实验系统硬件单元使用说明课件.ppt

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1、实验系统主要电路的原理图系统的各功能模块硬件单元及使用说明1、FPGA芯片----EP1K30TC144TC这是Altera公司隶属于ACEX1K系列的一款低功耗FPGA芯片，其I/O引脚可驱动2.5V、3.3V、5V器件。2、FPGA的配置芯片----EPC2LC20FPGA的编程信息保存在SRAM中，故无法掉电保持，故采用串行EPROM配置芯片以实现数据永久保存。EPC2LC20的JTAG编程电路原理图FPGA芯片和EPC2配置芯片的操作说明当拨位开关SW1拨在1、3、5、7时下载电路直接对FPGA芯片进行程序下载，这时可以完成EDA的实验项目；在拨位开关SW1拨位在2、4、6、8

2、时下载电路对EPC2下载程序，重新上电后程序自动地从EPC2加载到FPGA芯片中去，从而完成在系统编程。（建议大家操作时尽量使用FPGA芯片下载）3、开关量输入输出模块该模块包括16个流水灯电路（开关量输出）及8个拨码开关（开关量输入）流水灯电路原理图注意：该原理图中的管脚分配非常重要，若实验中用到流水灯，必须知道其管脚分配。拨码开关电路原理图注意：该原理图中的管脚分配非常重要，若实验中用到拨码开关，必须知道其管脚分配。做实验若用到开关量输入输出模块，必须用40针排线将开关量输入输出接口和数据通信接口连接起来开关量输入输出接口和数据通信接口电路原理图流水灯和拨码开关的引脚并未直接接到

3、FPGA芯片，需要通过连接到数据通信的接口才能受FPGA的控制4、数码管显示模块两个4位的数码管其段码和位码均采用74HC244驱动，其显示方式必为动态。（有关数码管静态和动态显示的详细阐释见课件文件夹中附录1文档）数码显示模块的电路原理图注意：该原理图中的管脚分配非常重要，若实验中用到数码显示器，必须知道其管脚分配。5、键盘模块此模块共有两种按键，K1-K4是轻触按键，按键未按下时对FPGA为高电平输入，按键按下时对FPGA输入低电平，松开按键后恢复高电平输入。K5-K8是带自锁的按键开关，按键未按下时是高电平，按键按下时为低电平且保持低电平不变，只有再次按下此键才恢复高电平。键盘模

4、块的电路原理图注意：该原理图中的管脚分配非常重要，若实验中用到键盘模块，必须知道其管脚分配。另外，在使用键盘模块时，须考虑其机械抖动问题，请参阅课件文件夹中的附录2文档。6、频率源模块该模块对FPGA提供了高、中、低档的频率源输入，分别为4.194304MHz、12MHz和50MHz。频率源模块电路原理图注意：该原理图中的管脚分配非常重要，若实验中用到频率源或需要做信号波形测试，必须知道其管脚分配。7、A/D和D/A转换模块A/D转换模块采用8位、高速采样（20MHz）的A/D器件TLC5510，模拟信号通过JCON输入，时钟输入采用FPGA控制的12MHz信号，输入信号范围为0-4V

5、。D/A采用8位D/ATLC7524，该芯片把数字量转化为电流量，通过运放转换为电压输出。A/D和D/A转换模块电路原理图注意：该原理图中的管脚分配非常重要，若实验中用到A/D或D/A转换模块，必须知道其管脚分配。TLC5510和TLC7524的芯片资料见课件文件夹的PDF文档。8、接口模块接口模块包括串行接口模块、PS/2接口模块、VGA接口模块。接口模块电路原理图注意：该原理图中的管脚分配非常重要，若实验中用到这些接口模块，必须知道其管脚分配。9、液晶接口模块该液晶模块共18引脚，定义的是一块122x32的图形液晶接口。液晶接口模块电路原理图注意：该原理图中的管脚分配非常重要，若实

6、验中用到液晶接口模块，必须知道其管脚分配。另外，该内置SED1520的液晶显示控制器的资料见课件文件夹中附3的文档。10、板载信号源模块该模块提供了两路信号的输出，每路信号可以提供三角波、正弦波、方波，频率从0-50KHz连续可调。11、虚拟仪器模块该虚拟仪器是借助计算机的声卡来产生信号源和用于示波器的，使用时将JP1和JP2用音频线接入计算机声卡的耳机输出和麦克风端，在立体声耳机输出的左右声道分别代表两路信号输出，可以从S1和S2上测量输出的信号源。X1和X2分别是虚拟示波器的输入，必须注意输入信号的幅度应该控制在5V以内。虚拟仪器操作说明补充该虚拟仪器的操作软件见课件文件夹，该软件

7、须注册才能完全使用。使用其虚拟示波器时将音频线连接虚拟仪器模块的示波器端口和PC机声卡的MIC端口，可按软件使用说明对电脑的声卡进行设置，注意该虚拟示波器的输入电压的频率范围为20Hz-20KHz。输入电压幅值一般为1VAC（部分声卡可设置为5VAC）。