【正文】 2，直接接入 FPGA的 I/O 引腳。模塊沒有硬件字庫 ，可通過軟件編程方式實(shí)現(xiàn)英文、漢字和圖形的顯示。通過對硬件進(jìn)行編程，輸出標(biāo)準(zhǔn)的 VGA信號（紅、綠、蘭三色信號和行、幀同步信號）至顯示器，驅(qū)動其顯示圖像信號。 圖 RS232 串行通信 實(shí)驗(yàn)箱上有一個標(biāo)準(zhǔn)的 9 針 RS232 接口，只使用了其中的“引腳 2— RxD”和“引腳 3—TxD 兩根信號線，與 RS232 雙線通信協(xié)議兼容。 電源 實(shí)驗(yàn)箱采用直流 +12V、 12V、 5V電源供電，由電壓轉(zhuǎn)換芯片 、 提供系統(tǒng)所需的 。 至此，硬件安裝完畢，下面就可以下載配置進(jìn)行調(diào)試了。 二、 配置 基本配置 ★ 1. 5V、 、 ★ 2. 40 萬門 SpartanⅢ XC3S400 FPGA ★ 3. 支持 JTAG、 Slave Serial、 Select MAP 等多種加載模式 ★ 4. 支持 FPGA EEPROM 配置， EEPROM芯片為 XCF02S ★ 5. 內(nèi)置 50MHZ 晶振，滿足高速設(shè)計要求 ★ 6. 以 STC89c58RD+為核心的單片機(jī)最小系統(tǒng) ★ 7. 高速 AD/DA模塊 ★ 8. 支持標(biāo)準(zhǔn) RS232 串行接口 ★ 9. PS2 鍵盤接口 、 PS2 鼠標(biāo)接口，支持 3D、 4D 滾輪鼠標(biāo) ★ 10. VGA監(jiān)視器接口，支持 800 600、 1600 1200 或自定義分辨率 ★ 11. 12864 點(diǎn)陣 LCD 顯示（可選） 可選配置 ★ 12. 大容量高速 SRAM 模塊，容量 128KB ★ 13. 直接數(shù)字合成 DDS 模塊 ★ 14. 語音處理模塊 三、軟、硬件安裝 開發(fā)套件內(nèi)容 ★ 電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)箱； ★ FPGA下載線； ★ 串口電纜； ★ 用戶手冊 (含原理圖和元器件清單 )； ★ CDROM（含 、 、 Keilc5 ISPlay 開發(fā)軟件 （ 數(shù)據(jù)手冊） ； 電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)箱各模塊基本配置： ◎ 底板： ★ +12V、 12V、 5V、 5V、 、 ★ VGA顯示接口 ★ PS2 鼠標(biāo)、鍵盤接口 ★ RS232 串行通信接口 電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)箱 長沙鑫三知科教設(shè)備有限公司 3 ★ 音頻 輸入 /輸出接口 ★ LCD 接口 ★ 2 個獨(dú)立按鍵 ★ 8 個發(fā)光二極管 ★ 電源指示燈 ★ 各模塊插座 ◎ FPGA模塊： ★ SpartanⅢ XC3S400 40 萬門 FPGA ★ XCF02S（ 2Mbit） Configuration PROM ★ 內(nèi)置 、 、 、 ★ 內(nèi)置 Jtag下載電路 ★ 電源指示 ★ 內(nèi) /外部電源切換開關(guān) ◎ MCU 模塊： ★ 51 系列核心單片機(jī)，與多款型號兼容 ★ 地址、數(shù)據(jù)、中斷等多種擴(kuò)展接口 ★ 內(nèi)置 ISP 下載電路 ★ 8 個 7 段數(shù)碼管 ★ 128*64 點(diǎn)陣液晶 ★ 4 行 4 列按鍵 ★ 32K 靜態(tài) SRAM ★ TLC549 AD芯片 ★ TLV5618 DA芯片 ★ 晶振； 硬件安裝 電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)箱 長沙鑫三知科教設(shè)備有限公司 4 圖 硬件安裝示意圖 硬件的安裝過程非常簡單，如圖 所示， 將各模塊插 到對應(yīng)的位置。目 錄 一、系統(tǒng)簡介 ................................................................................................................... 2 二、配置 .......................................................................................................................... 2 三、軟、硬件安裝 ............................................................................................................ 2 四、系統(tǒng)功能介紹 ............................................................................................................ 4 五、 MCU 單片機(jī)小系統(tǒng)詳述 .......................................................................................... 22 六、 簡明教程 ...................................................................................................... 36 七、 電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)箱實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目簡介 .......................................................................... 48 實(shí)驗(yàn)一、流水燈控制實(shí)驗(yàn) ........................................................................................ 48 實(shí)驗(yàn)二、數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn) ........................................................................................ 50 實(shí)驗(yàn)三、液晶顯 示實(shí)驗(yàn) ............................................................................................ 52 實(shí)驗(yàn)四、串行 A/D 實(shí)驗(yàn) ........................................................................................... 53 實(shí)驗(yàn)五、串行 D/A實(shí)驗(yàn) ........................................................................................... 54 實(shí)驗(yàn)六、 232 通訊實(shí)驗(yàn) ............................................................................................ 55 實(shí)驗(yàn)七、鼠標(biāo)鍵盤驅(qū)動及 VGA顯示實(shí)驗(yàn) ................................................................. 