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LH-MCUE完全模塊化單片機、EDA實驗開發系統

  • 所屬分類: 綜合類實驗系統

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  • 發布日期:2018-07-02 16:35:50
  • 產品詳情

、總體硬件組成和結構形式 
1、實驗臺體上下部由鐵質密文噴塑或鋁合金材料制成、上部實驗屏由開關電源、基礎實驗板、和擴展實驗板接入區以及實驗電路板組成。
2、實驗臺供電電源交流單相220V/50Hz。


二、詳細技術參數 
1、基礎實驗板 
1)提供+5V/2A 電源,由三組2芯電源插座輸出。
2)提供±12V/1A,由2組3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。
以上每路電源均設置短路、過流保護功能。
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,位碼用鍍金插孔引出。
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集成電路插座一個,用于靈活擴展常用門電路。
9)設置 電平和低電平復位電路個一路。


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)和STC單片機(STC12C5A60S2),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,數據輸出口必須帶負載擴展功能(如接有上拉電阻),并用2個8芯排線座并聯引出。該模塊單元還必須含有外置+5V電源輸入接口一個、+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、在線下載接口/RS232通信接口、外部接口用的控制線用插孔引出。
2)STM32 cortex-M3核心模塊單元
含有STM32 cortex-M3核心芯片STM32F103VBT6,其所有I/O口引腳完全對外引出,每組I/O口用8芯排線座并聯引出,數據輸出口必須帶負載擴展功能(如接有上拉電阻),并用2個8芯排線座并聯引出。該模塊單元還必須含有外置+5V電源輸入接口一個、+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、在線下載接口/RS232通信接口、外部接口用的控制線用插孔引出。
3)飛思卡爾系列單片機核心模塊單元
含有S12XS系列單片機(MC9S12XS256),所有I/O口引腳完全對外引出,每組I/O口用8芯排線座并聯引出,數據輸出口必須帶負載擴展功能(如接有上拉電阻),并用2個8芯排線座并聯引出。該模塊單元還必須含有外置+5V電源輸入接口一個、+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、在線下載接口/RS232通信接口、外部接口用的控制線用插孔引出。
4)FPGA模塊單元
FPGA模塊單元的配置有二種方式:種是只包含EP2C5T144C8芯片一塊,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腳可以擴展其他事實驗。FPGA系統詳細參數在本文后介紹。
5)其它核心模塊可以任意擴展


3、擴展實驗模塊的設置 
1)鍵盤顯示控制模塊單元
由一個4*4的矩陣鍵盤組成,鍵盤的行線和列線用8芯排線引出,由一個8位共陰數碼管及驅動芯片組成,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
該模塊由12864圖形液晶模塊或1602中文液晶模塊組成,具有兼容二者的接口,每次只能使用其中一種,但兩種模塊同時配備,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
該模塊A/D芯片采用AD0809,多路輸入端可以通過跳線帽來配置,控制信號通過模塊內的邏輯芯片綜合;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
該模塊中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)USB等通訊模塊單元
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AD590或數字溫度傳感器 DS18B20或LM75、加熱棒SLM3、專用散熱管10X3、4寸風扇、LM324組成的小信號放大電路、超溫報警顯示等部件組成了一完整的溫度閉環控制系統。
5、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。
6、實驗臺參考外形尺寸:1500×700×1400mm。


三、實驗臺配置

序號

名稱

說明

數量

1

LH-MCUE實驗臺

含臺體、實驗電路屏

1

2

Keil C51仿真器 +STC12C5A60S2芯片


1

3

實驗導線包

含電源線、通信線、2號實驗連接線等

1

4

配套軟件

Keil C51仿真調試軟件

1

4

1號模塊

并行AD和DA轉換


5

2號模塊

繼電器、電機、電子音樂等


6

9號模塊

LCD1602和12864接口


7

17號模塊

USB/RS232/RS484通訊等


8

18號模塊

I2C模塊單元


9

20號模塊

以太網模塊單元


10

24號模塊

無線收發通信模塊單元

1

11

38號模塊

4×4鍵盤8位數碼管顯示

1

12

39號模塊

串行AD/DA和 速AD

1

13

45號

綜合傳感器模塊

1

14

50號模塊

溫度測控模塊單元

1

15

51號模塊

DDS模塊單元


以下是選配CPU模塊

1

STM32 cortex-M3核心模塊單元


1

2

飛思卡爾系列單片機核心模塊單元


1

3

FPGA單元


1

4

8088微機原理系統


1


四、實驗項目 
可以根據模塊的配置來完成相關的實驗


附:FPGA獨立單元的詳細介紹


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。


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