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YYPC-L106D型单片机、CPLD/FPGA开发综合实验装置

　　　　　　　　　　　　YYPC-L106D型单片机、CPLD/FPGA开发综合实验装置
一、产品概述
　　针对各高等院校须同时开设"单片机"和"CPLD/FPGA"教学的需求，本企业研发了YYPC-L106D型单片机·CPLD/FPGA开发综合实验装置"。它集MCS-51单片机、CPLD/FPGA及综合等技术于一体，提供了优化的软件和硬件集成资源，适合"单片机原理及接口技术、"CPLD/FPGA原理及其应用技术"教学大纲的要求，实验系统提供了丰富的硬件接口电路和功能模块，并提供各种接口电路的应用范例和测试程序以及详细的应用说明，帮助用户快速地掌握这些接口的应用方法，是各高等院校开展单片机、CPLD/FPGA教学、课程设计、电子设计竞赛及科研开发的理想设备。
二、系统特点
　1、MCS-51单片机系统
　　丰富的接口电路，这些单片机接口电路涵盖了MCU的各个应用领域，应用和设计的方法。CPU芯片引脚引出，可以任意的连接自己的实际应用系统。配有专业的3000型高性能MCS-51硬件仿真器，64K数据空间、64K程序空间全部开放，不占用CPU资源，采用双CPU模式，仿真CPU和用户CPU独立运行，具有编辑、编译、下载、单步、跟踪、断点、运行等多种功能。上位仿真软件支持汇编、C语言。可运行于WIN98/2000/NT/XP操作系统平台。
　2、CPLD/FPGA系统，包含数字和模拟EDA系统
　　数字EDA系统配有Altera公司的EP1K30器件，具有30000门的FPGA芯片，可兼容多种电压内核芯片。也可配置Lattice公司的ISPLSI1032E器件，具有6000门的CPLD芯片。
　　模拟EDA系统配有Lattice公司的ispPAC系列器件，配套专用编程下载线和下载软件。
　3、可选配C8051F020单片机模块，配备EC5仿真器。
　4、可选配我公司DAQ数控式创新实验平台,可完成如四层电梯、交通灯控制、水塔水位自动控制等多达15个创新实验。
三、装置技术性能
　1、输入电源：单相三线220V±10% 50HZ
　2、工作环境：温度-10℃~+50℃ 相对湿度<85%（25℃）海拔<4000m
　3、绝缘电阻：大于3MΩ
　4、装机容量：小于0.5Kva
　5、外形尺寸：135cm×60clm×140cm，以产品实物为准
四、系统配置
　1．控制器单元挂箱：挂箱主要用于插接不同的CPU模块。挂箱上包含了CPU模块的接口插座和基本实验电路及系统扩展电路，可单独完成大部分的基本实验，挂箱上有三个(40P、40P、20P)扁平电缆接口槽用于和其他挂箱连接。
　挂箱上的资源如下：

(1) 8155接口模块
(2) 8255接口模块
(3) 8279键盘显示接口模块
(4) 8253可编程定时器模块
(5) MAX813硬件看门狗模块
(6) I2C EEROM模块
(7) 8250模块
(8) 8251模块

(9) AT24C02存储器模块
(10)PCF8563日历时钟模块
(11)单次脉冲模块
(12)93C46串行EEPROM模块
(13)红外线收发模块
(14)DS18B20数字温度传感器模块
(15)开关量输入模块
(16)关量输出模块

　控制器单元挂箱支持CPU模块和译码模块：

模块名称

功能指标

51系列CPU模块

支持80C31、80C51，含32K SRAM、64K ROM组成数据总线、地址总线和控制总线

Cygnal51CPU模块(选配)

采用美国Cygnal公司的嵌入式单片机C8051F020芯片，含32K SRAM，组成数据总线、地址总线和控制总线

译码模块

采用LATTICE公司的ispLSI1016E完成整个系统的译码工作

　2.信号转换单元挂箱：挂箱上有三个（40P、40P、20P）扁平电缆接口槽用于和控制器单元挂箱信号连接。
　挂箱支持的模块：

模块名称

功能指标

8位并行AD模块

由AD0809模数转换电路组成8路8位AD。

8位并行DA模块

由两只DA0832数模转换电路组成2路8位DA。

12位并行AD模块

由AD574模数转换电路组成12位AD。

12位并行DA模块

由TLV5613数模转换电路组成12位DA。

I/O 扩展模块

由两块74LS244芯片扩展成16路并行输入电路。
由两块74LS273芯片扩展成16路并行输出电路。
用74LS164芯片组成串转并输出电路。
用74LS165芯片组成并转串输入电路。

