THKJ-105D型單片機(jī)、CPLD/FPGA開發(fā)綜合實(shí)驗(yàn)裝置
關(guān)鍵詞：
科教設(shè)備
所屬分類：
5.單片機(jī)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)考核裝置
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THKJ-105D型單片機(jī)、CPLD/FPGA開發(fā)綜合實(shí)驗(yàn)裝置
THKJ-105D型單片機(jī)、CPLD/FPGA開發(fā)綜合實(shí)驗(yàn)裝置
一、 產(chǎn)品概述
單片機(jī) ·CPLD/FPGA 開發(fā)綜合實(shí)驗(yàn)裝置針對各高等院校須同時(shí)開設(shè) “ 單片機(jī) ” 和 “CPLD/FPGA” 教學(xué)的需求，本企業(yè)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)競賽及科研開發(fā)的理想設(shè)備。
二、單片機(jī) ·CPLD/FPGA 開發(fā)綜合實(shí)驗(yàn)裝置 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 hy-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。
3 、可選配 C 8051F 020 單片機(jī)模塊，配備 EC5 仿真器。
4 、可選配我公司專利產(chǎn)品 DAQ 數(shù)控式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái) , 可完成如四層電梯、交通燈控制、水塔水位自動(dòng)控制等多達(dá) 15 個(gè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。
三、單片機(jī) ·CPLD/FPGA 開發(fā)綜合實(shí)驗(yàn)裝置 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(jī)容量：小于 0.5Kva
5 、外形尺寸： 135cm ×60clm× 140cm ，以產(chǎn)品實(shí)物為準(zhǔn)
四、單片機(jī) ·CPLD/FPGA 開發(fā)綜合實(shí)驗(yàn)裝置 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：
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(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) I 2C EEROM 模塊 (7) 8250 模塊 (8) 8251 模塊 |
(9) AT 24C 02 存儲(chǔ)器模塊 (10)PCF8563 日歷時(shí)鐘模塊 (11) 單次脈沖模塊 (12) 93C 46 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：
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模塊名稱 |
功能指標(biāo) |
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51 系列 CPU 模塊 |
支持 80C 31 、 80C51 ，含 32K SRAM 、 64K ROM 組成數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線 |
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Cygnal51CPU 模塊 ( 選配 ) |
采用美國 Cygnal 公司的嵌入式單片機(jī) C 8051F 020 芯片，含 32K SRAM ，組成數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線 |
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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：
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模塊名稱 |
功能指標(biāo) |
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8 位并行 AD 模塊 |
由 AD0809 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路組成 8 路 8 位 AD 。 |
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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 。 |
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12 位并行 AD 模塊 |
由 AD574 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路組成 12 位 AD 。 |
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12 位并行 DA 模塊 |
由 TLV5613 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路組成 12 位 DA 。 |
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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。 |
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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：
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模塊名稱 |
功能指標(biāo) |
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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。 |
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USB 通信模塊 |
由 1581 芯片組成 USB2.0 通信模塊 |
