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LH-MCUE完全模块化单片机、EDA实验开发系统

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参数

  一、总体硬件组成和结构形式

  1、实验台体上下部由铁质密文喷塑或铝合金材料制成、上部实验屏由开关电源、基础实验板、和扩展实验板接入区以及实验电路板组成。

  2、实验台供电电源交流单相220V/50Hz。

 

  二、详细技术参数

  1、基础实验板

  1)提供+5V/2A 电源,由三组2芯电源插座输出。

  2)提供±12V/1A,由2组3芯电源插座输出。

  3)提供0~5V连续可调模拟量输出1路,作为 A/D转换的模拟量。

  以上每路电源均设置短路、过流保护功能。

  4)提供8路开关量输入和输出电路,输入和输出接口分别用8芯排线引出。

  5)设置2位共阴或共阳数码管,段码用8芯排线引出,位码用镀金插孔引出。

  6)提供二路带消抖±单脉冲信号输出。

  7)设置1MHZ和500KHZ国定脉冲输出。

  8)设置IC-14集成电路插座一个,用于灵活扩展常用门电路。

  9)设置高电平和低电平复位电路个一路。

  2、核心模块的配置

  1)51系列单片机核心模块单元

  含有兼容51系列SST单片机(SST89E/V516RD2)和STC单片机(STC12C5A60S2),以及通用带锁紧装置的IC座1个,所有I/O口引脚完全对外引出,每组I/O口用8芯排线座引出,数据输出口必须带负载扩展功能(如接有上拉电阻),并用2个8芯排线座并联引出。该模块单元还必须含有外置+5V电源输入接口一个、+5V引出插座2个、电源开关一个、复位按钮一个、晶振电路、经锁存的低位地址线A0~A2用插孔引出、在线下载接口/RS232通信接口、外部接口用的控制线用插孔引出。

  2)STM32 cortex-M3核心模块单元

  含有STM32 cortex-M3核心芯片STM32F103VBT6,其所有I/O口引脚完全对外引出,每组I/O口用8芯排线座并联引出,数据输出口必须带负载扩展功能(如接有上拉电阻),并用2个8芯排线座并联引出。该模块单元还必须含有外置+5V电源输入接口一个、+5V引出插座2个、电源开关一个、复位按钮一个、晶振电路、经锁存的低位地址线A0~A2用插孔引出、在线下载接口/RS232通信接口、外部接口用的控制线用插孔引出。

  3)飞思卡尔系列单片机核心模块单元

  含有S12XS系列单片机(MC9S12XS256),所有I/O口引脚完全对外引出,每组I/O口用8芯排线座并联引出,数据输出口必须带负载扩展功能(如接有上拉电阻),并用2个8芯排线座并联引出。该模块单元还必须含有外置+5V电源输入接口一个、+5V引出插座2个、电源开关一个、复位按钮一个、晶振电路、经锁存的低位地址线A0~A2用插孔引出、在线下载接口/RS232通信接口、外部接口用的控制线用插孔引出。

  4)FPGA模块单元

  FPGA模块单元的配置有二种方式:第一种是只包含EP2C5T144C8芯片一块,有串行配置芯片及下载接口构成FPGA最小系统,其所有I/O口线全部用排针引出。其他外围的接口和单片机共用。第二种是FPGA系统完全独立,核心板上多余的I/O脚可以扩展其他事实验。FPGA系统详细参数在本文最后介绍。

  5)其它核心模块可以任意扩展

  3、扩展实验模块的设置

  1)键盘显示控制模块单元

  由一个4*4的矩阵键盘组成,键盘的行线和列线用8芯排线引出,由一个8位共阴数码管及驱动芯片组成,采用动态扫描的方式,译码位选信号和八段码信号线用8芯排线引出;译码模块由74LS138和8个LED组成(LED使用贴片),译码芯片同时连接8个LED及8个数码管的公共端;电源接口用2个2芯插座引出。

  2)LCD显示模块单元

  该模块由12864图形液晶模块或1602中文液晶模块组成,具有兼容二者的接口,每次只能使用其中一种,但两种模块同时配备,电路中有背光调节等功能,其数据线用2个8芯排线座并联引出,电源接口用2个2芯插座引出。

  3)A/D、D/A模块单元

  该模块A/D芯片采用AD0809,多路输入端可以通过跳线帽来配置,控制信号通过模块内的逻辑芯片综合;D/A芯片采用DA0832,可以输出模拟电流或模拟电压信号,参考电压由模块内提供。其数据线用2个8芯排线座并联引出,电源接口+5V用2个2芯插座引出,±12V由1个3芯插座引出,其它控制线由插孔引出。

  4)电子音响驱动控制和继电器控制以及电机控制模块单元

  该模块中有蜂鸣器驱动控制电路和小型继电器控制电路,其输入接口用单个插孔引出。

  另有1个小型四相步进电动机20BY,用MC1413直接驱动;1个直流电机及驱动电路,并带红外光电测速电路,步进电机和直流电机单独安放,其输入输出接口由插孔引出。电源接口+5V用2个2芯插座引出。

  5)无线收发通信模块单元

  该模块包含nRF24L01无线通信模块以及3.3V电源转换电路,输入电源为+5V,其数据线用2个8芯排线座并联引出,电源接口+5V用2个2芯插座引出, 其它控制线由插孔引出。

  6)超声波测距模块单元

  该模块包含超声波发射和接收头,以及信号调理电路,电源接口+5V用2个2芯插座引出,其它信号线用插孔引出。

  7)I2C模块单元

  该模块包含串行键盘显示接口ZLG7290和串行实时时钟PCF8563电路以及由24C01组成的接触式IC卡读写电路组成。其数据线用2个8芯排线座并联引出,电源接口+5V用2个2芯插座引出, 其它控制线由插孔引出。

