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FC-DE-1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，本公司研发了FC-DE-1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
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、 、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 线和 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、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,选配件）
LATTICE ispPAC系列器件IspPAC10及相关 、 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TLC549 32、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 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 |
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