YX-SZXT4數(shù)字電路、EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)

一、產(chǎn)品概述

    本系統(tǒng)由鋁木合金箱體、開(kāi)關(guān)電源、常用信號(hào)源、常用模數(shù)接口、人機(jī)接口、接插式FPGA下載板和實(shí)驗(yàn)電路區(qū)等組成。其中信號(hào)源由高性能單片機(jī)產(chǎn)生，穩(wěn)定可靠。全部的實(shí)驗(yàn)用信號(hào)線的連接采用高可靠杜邦線和單根2號(hào)插針線，避免接觸不良現(xiàn)象反生。擴(kuò)展設(shè)計(jì)的CPLD/FPGA開(kāi)發(fā)板為用戶開(kāi)展創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供了良好的硬件平臺(tái)。本實(shí)驗(yàn)箱適用于本?？圃盒Ｋ须婎惡头请婎悓I(yè)《數(shù)字電子技術(shù)》、《數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)》、《EDA技術(shù)設(shè)計(jì)》等課程的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)，有出版社出版的配套教材。

二、技術(shù)指標(biāo)（以下1-4項(xiàng)全部集成在一個(gè)主板上）

1、實(shí)驗(yàn)電路工作電源：+5V/2A、±12V/0.5A，每路均帶有短路保護(hù)和自動(dòng)關(guān)斷功能，每路帶電源指示。其中+5V電源設(shè)計(jì)有過(guò)壓、過(guò)流、欠壓保護(hù)功能，待電路中故障排除后，自動(dòng)恢復(fù)供電。

2、常用信號(hào)源

1）固定脈沖：8路固定脈沖輸出，分別是 1M，500K，100K，10K，1K，100HZ，10HZ，1HZ，由排線接口和插孔引出。

2）由系統(tǒng)控制CPU 89C51產(chǎn)生各種常用信號(hào)源和數(shù)碼管掃描顯示電路。

3）HEX碼輸出：2組HEX碼輸出，通過(guò)各自對(duì)應(yīng)的按鈕改變HEX碼數(shù)據(jù)輸出，帶指示燈顯示，由排線接口引出。

4)單脈沖：4路防抖動(dòng)單脈沖輸出，由排線接口和插孔引出。

3、人機(jī)接口電路

1）發(fā)光二極管顯示：十二個(gè)高亮發(fā)光二極管，四個(gè)紅，四個(gè)綠，四個(gè)黃。由排線接口和插孔引出。

2）邏輯開(kāi)關(guān)：12位邏輯開(kāi)關(guān)輸出，由排線接口和插孔引出。

3）數(shù)碼管顯示：6個(gè)帶譯碼輸出的高亮七段數(shù)碼管顯示，由排線接口和插孔引出。

4）雙色點(diǎn)陣：8X8 雙色點(diǎn)陣顯示，由排線接口和插孔引出。

4、常用模數(shù)接口

1）模數(shù)轉(zhuǎn)換：8位模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC0809，帶模擬量發(fā)生器，產(chǎn)生模擬電壓，由排線接口和插孔引出。

2）數(shù)模轉(zhuǎn)換：雙極性數(shù)模轉(zhuǎn)換DAC0832，由排線接口和插孔引出。

3）蜂鳴器和喇叭：帶蜂鳴器和喇叭以及驅(qū)動(dòng)電路。

5、FPGA模塊：帶EP4CE10E22主芯片和1MFLASH 配置芯片、50MHZ有時(shí)鐘以及下載接口，全部I/O口由排線接口引出，同時(shí)設(shè)計(jì)有4×4矩陣鍵盤(pán)，鍵盤(pán)采用高質(zhì)量CP定制鍵。FPGA器件配套編程軟件可隨時(shí)更新。

6、FPGA模塊2：

1）帶 4CE115F29主芯片和EPCS64配置芯片，自帶USB-Blaster對(duì)Jtag和as模式的支持。

2) 配存儲(chǔ)用的芯片有： 2-Mbyte SRAM，64-Mbyte SDRAM，8-Mbyte Flash memory

3）超強(qiáng)多媒體：24位CD音質(zhì)音頻芯片WM8731(Mic輸入+LineIn+ 標(biāo)準(zhǔn)音頻輸出)，視頻解碼芯片(支持NTSC/PAL制式)，帶有高速DAC視屏輸出VGA模塊。

4）配備標(biāo)準(zhǔn)接口：通用串行總線USB控制模塊以及A、B型接口，SD Card接口，IrDA紅外模塊，2個(gè) 10/100/1000M自適應(yīng)以太網(wǎng)絡(luò)適配器，RS-232標(biāo)準(zhǔn)串口， PS/2鍵盤(pán)接口。

