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LH-DEK2完全模塊化電子創新實驗裝置

  • 所屬分類: 綜合類實驗系統

  • 點擊次數:
  • 發布日期:2018-07-02 16:16:46
  • 產品詳情

  LH-DEK2是針對電子系統創新實驗而研發的一種完全模塊化電子創新設計系統。提供給學生的只是一個完整的器件,要怎么應用它,都由學生自己設計線路,自己搭建硬件電路,以培養學生的動手能力和分析能力,為培養 素質的應用型人才打好扎實的基礎。

一、性能特點 
     實驗裝置結構形式:集實驗桌、綜合實驗平
臺、微電腦(選配)、信號發生器、示波器等于一體,綜合實驗平臺采用完全模塊化設計,可無限擴展不同的實驗系統,包括單片機、微機接口、EDA設計系統、ARM等。 

二、主要技術指標 
     * 實驗桌: 
     1、輸入電源:二相三線,交流220V±10%,50HZ
     2、輸出電源:
       1)二相三線交流220V±10%/50HZ 3組,用于其它測量儀器的供電。
       2)±5V直流電壓源,輸出電流1.5A; ±12V直流電壓源 , 輸出電流0.7A;
     3、裝置容量:≦1.5KVA
     4、外型尺寸:參考值1500×700×1300
     5、工作環境:溫度-10°C ~ +40°C,相對濕度85%(25C)
     6、安全保護:接地保護,漏電保護(動作電流<30mA),過載保護
     7、實驗桌體:實驗桌為鐵和鋁合金臺架結構,絕緣面板,桌面為防火、防水、耐 磨 密度板,結構堅固,造型美觀大方。臺體下部設有電腦主機柜、鍵盤架,另設有一個儲物柜,用于放置配件、工具及資料等,設計有儀器架,放置示波器等。


、詳細技術參數 
1、基礎信號輸出端均帶保護電路,在接線錯誤時,不會損壞設備)
1)提供+5V/2A 電源,由三組4芯電源插座輸出。
2)提供±12V/1A,由2組5芯電源插座輸出。
3)提供0~5V連續可調模擬量輸出1路,作為 A/D轉換的模擬量。
4)提供8路開關量輸入和輸出電路,輸入和輸出接口分別用8芯排線引出。 
5)設置2位共陰或共陽數碼管,段碼用8芯排線引出,位碼用鍍金孔引出。 
6)提供二路帶消抖±單脈沖信號輸出。
7)設置1MHZ和500KHZ國定脈沖輸出。
8)設置IC-14鎖緊插座一個,用于靈活擴展常用門電路。
9)設置 電平和低電平復位電路各一路。


2、核心模塊的配置 
1)51系列單片機核心模塊單元
含有兼容51系列SST單片機SST89E/V516RD2,以及通用帶鎖緊裝置的IC座1個,所有I/O口引腳完全對外引出,每組I/O口用8芯排線座引出,數據輸出口帶負載擴展功能,并用2個8芯排線座并聯引出。含有外置+5V電源輸入接口1個、USB電源接口1個、+5V引出插座2個、電源開關一個、復位按鈕一個、晶振電路、經鎖存的低位地址線A0~A2用插孔引出、RS232在線下載通信接口1個、外部接口用的控制線用插孔引出。
2)EDA設計核心模塊單元
EDA設計核心模塊單元的配置有二種方式:種是只包含EP2C5T144C8芯片1塊,有串行配置芯片及下載接口構成FPGA小系統,其所有I/O口線全部用排針引出,其他外圍的接口和單片機共用。第二種是FPGA系統完全獨立,核心板上多余的I/O腳可以擴展其它實驗。FPGA系統詳細參數另行提供。
3)本系統可以任意擴展其它單片機系統,包含C8051單片機核心模塊、ATMEGA16單片機核心模塊、MSP430單片機核心模塊、PIC16單片機核心模塊、STM32 cortex-M3核心模塊。該類模塊單元還有外置+5V電源輸入接口一個、+5V引出插座1個、電源開關一個、復位按鈕一個、晶振電路和在線下載接口或RS232通信接口。