转换模块

用LM311实现V/F电路和F/V电路
用TLC549芯片组成串行AD转换电路。
用TLC5615芯片组成串行DA转换电路。

　3．通信与打印机单元挂箱：挂箱上有三个（40P、40P、20P）扁平电缆接口槽用于和其他挂箱信号连接，打印机装在挂箱的底板上。

模块名称

功能指标

RS232/RS485/CAN总线通信模块

由MAX232芯片组成RS232通信电路，MAX485芯片组成RS485通信电路。
由SJA1000芯片和TJA1050芯片组成CAN总线电路。

USB通信模块

由1581芯片组成USB2.0通信模块

网络控制器模块

采用RTL8019AS芯片

微型打印机（选配件）

微型打印机

　4．显示与键盘单元挂箱：挂箱上有三个（40P、40P、20P）扁平电缆接口槽用于和其他挂箱信号连接。
　挂箱支持的模块：

模块名称

功能指标

静态显示模块

由74LS164芯片驱动

动态显示模块

采用8位8段LED数码管。

液晶显示模块

提供128*64点阵的液晶显示屏

CPLD模块

采用LATTICE公司1032芯片

4*4行列式键盘

公共键盘

　5、对象挂箱(一) ：挂箱上有三个（40P、40P、20P）扁平电缆接口槽用于和其他挂箱信号连接。
　挂箱支持的模块：

模块名称

功能指标

继电器模块

由两个5V继电器、2个12V继电器和2个24V继电器组成。

光耦隔离模块

由3个TLP521-4芯片组成12入12出。

LED显示模块

用16个LED灯组成逻辑电平测试电路

开关量模块

用16个按键组成高低电平输出电路

　6、对象挂箱(二) ：挂箱上有三个（40P、40P、20P）扁平电缆接口槽用于和其他挂箱信号连接。
　挂箱支持的模块：

模块名称

功能指标

IC卡读写模块

由两个5V继电器、2个12V继电器和2个24V继电器组成。

直流电机

带驱动小直流电机，测速部分由1个霍尔传感器组成

步进电机

采用四相步进电机，带驱动电路

交通灯模块

采用16个LED灯和四位数码管组成。

语音处理模块

采用1730专用语音芯片组成

PWM调制模块

由324运放芯片组成,用于小直流电机调速

　7、 EDA 挂箱（一）（数字EDA系统CPLD/FPGA）

模块名称

功能指标

CPLD器件：Lattice1032E(默认)

Lattice公司6000门CPLD

FPGA器件：EP1K30（选配件）

Altera公司30000门FPGA

VGA接口

VGA接口，接显示器做彩条信号实验

PS/2键盘接口

PS/2键盘接口逻辑设计

　8、 EDA 挂箱（二）（模拟EDA系统）
　　LATTICE ispPAC系列器件IspPAC10及相关外围、下载电路。
五、实验项目
　1、MCS-51单片机实验项目：
　软件部分实验：

1．清零程序田
2．拆字程序
3．拼字程序
4．数据区传送子程序
5．数据排序实验

6．查找相同数据个数
7．无符号双字节快速乘法子程序
8．多分支程序
9．多分支程序
10．电脑时钟实验

　硬件部分实验：

1．P1口亮灯实
2．P1口转弯灯实验
3．P3.3口输入，P1口输出实验
4．工业顺序控制实验
5．8255 A、B、C口输出方波实验
6．8255 PA口控制PB口
7．8255控制交通灯
8．简单I/O扩展实验
9．并行ADC 0809转换实验
10．并行DAC 0832转换实验
11．8279键盘显示实验
*12.通用打印机实验
13.微型打印机实验
14.I2C储存卡读写实验
15.语音芯片ISD173控制实验（录音）
16.语音芯片ISD1730控制实验（放音）
17.继电器控制实验
18.步进电机控制
19.8253方波实验
20.小直流电机调速实验
21.16*16 LED点阵显示实验
22.128*64 LCD液晶显示实验
23.8250可编程异步通讯接口实验
24.8251可编程通讯接口实验
25.单片机RS232/485串行发送实验
26.单片机RS232/485串行接收实验

27.DS18B20单总线温度测量实验
28.红外线遥控收发实验
29.串行A/D TLC549转换实验
30.串行10位D/A TLC5615转换实验
31.PCF8563 I2C日历时钟实验
32.MAX813看门狗实验
33.PWM脉宽调制实验
34.74LS164串并转换
35.74LS165并串转换
36.LM331 V/F转换实验
37.AT24C02 I2C总线存储器读写实验
38.串行存储芯片93C46读写实验
39.电子音乐演奏实验
40.CAN总线通讯接口实验
41.以太网TCP/IP协议接口实验
42.USB2.0通讯接口实验
43.LM331 F/V转换实验
44.LM331 V/F转换实验
45.AD574 12位并行模数转换实验
46.TLV5613 12位并行数模转换实验
47.4*4行列式键盘实验
48.8位静态显示器实验
49.8位动态显示器实验
50.光耦隔离模块实验
51.模拟十字路口交通灯实验

　2．CPLD/FPGA模块实验
　基本实验：

1、七人表决器
2、四位加法器
3、BCD码加法器
4、格雷码变换器
5、格雷码变换器
6、触发器(D,JK)
7、设计74LS160功能模块计数器
8、多模加减计数器

9、可控脉冲发生器
10、简易数码锁
11、语字母显示实验
12、八位乘法器
13、序列检测器
14、可变模16位加法计数器
15、正负脉冲数控调制发生器
16、秒表设计实验验

　模块实验：

17、A/D 0809模数转换器实验
18、D/A 0832数模转换器实验
19、（19）步进电机控制实验
20、小直流电机转速控制
21、16*16 LED点阵显示实验
22、VGA接口彩条信号实验
23、4*4键盘扩展实验
24、128*64 LCD液晶显示实验

25、电子音乐演奏实验
26、RS232串口发送实验（SEND）
27、RS232串口接收实验（RECEIVE）
28、PS/2键盘接口逻辑设计
29、异步串口通讯（UART）
30、串行A/D转换实验TLC549
31、波形发生器实验
32、存储器读写实验

　模拟EDA实验：

33、IspPAC10增益的设定与调整
34、IspPAC10增益的放大与衰减
35、IspPAC10二阶滤波器的实现

36、IspPAC10电桥测量实验
37、IspPAC10在Single-Ended中的应用
38、IspPAC10实现温度监测

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