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網(wǎng)絡(luò)控制器模塊 |
采用 RTL8019AS 芯片 |
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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：
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模塊名稱 |
功能指標(biāo) |
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靜態(tài)顯示模塊 |
由 74LS164 芯片驅(qū)動(dòng) |
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動(dòng)態(tài)顯示模塊 |
采用 8 位 8 段 LED 數(shù)碼管。 |
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液晶顯示模塊 |
提供 128*64 點(diǎn)陣的液晶顯示屏 |
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CPLD 模塊 |
采用 LATTICE 公司 1032 芯片 |
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4*4 行列式鍵盤 |
公共鍵盤 |
、對象掛箱 ( 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：
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模塊名稱 |
功能指標(biāo) |
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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。 |
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光耦隔離模塊 |
由 3 個(gè) TLP521-4 芯片組成 12 入 12 出。 |
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LED 顯示模塊 |
用 16 個(gè) LED 燈組成邏輯電平測試電路 |
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開關(guān)量模塊 |
用 16 個(gè)按鍵組成高低電平輸出電路 |
6 、對象掛箱 ( 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：
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模塊名稱 |
功能指標(biāo) |
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IC 卡讀寫模塊 |
I 2C 總線實(shí)現(xiàn) IC 卡的讀寫及識(shí)別 |
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直流電機(jī) |
帶驅(qū)動(dòng)小直流電機(jī)，測速部分由 1 個(gè)霍爾傳感器組成 |
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步進(jìn)電機(jī) |
采用四相步進(jìn)電機(jī)，帶驅(qū)動(dòng)電路 |
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交通燈模塊 |
采用 16 個(gè) LED 燈和四位數(shù)碼管組成。 |
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語音處理模塊 |
采用 1730 專用語音芯片組成 |
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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 ）
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模塊名稱 |
功能指標(biāo) |
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CPLD 器件： Lattice1032E( 默認(rèn) ) |
Lattice 公司 6000 門 CPLD |
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FPGA 器件： EP1K30 （選配件） |
Altera 公司 30000 門 FPGA |
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VGA 接口 |
VGA 接口，接顯示器做彩條信號(hào)實(shí)驗(yàn) |
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PS/2 鍵盤接口 |
PS/2 鍵盤接口邏輯設(shè)計(jì) |
、 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)：
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1 ．清零程序田 3 ．拼字程序 5 ．?dāng)?shù)據(jù)排序?qū)嶒?yàn) 7 ．無符號(hào)雙字節(jié)快速乘法子程序 9 ．多分支程序 |
2 ．拆字程序 4 ．?dāng)?shù)據(jù)區(qū)傳送子程序 6 ．查找相同數(shù)據(jù)個(gè)數(shù) 8 ．多分支程序 10 ．電腦時(shí)鐘實(shí)驗(yàn) |
硬件部分實(shí)驗(yàn)：