3、擴展實驗模塊的設置 
1)鍵盤顯示控制模塊單元
1個4*4的矩陣鍵盤,行線和列線用8芯排線引出;8位共陰數碼管及驅動芯片,采用動態掃描的方式,譯碼位選信號和八段碼信號線用8芯排線引出;譯碼模塊由74LS138和8個LED組成(LED使用貼片),譯碼芯片同時連接8個LED及8個數碼管的公共端;電源接口用2個2芯插座引出。
2)LCD顯示模塊單元
由12864圖形液晶模塊或1602中文液晶模塊組成,二者兼容,每次只能使用其中一種,電路中有背光調節等功能,其數據線用2個8芯排線座并聯引出,電源接口用2個2芯插座引出。
3)A/D、D/A模塊單元
A/D芯片采用AD0809,多路輸入端可以通過跳線帽來配置;D/A芯片采用DA0832,可以輸出模擬電流或模擬電壓信號,參考電壓由模塊內提供。其數據線用2個8芯排線座并聯引出,電源接口+5V用2個2芯插座引出,±12V由1個3芯插座引出,其它控制線由插孔引出。
4)電子音響驅動控制和繼電器控制以及電機控制模塊單元
有蜂鳴器驅動控制電路和小型繼電器控制電路,其輸入接口用單個插孔引出。另有1個小型四相步進電動機20BY,用MC1413直接驅動;1個直流電機及驅動電路,并帶紅外光電測速電路,步進電機和直流電機單獨安放,其輸入輸出接口由插孔引出。電源接口+5V用2個2芯插座引出。
5)無線收發通信模塊單元
該模塊包含nRF24L01無線通信模塊以及3.3V電源轉換電路,輸入電源為+5V,其數據線用2個8芯排線座并聯引出,電源接口+5V用2個2芯插座引出, 其它控制線由插孔引出。
6)超聲波測距模塊單元
該模塊包含超聲波發射和接收頭,以及信號調理電路,電源接口+5V用2個2芯插座引出,其它信號線用插孔引出。
7)I2C模塊單元
該模塊包含串行鍵盤顯示接口ZLG7290和串行實時時鐘PCF8563電路以及由24C01組成的接觸式IC卡讀寫電路組成。其數據線用2個8芯排線座并聯引出,電源接口+5V用2個2芯插座引出, 其它控制線由插孔引出。
8)通訊模塊單元
該模塊包含RS232/485串行通訊電路、CAN總線通信電路(CAN芯片是SJA1000)、無線紅外通信電路組成。其數據線用2個8芯排線座并聯引出,電源接口+5V用2個2芯插座引出, 其它控制線由插孔引出。
9)以太網模塊單元
該模塊包含以太網芯片RT8019電路,其數據線用2個8芯排線座并聯引出,電源接口+5V用2個2芯插座引出, 其它控制線由插孔引出。
10)串行AD/DA模塊單元
該模塊包含AD7922串行雙路12為AD和TLV5638串行雙路12為DA各一個,并有相關信號調理電路,其電源接口+5V用2個2芯插座引出, 其它控制線由插孔引出。
11) 速AD模塊單元
該模塊包含ADS826 速AD(10bit并行輸出,60Msps)一個,并有相關信號調理電路,其數據線用2個8芯排線座并聯引出,電源接口+5V用2個2芯插座引出, 其它控制線由插孔引出。
12)DDS模塊單元
該模塊包含AD9852芯片一塊,并有相關信號調理電路,信號輸出安裝專用射頻接口,由射頻線連接,背板為插座方式連接,電源接口單獨連接。
13)溫度測控模塊單元
由 精度溫度傳感器、加熱管SLM3、專用散熱器、4寸風扇、小信號放大電路LM324、超溫報警顯示等部件組成一完整的溫度閉環控制系統。