57 實(shí)驗(yàn)八：簡易電子琴實(shí)驗(yàn) ........................................................................................ 61 實(shí)驗(yàn)九：音樂回放實(shí)驗(yàn) ............................................................................................ 62 實(shí)驗(yàn)十：等精度頻率計實(shí)驗(yàn) ..................................................................................... 62 實(shí)驗(yàn)十一： DDS實(shí)驗(yàn) .............................................................................................. 64 實(shí)驗(yàn)十一：擴(kuò)展部分實(shí)驗(yàn)（只提供方案） ................................................................ 66 實(shí)驗(yàn)一、數(shù)字存儲示波器 ................................................................................. 66 實(shí)驗(yàn)二、頻譜分析儀 ........................................................................................ 68 八 、 .............................................................................................. 73 電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)箱 長沙鑫三知科教設(shè)備有限公司 2 電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)箱使用說明書 一、系統(tǒng)簡介 電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)箱是由 長沙鑫三知 科教設(shè)備 有限公司 研 發(fā)的 ， 以單片機(jī)與 FPGA 為核心 的 綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。 在系統(tǒng)未上電時連接 FPGA模塊、 MCU模塊的下載電纜。 軟件安裝 本系統(tǒng)所使用的 軟 件 均可以從網(wǎng)上獲得，安裝過程詳見其使用說明。 電路圖 如圖 ： 電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)箱 長沙鑫三知科教設(shè)備有限公司 5 圖 PS/2 鍵盤及鼠標(biāo)接口實(shí)驗(yàn)箱上提供兩個 PS/2 接口，可同時接入鍵盤和鼠標(biāo)。由于 RS232 接口采用 +3V— +15V表示邏輯“ 0”， 3V— 15V 表示邏輯“ 1”，因此實(shí)驗(yàn)箱上應(yīng)用 MAX202 電平轉(zhuǎn)換電路將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字邏輯電平。 VGA接口只需使用其中的 5個引腳，其中行、幀同步信號直接由 FGPA輸出；紅、綠、蘭三色信號使用 FPGA上 8 個引腳輸出 8位數(shù)據(jù)，其中紅色 2 位、綠色和藍(lán)色各 3位，經(jīng)由電阻網(wǎng)絡(luò) D/A變換后輸出值接顯示器，具有 256 種顏色。此模塊有一套控制命令，通過寫入命令，可以實(shí)現(xiàn)對模塊打開 /關(guān)閉顯示、功能設(shè)置、模式設(shè)置、讀 /寫等操作，關(guān)于此液晶模塊使用的詳細(xì)內(nèi)容見光盤上 LCD 模塊的使用說明。每個按鈕均接入上拉電阻，默認(rèn)狀態(tài)為“ 1”，按下狀態(tài)為“ 0”。 J101為音頻接口，可以接音箱或耳機(jī)。 FPGA的 I/O引腳通過 4 個 40 腳的雙排針引出，雙排針的各個引腳與 FPGA引腳的對應(yīng)關(guān)系在 FPGA模塊電路板的正面已經(jīng)詳細(xì)標(biāo)出以供參考。配置方式有兩種，可使用串行主模式或 JTAG方式，加載方式的選擇可通過一個 4 位的撥碼開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。撥碼開關(guān)配置表 表 MCU 模塊 在此僅就 MCU 模塊與電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)箱底板的連接關(guān)系及其信號定義進(jìn)行簡單介紹， 單 MCU 模塊的詳細(xì)介紹將在第七部分進(jìn)行。 J16為模塊的＋ ，當(dāng)開關(guān)置于 “ MB” 時，模塊由實(shí)驗(yàn)箱的底板供電，當(dāng)置于 “ O”時，模塊由外部電源經(jīng)過外部＋ ②供電。 J2_1為 P1信號的測試端子。 SMA座 J29為 DA芯片 AD9752的外部參考電壓輸入座，為 DA芯 片提供穩(wěn)定的參考電壓。電路及接口結(jié)構(gòu)如 圖 19 和圖 20 所示： 圖 電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)箱 長沙鑫三知科教設(shè)備有限公司 12 圖 ． DDS 模塊 模塊的各部分電路圖如下： 電源電路圖如 ： 圖 與 MCS51 單片機(jī)或 FPGA的接口如圖 電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)箱 長沙鑫三知科教設(shè)備有限公司 13 圖 DDS 核心電路如圖 圖 電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)箱 長沙鑫三知科教設(shè)備有限公司 14 參考時鐘電路如圖 圖 模塊中各個接插件位置如圖 : 圖 JP4為采用 MCS51 單片機(jī)控制 AD9852時的接口 .J3 為采用 FPGA控制 AD9852時的接口 。 電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)箱 長沙鑫三知科教設(shè)備有限公司 15 SMA座 J21 為 AD9852 的 FSK_BPSK_HOLD 數(shù)據(jù)、控制信號輸入，輸出端口，具體用法見各個實(shí)驗(yàn)。 SMA座 J14 為 AD9852 內(nèi)部高速比較器的正向輸入端（ V+） 。電位器 RV1 可以調(diào)節(jié)運(yùn)放 AD8055 的放大倍數(shù)，從而調(diào)節(jié)余弦 DAC 的輸出波形的幅度。該DDS 性能優(yōu)越、性價比高。具有輸出幅度調(diào)制功能 ， 14 位數(shù)控調(diào)相或相移鍵控 (PSK) ， 具有掃頻功能 (chirp)和頻移鍵控 (FSK)功能。 10mA 輸出電流提供最好的 SFDR(Spurious Free Dynamic Range) 性能。 . 3 反辛格函數(shù)濾波器 這個濾波器對余弦數(shù)模變換器的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)均衡 ， 補(bǔ)償余弦數(shù)模變換的 sin(x)/x函數(shù)起伏特性 ， 使其幅頻響應(yīng)平坦 ， 在數(shù)模變換器輸出寬帶信號 (比如正交相移鍵控 ) 時幅度沒有明顯變化 ， 而這種幅度變化會引起誤差矢量模值增加。參考時鐘倍頻器功