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單片機嵌入式C8051FARMCPLD/FPGA綜合實驗開發(fā)系統(tǒng)
隨著微電子技術和計算機技術的發(fā)展，微處理器技術和嵌入式電子產(chǎn)品在各行各業(yè)得到了廣泛的應用。針對各高等院校須同時開設“單片機”、“嵌入式系統(tǒng)”、“EDA”教學的需求和建議，公司研發(fā)了“單片機·嵌入式C8051F·ARM·CPLD/FPGA綜合實驗開發(fā)系統(tǒng)”。它集MCS-51單片機、嵌入式C8051F單片機、嵌入式ARM、 CPLD/FPGA及綜合等技術于一體，提供了優(yōu)化的軟件和硬件集成資源，適合“單片機原理及接口技術”、“單片機數(shù)據(jù)通信技術”、“EDA原理及其應用技術”、“32位嵌入式系統(tǒng)原理與應用”實驗教學的要求，提供了豐富的硬件接口電路和功能模塊，并提供各種接口電路的應用范例和測試程序以及詳細的應用說明，幫助用戶快速地掌握這些接口的應用方法，是各高等院校開展單片機/嵌入式系統(tǒng)/CPLD/FPGA教學、課程設計、電子設計競賽及科研開發(fā)的理想設備。
一、系統(tǒng)特點
1、MCS-51單片機系統(tǒng)
提供豐富的接口電路和功能模塊，涵蓋了MCU的各個應用領域，并能夠提供用戶領先的應用和設計的方法。單片機接口引腳用螺長針、雙排“D”型插座及螺絲孔引出，接線方便可靠、功能擴展方便，可以任意的連接自己的實際應用系統(tǒng)。配有專業(yè)仿真器，使用功能強大的Keil uVision2 集成調(diào)試軟件，具有編輯、編譯、下載、單步、跟蹤、斷點、運行等多種功能，可使用匯編和C語言進行編程。
2、Silabs C8051F單片機系統(tǒng)
C8051F系列單片機為Silabs公司的高速、高性能混合信號處理器，核心模塊選用C8051F020芯片，此芯片為C8051F系列單片機中功能*為齊全的一款。配有專業(yè)仿真適配器，配套功能強大的集成調(diào)試軟件，具有編輯、編譯、下載、單步、跟蹤、斷點、運行等多種功能。
3、CPLD/FPGA系統(tǒng)
配有Altera公司低電壓系列的*新器件CPLD EPM3256，含有256個宏單元，配套專用下載軟件和下載器，可使用原理圖輸入及AHDL、VHDL、Verilog-HDL等硬件描述語言。
4、ARM9微處理器系統(tǒng)
采用三星的S3C2410 ARM9內(nèi)核芯片，配套“THUFZ-1型ARM實時在線仿真器”，ARM通過JTAG邊界掃描口來與仿真器連接，不占用任何目標存儲器和目標端口。仿真器支持程序運行、停止、單步、設置斷點；支持讀寫寄存器、存儲器和系統(tǒng)端口；支持復位目標系統(tǒng)并將代碼下載到目標ARM板。
二、技術性能
1、輸入電源：單相三線220V±10% 50Hz
2、工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度＜85%(25℃) 海拔＜4000m
3、容 量：＜350VA
4、外形尺寸：490mm×380mm×140mm
三、系統(tǒng)組成
實驗系統(tǒng)為鋁合金箱式結構，系統(tǒng)由實驗箱主板80C51核心板、從C8051F核心板、CPLD/FPGA核心板組成。
具體配置如下表：
1. I/O口輸入/輸出實驗
2. 擴展存儲器讀寫實驗
3. 定時/計數(shù)器實驗
4. 外部中斷實驗
5. 8 位數(shù)碼管動態(tài)顯示實驗
6. 陣列式鍵盤實驗
7. 8279控制鍵盤與顯示實驗
8. 音頻驅(qū)動實驗
9. LED點陣顯示實驗
10. 液晶顯示實驗
11. 交通燈控制實驗
12. FlashMemory讀寫實驗
13. 串行EEPROM讀寫實驗
14. 并行A/D轉(zhuǎn)換實驗
15. 并行D/A轉(zhuǎn)換實驗
16. 串行A/D轉(zhuǎn)換實驗
17. 串行D/A轉(zhuǎn)換實驗
18. 語音芯片控制實驗
19. 實時時鐘芯片控制實驗
20. 直流電機測速與控制實驗(實物)
21. 步進電機控制實驗(實物)
22. 溫度傳感器與溫度控制實驗(實物)
23. 單片機串行口與PC機通信實驗
24. 雙機485通信實驗
25. 單片機與PC機USB通信實驗
(二)C8051F嵌入式單片機實驗
1. I/O口輸入/輸出實驗
2. 擴展存儲器讀寫實驗
3. SRAM外部數(shù)據(jù)存儲器擴展實驗