4、實驗電路工作電源:±5V/2A、±12V/0.5A,每路均帶有短路保護和自動關斷功能,每路帶電源指示。其中+5V電源設計有過壓、過流、欠壓保護功能,待電路中故障排除后,自動恢復供電。
5、低頻函數信號發生器:可以產生正弦波、方波、三角波,信號寬度2mS~5S可調,幅值可調。頻率范圍0.2HZ~500HZ,幅值-5V~+5V可調。
6、運算放大器共4個單元(可擴展若干個),可以自由組合成多級放大電路。每個單元由運算放大器、輸入回路6組電阻或電容,反饋回路7組電阻和電容組成。
7、示波器 
基于FPGA設計,采用5.0"TFT800×480 液晶顯示屏,色彩絢麗,通道數2個,模擬頻帶寬度0~20MHz, 實時采樣率100M,取樣緩沖器深度4096。  
8、實驗的連接
模塊間實驗線路的連接:控制信號和部分接口信號的引出采用自鎖緊式涂金插孔,永不氧化,美觀漂亮,一些總線信號采用排線連接,操作簡便,實驗導線連接穩定可靠。


四、實驗項目 
根據模塊配置來設置,可以無限擴展。


附:EDA獨立設計模塊的詳細介紹 
一、硬件配置 
采用核心板和擴展底板相結合的方式設計,核心板自成小系統,只需外接5V
直流電源即可以開發設計,主芯片用Altera公司的CycloneII系列。核心板上配置了FLASH、SRAM、 速時鐘和配置芯片以及JTAG、AS調試接口、電源管理、專用擴展接口等。同時核心板靈活的擴展方式,可以根據用戶的不同開發項目很方便的擴展不同的外圍接口。


FPGA核心板詳細組成 
1、核心板采用10層 精度PCB設計,系統運行加穩定、可靠。
2、主芯片采用Altera公司的Cyclone II系列級FPGA ,具體可以由用戶確定。FPGA配置芯片采用EPCS4,容量 達4M BIT,采用AS模式編程,擦寫次數 達上萬次。
3、一路50M 速、穩定的時鐘源。
4、一路系統復位電路。
5、系統電源管理模塊能夠提供+5V、+3.3V、+2.5V等多種不同電壓的電源輸出供系統使用。
6、提供兩路SRAM,芯片采用IDT71V416-10P。容量 達256K*32BIT。
7、一路FLASH 芯片采用AM29L065D。容量 過8M*8BIT。
8、一路64M*8BIT  NAND FLASH。
9、一路32M*8BIT  SDRAM。


*擴展底板詳細組成 
1、RTC實時時鐘。
2、1個256色VGA接口。
3、1個標準串行接口。
4、1個USB設備接口,利用PDIUSBD12芯片實現USB協議轉換。
5、 基于SPI或IIC接口的音頻CODEC模塊。
6、 1個蜂鳴器輸出模塊。
7、 1個PS2鍵盤/鼠標接口。
8、 1個IIC接口的EEPROM存儲器模塊。
9、 8個七段碼管LED顯示。
10、 128×64圖形液晶顯示器。
11、 16個發光二極管顯示。
12、 4×4矩陣鍵盤。
13、 8個獨立按鍵。
14、 速AD/DA模塊(TLC5540/TLC5602)


二、軟件配置 
1、QuartusII設計軟件,5.1版 + SP2補丁,支持全系列CycloneI/II芯片。
2、SoPC Builder標準微處理器外設庫。
3、NiosII開發工具,包括NisoII 集成開發環境(IDE 5.1)
4、Microtronix NiosII  Linux開發包,1.4版本,支持QuartusII5.1和NIOSII 5.1


三、文檔資料     
1、FPGA開發板用戶手冊。 
2、QuartusII和NIOSII IDE安裝指導和入門教程。
3、Verilog HDL/VHDL教學實驗指導手冊。
4、主要芯片的數據手冊及完整的電路圖PDF文檔。


四、參考布局圖


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