支持 CPU 模块和译码模块:
模块名称 |
功能指标 |
51 系列 CPU 模块 |
支持 80C 31 、 80C51 ,含 32K SRAM 、 64K ROM 组成数据总线、地址总线和控制总线 |
Cygnal51CPU 模块 ( 选配 ) |
采用美国 Cygnal 公司的嵌入式单片机 C 8051F 020 芯片,含 32K SRAM ,组成数据总线、地址总线和控制总线 |
译码模块 |
采用 LATTICE 公司的 ispLSI1016E 完成整个系统的译码工作 |
2. 信号转换单元挂箱:挂箱上有三个( 40P 、 40P 、 20P )扁平电缆接口槽用于和控制器单元挂箱信号连接。
挂箱支持的模块:
模块名称 |
功能指标 |
8 位并行 AD 模块 |
由 AD0809 模数转换电路组成 8 路 8 位 AD 。 |
8 位并行 DA 模块 |
由两只 DA0832 数模转换电路组成 2 路 8 位 DA 。 |
12 位并行 AD 模块 |
由 AD574 模数转换电路组成 12 位 AD 。 |
12 位并行 DA 模块 |
由 TLV5613 数模转换电路组成 12 位 DA 。 |
I/O 扩展模块 |
由两块 74LS244 芯片扩展成 16 路并行输入电路。
由两块 74LS273 芯片扩展成 16 路并行输出电路。
用 74LS164 芯片组成串转并输出电路。
用 74LS165 芯片组成并转串输入电路。 |
转换模块 |
用 LM311 实现 V/F 电路和 F/V 电路
用 TLC549 芯片组成串行 AD 转换电路。
用 TLC5615 芯片组成串行 DA 转换电路。 |
3 .通信与打印机单元挂箱:挂箱上有三个( 40P 、 40P 、 20P )扁平电缆接口槽用于和其他挂箱信号连接,打印机装在挂箱的底板上。
挂箱支持的模块:
模块名称 |
功能指标 |
RS232/RS485/CAN 总线通信模块 |
由 MAX232 芯片组成 RS232 通信电路, MAX485 芯片组成 RS485 通信电路。
由 SJA1000 芯片和 TJA1050 芯片组成 CAN 总线电路。 |
USB 通信模块 |
由 1581 芯片组成 USB2.0 通信模块 |
网络控制器模块 |
采用 RTL8019AS 芯片 |
微型打印机(选配件) |
微型打印机 |
4 .显示与键盘单元挂箱:挂箱上有三个( 40P 、 40P 、 20P )扁平电缆接口槽用于和其他挂箱信号连接。
挂箱支持的模块:
模块名称 |
功能指标 |
静态显示模块 |
由 74LS164 芯片驱动 |
动态显示模块 |
采用 8 位 8 段 LED 数码管。 |
液晶显示模块 |
提供 128*64 点阵的液晶显示屏 |
CPLD 模块 |
采用 LATTICE 公司 1032 芯片 |
4*4 行列式键盘 |
公共键盘 |
、对象挂箱 ( 一 ) :挂箱上有三个( 40P 、 40P 、 20P )扁平电缆接口槽用于和其他挂箱信号连接。
挂箱支持的模块:
模块名称 |
功能指标 |
继电器模块 |
由两个 5V 继电器、 2 个 12V 继电器和 2 个 24V 继电器组成。 |
光耦隔离模块 |
由 3 个 TLP521-4 芯片组成 12 入 12 出。 |
LED 显示模块 |
用 16 个 LED 灯组成逻辑电平测试电路 |
开关量模块 |
用 16 个按键组成高低电平输出电路 |
6 、对象挂箱 ( 二 ) :挂箱上有三个( 40P 、 40P 、 20P )扁平电缆接口槽用于和其他挂箱信号连接。
挂箱支持的模块:
模块名称 |
功能指标 |
IC 卡读写模块 |
I 2C 总线实现 IC 卡的读写及识别 |
直流电机 |
带驱动小直流电机,测速部分由 1 个霍尔传感器组成 |
步进电机 |
采用四相步进电机,带驱动电路 |
交通灯模块 |
采用 16 个 LED 灯和四位数码管组成。 |
语音处理模块 |
采用 1730 专用语音芯片组成 |
PWM 调制模块 |
由 324 运放芯片组成 , 用于小直流电机调速 |
7 、 EDA 挂箱(一)(数字 EDA 系统 CPLD/FPGA )
模块名称 |
功能指标 |
CPLD 器件: Lattice1032E( 默认 ) |
Lattice 公司 6000 门 CPLD |
FPGA 器件: EP1K30 (选配件) |
Altera 公司 30000 门 FPGA |
VGA 接口 |
VGA 接口,接显示器做彩条信号实验 |
PS/2 键盘接口 |