  8)USB等通讯模块单元

  该模块包含RS232/485串行通讯电路、CAN总线通信电路(CAN芯片是SJA1000)、无线红外通信电路组成。其数据线用2个8芯排线座并联引出,电源接口+5V用2个2芯插座引出, 其它控制线由插孔引出。

  9)以太网模块单元

  该模块包含以太网芯片RT8019电路,其数据线用2个8芯排线座并联引出,电源接口+5V用2个2芯插座引出, 其它控制线由插孔引出。

  10)串行AD/DA模块单元

  该模块包含AD7922串行双路12为AD和TLV5638串行双路12为DA各一个,并有相关信号调理电路,其电源接口+5V用2个2芯插座引出, 其它控制线由插孔引出。

  11)高速AD模块单元

  该模块包含ADS826高速AD(10bit并行输出,60Msps)一个,并有相关信号调理电路,其数据线用2个8芯排线座并联引出,电源接口+5V用2个2芯插座引出, 其它控制线由插孔引出。

  12)DDS模块单元

  该模块包含AD9852芯片一块,并有相关信号调理电路,信号输出安装专用射频接口,由射频线连接,背板为插座方式连接,电源接口单独连接。

  13)温度测控模块单元

  由高精度温度传感器AD590或数字温度传感器 DS18B20或LM75、加热棒SLM3、专用散热管10X3、4寸风扇、LM324组成的小信号放大电路、超温报警显示等部件组成了一完整的温度闭环控制系统。

  5、实验的连接

  模块间实验线路的连接:控制信号和部分接口信号的引出采用自锁紧式涂金插孔,永不氧化,美观漂亮,一些总线信号采用排线连接,操作简便,实验导线连接稳定可靠。

  6、实验台参考外形尺寸:1500×700×1400mm。

 

  三、实验台配置

序号

名称

说明

数量

1

LH-MCUE实验台

含台体、实验电路屏

1

2

Keil C51仿真器 +STC12C5A60S2芯片

 

1

3

实验导线包

含电源线、通信线、2号实验连接线等

1

4

配套软件

Keil C51仿真调试软件

1

4

1号模块

并行AD和DA转换

 

5

2号模块

继电器、电机、电子音乐等

 

6

9号模块

LCD1602和12864接口

 

7

17号模块

USB/RS232/RS484通讯等

 

8

18号模块

I2C模块单元

 

9

20号模块

以太网模块单元

 

10

24号模块

无线收发通信模块单元

1

11

38号模块

4×4键盘8位数码管显示

1

12

39号模块

串行AD/DA和高速AD

1

13

45号

综合传感器模块

1

14

50号模块

温度测控模块单元

1

15

51号模块

DDS模块单元

 

以下是选配CPU模块

1

STM32 cortex-M3核心模块单元

 

1

2

飞思卡尔系列单片机核心模块单元

 

1

3

FPGA单元

 

1

4

8088微机原理系统

 

1

 

  四、实验项目

  可以根据模块的配置来完成相关的实验

  附:FPGA独立单元的详细介绍

 

LH-MCUE完全模块化单片机、EDA实验开发系统

 

  一、硬件配置

  采用核心板和扩展底板相结合的方式设计,核心板自成小系统,只需外接5V直流电源即可以开发设计,主芯片用Altera公司的CycloneII系列。核心板上配置了FLASH、SRAM、高速时钟和配置芯片以及JTAG、AS调试接口、电源管理、专用扩展接口等。同时核心板灵活的扩展方式,可以根据用户的不同开发项目很方便的扩展不同的外围接口。

  * FPGA核心板详细组成

  1、核心板采用10层高精度PCB设计,系统运行更加稳定、可靠。

  2、主芯片采用Altera公司的Cyclone II系列级FPGA ,具体可以由用户确定。FPGA配置芯片采用EPCS4,容量高达4M BIT,采用AS模式编程,擦写次数高达上万次。

  3、一路50M高速、稳定的时钟源。

  4、一路系统复位电路。

  5、系统电源管理模块能够提供+5V、+3.3V、+2.5V等多种不同电压的电源输出供系统使用。

  6、提供两路SRAM,芯片采用IDT71V416-10P。容量高达256K*32BIT。

  7、一路FLASH 芯片采用AM29L065D。容量高过8M*8BIT。

  8、一路64M*8BIT NAND FLASH。

  9、一路32M*8BIT SDRAM。

  *扩展底板详细组成

  1、RTC实时时钟。

  2、1个256色VGA接口。

  3、1个标准串行接口。

  4、1个USB设备接口,利用PDIUSBD12芯片实现USB协议转换。

  5、 基于SPI或IIC接口的音频CODEC模块。

  6、 1个蜂鸣器输出模块。

  7、 1个PS2键盘/鼠标接口。

  8、 1个IIC接口的EEPROM存储器模块。

  9、 8个七段码管LED显示。

  10、 128×64图形液晶显示器。

  11、 16个发光二极管显示。

  12、 4×4矩阵键盘。

  13、 8个独立按键。

  14、 高速AD/DA模块(TLC5540/TLC5602)

 

  二、软件配置

  1、QuartusII设计软件,5.1版 + SP2补丁,支持全系列CycloneI/II芯片。

  2、SoPC Builder标准微处理器外设库。

  3、NiosII开发工具,包括NisoII 集成开发环境(IDE 5.1)

  4、Microtronix NiosII Linux开发包,1.4版本,支持QuartusII5.1和NIOSII 5.1

 

  三、文档资料

  1、FPGA开发板用户手册

  2、QuartusII和NIOSII IDE安装指导和入门教程。

  3、Verilog HDL/VHDL教学实验指导手册。

  4、主要芯片的数据手册及完整的电路图PDF文档。

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