7、中小規(guī)模集成電路實(shí)驗(yàn)區(qū)

1）擴(kuò)展轉(zhuǎn)接：設(shè)置排線和插孔的轉(zhuǎn)接區(qū)，方便實(shí)驗(yàn)線路的連接。

2）配備11個(gè)IC14，12個(gè)IC16集成電路插座（可以根據(jù)用戶需求改用鎖緊式IC插座），由插孔引出。

8、軟件和資料配置

1）調(diào)試適配器：與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)配套使用的調(diào)試器,它承載數(shù)字邏輯電路以及數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)和片上調(diào)試器，提供操作實(shí)驗(yàn)電路的人機(jī)交互平臺(tái)。

2）可視化的實(shí)驗(yàn)調(diào)試系統(tǒng)：邏輯電路實(shí)驗(yàn)具有真實(shí)感的實(shí)物操作界面和基于原理框圖的操作界面。

3)用戶可自定義邏輯電路實(shí)驗(yàn)操作界面。

4)在做計(jì)算機(jī)組成原理中模型機(jī)實(shí)驗(yàn)時(shí)，能夠?qū)?shí)驗(yàn)CPU內(nèi)部狀態(tài)以數(shù)據(jù)和信息流的形式動(dòng)態(tài)顯示。

5）提供Quartus軟件和實(shí)驗(yàn)例程。

6）提供和實(shí)驗(yàn)箱配套的由出版社出版的配套教材。

7）提供和實(shí)驗(yàn)箱配套的實(shí)驗(yàn)教程PPT。

9、機(jī)箱：堅(jiān)固型鋁合金框架，厚實(shí)的 ABS 塑料包角，參考外形尺寸 480×360×120mm。

10、實(shí)驗(yàn)線路的連接：全部信號(hào)引出采用自鎖緊式涂金插孔，永不氧化，連接穩(wěn)定可靠。

三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)

1. 晶體管開(kāi)關(guān)特性、限幅器與鉗位器

2. TTL集成邏輯門(mén)的邏輯功能與參數(shù)測(cè)試

3. CMOS集成邏輯門(mén)的邏輯功能與參數(shù)測(cè)試

4. 集成邏輯電路的連接和驅(qū)動(dòng)

5. 組合邏輯電路的設(shè)計(jì)與測(cè)試

6. 譯碼器及其應(yīng)用

7. 數(shù)據(jù)選擇器及其應(yīng)用

8. 觸發(fā)器及其應(yīng)用

9. 計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用

10. 移位寄存器及其應(yīng)用

11. 脈沖分配器及其應(yīng)用

12. 使用門(mén)電路產(chǎn)生脈沖信號(hào)——自激多諧振蕩器

13. 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器與施密特觸發(fā)器——脈沖延時(shí)與波形整形電路

14. 555時(shí)基電路及其應(yīng)用

綜合實(shí)驗(yàn)（需另配器件）

15. D/A、A/D轉(zhuǎn)換器

16. 智力競(jìng)賽搶答裝置

17. 電子秒表

18. 三位半直流數(shù)字電壓表

19. 數(shù)字頻率計(jì)

20. 拔河游戲機(jī)

FPGA設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

1）3-8譯碼器實(shí)驗(yàn)

2）8-3編碼器實(shí)驗(yàn)

3）數(shù)碼轉(zhuǎn)換及顯示電路

4）四位全加器

5）四位并行乘法器

6）設(shè)計(jì)基本觸發(fā)器

7）設(shè)計(jì)74LS160計(jì)數(shù)器功能模塊

8）可控脈沖發(fā)生器

9）正負(fù)脈寬數(shù)控調(diào)制信號(hào)發(fā)生器

10）序列檢測(cè)器（狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)）

11）存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)

12）LED顯示十字路口交通燈自動(dòng)控制器的設(shè)計(jì)

13）數(shù)碼管顯示時(shí)鐘數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)

14）8×8 點(diǎn)陣顯示字符和中文實(shí)驗(yàn)

15）128×64 液晶顯示字符和中文實(shí)驗(yàn)

16)信號(hào)和傳輸

17）加減運(yùn)算電路

18）運(yùn)算器數(shù)據(jù)通路

19）主存儲(chǔ)器組織

20）高速緩沖存儲(chǔ)器

21）指令和尋址方式

22）微程序控制

23）微程序設(shè)計(jì)

24）中斷電路

25）輸入輸出和中斷

四、實(shí)驗(yàn)箱配置

附：使用本實(shí)驗(yàn)箱需配套儀器儀表：萬(wàn)用表和示波器。