HK-83C型单片机·CPLD/FPGA开发综合实验装置

一、HK-83C型单片机·CPLD/FPGA开发综合实验装置产品概述

针对各高等院校须同时开设“单片机”和“CPLD/FPGA”教学的需求，本公司研发了“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，帮助学校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，并能够提供用户

领先的应用和设计的方法。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DICE-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

数字EDA系统可配有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。默认配置Lattice公司的ISPLSI1032E器件，具有6000门的CPLD芯片。

同时可选配模拟EDA系统，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、可选配我公司专利产品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、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。

挂箱支持的模块：   

模块名称功能指标RS232/RS485由MAX232芯片组成RS232通信电路，MAX485芯片组成RS485通信电路。USB通信模块由1581芯片组成USB2.0通信模块CAN总线通信模块（选配）由SJA1000芯片和TJA1050芯片组成CAN总线电路。网络控制器模块（选配）采用RTL8019AS芯片微型打印机（选配）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I2C总线实现IC卡的读写及识别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CPLDFPGA器件：EP1K30（选配件）Altera公司30000门FPGAVGA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,选配件）

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3．拼字程序5．数据排序实验 7．无符号双字节快速乘法子程序9．多分支程序2．拆字程序4．数据区传送子程序6．查找相同数据个数8．多分支程序10．电脑时钟实验

硬件部分实验：

1．P1口亮灯实3．P3.3口输入，P1口输出实验5．8255 A、B、C口输出方波实验7．8255控制交通灯9．并行ADC 0809转换实验11．8279键盘显示实验*13.微型打印机实验15.语音芯片ISD173控制实验（录音）17.继电器控制实验19.8253方波实验21.16*16 LED点阵显示实验23.8250可编程异步通讯接口实验25.单片机RS232/485串行发送实验27.DS18B20单总线温度测量实验29.串行A/D TLC549转换实验31.PCF8563  I2C日历时钟实验33.PWM脉宽调制实验35.74LS165并串转换37.AT24C02  I2C总线存储器读写实验39.电子音乐演奏实验*41.以太网TCP/IP协议接口实验43.LM331 F/V转换实验45.AD574 12位并行模数转换实验47.4*4行列式键盘实验49.8位动态显示器实验51.模拟十字路口交通灯实验2．P1口转弯灯实验4．工业顺序控制实验6．8255 PA口控制PB口8．简单I/O扩展实验10．并行DAC 0832转换实验*12.通用打印机实验14.I2C储存卡读写实验16.语音芯片ISD1730控制实验（放音）18.步进电机控制20.小直流电机调速实验22.128*64 LCD液晶显示实验24.8251可编程通讯接口实验26.单片机RS232/485串行接收实验28.红外线遥控收发实验30.串行10位D/A TLC5615转换实验32.MAX813看门狗实验34.74LS164串并转换36.LM331 V/F转换实验38.串行存储芯片93C46读写实验*40.CAN总线通讯接口实验42.USB2.0通讯接口实验44.LM331 V/F转换实验46.TLV5613 12位并行数模转换实验48.8位静态显示器实验50.光耦隔离模块实验

2．CPLD/FPGA模块实验

基本实验：

1、七人表决器3、BCD码加法器5、格雷码变换器7、设计74LS160功能模块计数器9、可控脉冲发生器11、语字母显示实验13、序列检测器15、正负脉冲数控调制发生器2、四位加法器4、格雷码变换器6、触发器(D,JK)8、多模加减计数器10、简易数码锁12、八位乘法器14、可变模16位加法计数器16、秒表设计实验

模块实验（需选配件）：

17、A/D 0809模数转换器实验19、（19）步进电机控制实验21、16*16 LED点阵显示实验23、4*4键盘扩展实验25、电子音乐演奏实验27、RS232串口接收实验（RECEIVE）29、异步串口通讯（UART）31、波形发生器实验18、D/A 0832数模转换器实验20、小直流电机转速控制22、VGA接口彩条信号实验24、128*64 LCD液晶显示实验26、RS232串口发送实验（SEND）28、PS/2键盘接口逻辑设计30、串行A/D转换实验TLC54932、存储器读写实验

模拟EDA实验（需选配件）：

33、IspPAC10增益的设定与调整35、IspPAC10二阶滤波器的实现37、IspPAC10在Single-Ended中的应用34、IspPAC10增益的放大与衰减36、IspPAC10电桥测量实验38、IspPAC10实现温度监测

3．嵌入式单片机(C8051F020)实验（选配模块）

1．数字I／O口交叉开关设置实验3．配置内部和外部振荡器实验5．I／O输入、输出实验7．定时器实验9．外部中断实验11．计数器实验2.UART串能通讯实验4.片内模数转换(ADC)实验6.片内数模转换(DAC)实验8.SRAM外部数据存储器扩展实验10.SPI串行Flash存储器数据读写实验

4、DAQ数控式创新实验平台（选配模块）

1.机器人扫地雷 3.四层电梯5.邮件分拣7.交流电机Y/△起动开环控制9.步进电机11.LED显示13.八通道逻辑分析15.连线自检。2.刀库捷径选择4.四级传送带6.水塔水位控制8.交通信号灯10.舞台灯12.液体混合装置14.温度压力