PS/2 键盘接口逻辑设计 |
、 EDA 挂箱(二)(模拟 EDA 系统)
LATTICE ispPAC 系列器件 IspPAC10 及相关外围、下载电路。
五、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
3 .拼字程序
5 .数据排序实验
7 .无符号双字节快速乘法子程序
9 .多分支程序 |
2 .拆字程序
4 .数据区传送子程序
6 .查找相同数据个数
8 .多分支程序
10 .电脑时钟实验 |
硬件部分实验:
1 . P1 口亮灯实
3 . P3.3 口输入, P1 口输出实验
5 . 8255 A 、 B 、 C 口输出方波实验
7 . 8255 控制交通灯
9 .并行 ADC 0809 转换实验
11 . 8279 键盘显示实验
13. 微型打印机实验
15. 语音芯片 ISD173 控制实验(录音)
17. 继电器控制实验
19.8253 方波实验
21.16*16 LED 点阵显示实验
23.8250 可编程异步通讯接口实验
25. 单片机 RS232/485 串行发送实验
27.DS18B20 单总线温度测量实验
29. 串行 A/D TLC549 转换实验
31.PCF8563 I2C 日历时钟实验
33.PWM 脉宽调制实验
35.74LS165 并串转换
37.AT 24C 02 I 2C 总线存储器读写实验
39. 电子音乐演奏实验
41. 以太网 TCP/IP 协议接口实验
43.LM 331 F /V 转换实验
45.AD574 12 位并行模数转换实验
47.4*4 行列式键盘实验
49.8 位动态显示器实验
51. 模拟十字路口交通灯实验 |
2 . P1 口转弯灯实验
4 .工业顺序控制实验
6 . 8255 PA 口控制 PB 口
8 .简单 I/O 扩展实验
10 .并行 DAC 0832 转换实验
*12. 通用打印机实验
14.I 2C 储存卡读写实验
16. 语音芯片 ISD1730 控制实验(放音)
18. 步进电机控制
20. 小直流电机调速实验
22.128*64 LCD 液晶显示实验
24.8251 可编程通讯接口实验
26. 单片机 RS232/485 串行接收实验
28. 红外线遥控收发实验
30. 串行 10 位 D/A TLC5615 转换实验
32.MAX813 看门狗实验
34.74LS164 串并转换
36.LM331 V/F 转换实验
38. 串行存储芯片 93C 46 读写实验
40.CAN 总线通讯接口实验
42.USB2.0 通讯接口实验
44.LM331 V/F 转换实验
46.TLV5613 12 位并行数模转换实验
48.8 位静态显示器实验
50. 光耦隔离模块实验 |
2 . CPLD/FPGA 模块实验
基本实验:
1 、七人表决器
3 、 BCD 码加法器
5 、格雷码变换器
7 、设计 74LS160 功能模块计数器
9 、可控脉冲发生器
11 、语字母显示实验
13 、序列检测器
15 、正负脉冲数控调制发生器 |
2 、四位加法器
4 、格雷码变换器
6 、触发器 (D,JK)
8 、多模加减计数器
10 、简易数码锁
12 、八位乘法器
14 、可变模 16 位加法计数器
16 、秒表设计实验 |
模块实验:
17 、 A/D 0809 模数转换器实验
19 、( 19 )步进电机控制实验
21 、 16*16 LED 点阵显示实验
23 、 4*4 键盘扩展实验
25 、电子音乐演奏实验
27 、 RS232 串口接收实验( RECEIVE )
29 、异步串口通讯( UART )
31 、波形发生器实验 |
18 、 D/A 0832 数模转换器实验
20 、小直流电机转速控制
22 、 VGA 接口彩条信号实验
24 、 128*64 LCD 液晶显示实验
26 、 RS232 串口发送实验( SEND )
28 、 PS/2 键盘接口逻辑设计
30 、串行 A/D 转换实验 TLC549
32 、存储器读写实验 |
模拟 EDA 实验:
33 、 IspPAC10 增益的设定与调整
35 、 IspPAC10 二阶滤波器的实现
37 、 IspPAC10 在 Single-Ended 中的应用 |
34 、 IspPAC10 增益的放大与衰减
36 、 IspPAC10 电桥测量实验
38 、 IspPAC10 实现温度监测 |
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