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1 ． P1 口亮燈實(shí) 3 ． P3.3 口輸入， P1 口輸出實(shí)驗(yàn) 5 ． 8255 A 、 B 、 C 口輸出方波實(shí)驗(yàn) 7 ． 8255 控制交通燈 9 ．并行 ADC 0809 轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn) 11 ． 8279 鍵盤顯示實(shí)驗(yàn) 13. 微型打印機(jī)實(shí)驗(yàn) 15. 語音芯片 ISD173 控制實(shí)驗(yàn)（錄音） 17. 繼電器控制實(shí)驗(yàn) 19.8253 方波實(shí)驗(yàn) 21.16*16 LED 點(diǎn)陣顯示實(shí)驗(yàn) 23.8250 可編程異步通訊接口實(shí)驗(yàn) 25. 單片機(jī) RS232/485 串行發(fā)送實(shí)驗(yàn) 27.DS18B20 單總線溫度測量實(shí)驗(yàn) 29. 串行 A/D TLC549 轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn) 31.PCF8563 I2C 日歷時(shí)鐘實(shí)驗(yàn) 33.PWM 脈寬調(diào)制實(shí)驗(yàn) 35.74LS165 并串轉(zhuǎn)換 37.AT 24C 02 I 2C 總線存儲(chǔ)器讀寫實(shí)驗(yàn) 39. 電子音樂演奏實(shí)驗(yàn) 41. 以太網(wǎng) TCP/IP 協(xié)議接口實(shí)驗(yàn) 43.LM 331 F /V 轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn) 45.AD574 12 位并行模數(shù)轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn) 47.4*4 行列式鍵盤實(shí)驗(yàn) 49.8 位動(dòng)態(tài)顯示器實(shí)驗(yàn) 51. 模擬十字路口交通燈實(shí)驗(yàn) |
2 ． P1 口轉(zhuǎn)彎燈實(shí)驗(yàn) 4 ．工業(yè)順序控制實(shí)驗(yàn) 6 ． 8255 PA 口控制 PB 口 8 ．簡單 I/O 擴(kuò)展實(shí)驗(yàn) 10 ．并行 DAC 0832 轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn) *12. 通用打印機(jī)實(shí)驗(yàn) 14.I 2C 儲(chǔ)存卡讀寫實(shí)驗(yàn) 16. 語音芯片 ISD1730 控制實(shí)驗(yàn)（放音） 18. 步進(jìn)電機(jī)控制 20. 小直流電機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn) 22.128*64 LCD 液晶顯示實(shí)驗(yàn) 24.8251 可編程通訊接口實(shí)驗(yàn) 26. 單片機(jī) RS232/485 串行接收實(shí)驗(yàn) 28. 紅外線遙控收發(fā)實(shí)驗(yàn) 30. 串行 10 位 D/A TLC5615 轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn) 32.MAX813 看門狗實(shí)驗(yàn) 34.74LS164 串并轉(zhuǎn)換 36.LM331 V/F 轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn) 38. 串行存儲(chǔ)芯片 93C 46 讀寫實(shí)驗(yàn) 40.CAN 總線通訊接口實(shí)驗(yàn) 42.USB2.0 通訊接口實(shí)驗(yàn) 44.LM331 V/F 轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn) 46.TLV5613 12 位并行數(shù)模轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn) 48.8 位靜態(tài)顯示器實(shí)驗(yàn) 50. 光耦隔離模塊實(shí)驗(yàn) |
2 ． CPLD/FPGA 模塊實(shí)驗(yàn)
基本實(shí)驗(yàn)：
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1 、七人表決器 3 、 BCD 碼加法器 5 、格雷碼變換器 7 、設(shè)計(jì) 74LS160 功能模塊計(jì)數(shù)器 9 、可控脈沖發(fā)生器 11 、語字母顯示實(shí)驗(yàn) 13 、序列檢測器 15 、正負(fù)脈沖數(shù)控調(diào)制發(fā)生器 |
2 、四位加法器 4 、格雷碼變換器 6 、觸發(fā)器 (D,JK) 8 、多模加減計(jì)數(shù)器 10 、簡易數(shù)碼鎖 12 、八位乘法器 14 、可變模 16 位加法計(jì)數(shù)器 16 、秒表設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) |
模塊實(shí)驗(yàn)：
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17 、 A/D 0809 模數(shù)轉(zhuǎn)換器實(shí)驗(yàn) 19 、（ 19 ）步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn) 21 、 16*16 LED 點(diǎn)陣顯示實(shí)驗(yàn) 23 、 4*4 鍵盤擴(kuò)展實(shí)驗(yàn) 25 、電子音樂演奏實(shí)驗(yàn) 27 、 RS232 串口接收實(shí)驗(yàn)（ RECEIVE ） 29 、異步串口通訊（ UART ） 31 、波形發(fā)生器實(shí)驗(yàn) |
18 、 D/A 0832 數(shù)模轉(zhuǎn)換器實(shí)驗(yàn) 20 、小直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制 22 、 VGA 接口彩條信號(hào)實(shí)驗(yàn) 24 、 128*64 LCD 液晶顯示實(shí)驗(yàn) 26 、 RS232 串口發(fā)送實(shí)驗(yàn)（ SEND ） 28 、 PS/2 鍵盤接口邏輯設(shè)計(jì) 30 、串行 A/D 轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn) TLC549 32 、存儲(chǔ)器讀寫實(shí)驗(yàn) |
模擬 EDA 實(shí)驗(yàn)：
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33 、 IspPAC10 增益的設(shè)定與調(diào)整 35 、 IspPAC10 二階濾波器的實(shí)現(xiàn) 37 、 IspPAC10 在 Single-Ended 中的應(yīng)用 |
34 、 IspPAC10 增益的放大與衰減 36 、 IspPAC10 電橋測量實(shí)驗(yàn) 38 、 IspPAC10 實(shí)現(xiàn)溫度監(jiān)測 |
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