4. SPI串行Flash存儲器數(shù)據(jù)讀寫實驗
5. FlashMemory讀寫實驗
6. 串行EEPROM讀寫實驗
7. 定時/計數(shù)器實驗
8. 外部中斷實驗
9. 8位數(shù)碼管動態(tài)顯示實驗
10. 陣列式鍵盤實驗
11. 8279控制鍵盤與顯示實驗
12. 音頻驅(qū)動實驗
13. LED點陣顯示實驗
14. 液晶顯示實驗
15. 交通燈控制實驗
16. 并行A/D轉(zhuǎn)換實驗
17. 并行D/A轉(zhuǎn)換實驗
18. 片內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換實驗
19. 片內(nèi)D/A轉(zhuǎn)換實驗
20. 語音芯片控制實驗
21. 實時時鐘芯片控制實驗
22. 直流電機測速與控制實驗(實物)
23. 步進電機控制實驗(實物)
24. 溫度傳感器與溫度控制實驗(實物)
25. 單片機串行口與PC機通信實驗
26. 雙機485通信實驗
27. 單片機與PC機USB通信實驗
28. 單片機讀U盤實驗（U盤用戶自配）
29. 以太網(wǎng)測控實驗
30. µC/OS-Ⅱ?qū)崟r操作系統(tǒng)移植實驗
(三)CPLD實驗
1. 簡單邏輯電路設計與仿真
2. 譯碼與寄存器電路設計與仿真
3. 全加器設計、仿真與下載
4. 分頻電路與12歸1電路設計
5. 利用硬件描述語言進行數(shù)字鐘設計
6. 動態(tài)掃描顯示電路設計
7. 復雜數(shù)字鐘設計與掃描顯示
8. BCD碼轉(zhuǎn)換電路設計
9. 數(shù)據(jù)采集與顯示電路設計
10. 串行A/D轉(zhuǎn)換實驗
11. 串行D/A轉(zhuǎn)換實驗
12. 4×4陣列式鍵盤掃描顯示設計
(四)ARM9嵌入式微處理器實驗
1. AD接口
2. DA接口
3. 鍵盤/LED接口
4. 直流電機控制
5. 步進電機控制
6. IRDA紅外接口
7. 嵌入式Linux的開發(fā)
8. 串行接口程序設計
9. 內(nèi)核模塊的驅(qū)動設計
10. LCD驅(qū)動
11. 觸摸屏驅(qū)動
12. SD卡讀寫
13. IIS音頻驅(qū)動
14. USB驅(qū)動
15. BootLoader 編譯及燒錄
16. Linux內(nèi)核的移植與編譯
17. WinCE系統(tǒng)開發(fā)
關鍵詞： 數(shù)控車床 實訓設備 實訓裝置 教學儀器 實驗設備 教學設備 實訓臺 考核裝置 實訓系統(tǒng) 實驗裝置 數(shù)控技術 實訓考核 技能實訓 數(shù)控系統(tǒng) 電氣控制 實訓鑒定 數(shù)控軟件 實驗系統(tǒng) 數(shù)控實訓 電氣技術 數(shù)控銑床 高教設備 職教設備 實訓車床 PLC控制 PLC技術 PLC實驗 變頻調(diào)速 PLC實訓 單片機
1、MCS-51單片機系統(tǒng)
提供豐富的接口電路和功能模塊，涵蓋了MCU的各個應用領域，并能夠提供用戶領先的應用和設計的方法。單片機接口引腳用螺長針、雙排“D”型插座及螺絲孔引出，接線方便可靠、功能擴展方便，可以任意的連接自己的實際應用系統(tǒng)。配有專業(yè)仿真器，使用功能強大的Keil uVision2 集成調(diào)試軟件，具有編輯、編譯、下載、單步、跟蹤、斷點、運行等多種功能，可使用匯編和C語言進行編程。
2、Silabs C8051F單片機系統(tǒng)
C8051F系列單片機為Silabs公司的高速、高性能混合信號處理器，核心模塊選用C8051F020芯片，此芯片為C8051F系列單片機中功能*為齊全的一款。配有專業(yè)仿真適配器，配套功能強大的集成調(diào)試軟件，具有編輯、編譯、下載、單步、跟蹤、斷點、運行等多種功能。
3、CPLD/FPGA系統(tǒng)
配有Altera公司低電壓系列的*新器件CPLD EPM3256，含有256個宏單元，配套專用下載軟件和下載器，可使用原理圖輸入及AHDL、VHDL、Verilog-HDL等硬件描述語言。
4、ARM9微處理器系統(tǒng)
采用三星的S3C2410 ARM9內(nèi)核芯片，配套“THUFZ-1型ARM實時在線仿真器”，ARM通過JTAG邊界掃描口來與仿真器連接，不占用任何目標存儲器和目標端口。仿真器支持程序運行、停止、單步、設置斷點；支持讀寫寄存器、存儲器和系統(tǒng)端口；支持復位目標系統(tǒng)并將代碼下載到目標ARM板。
二、技術性能
1、輸入電源：單相三線220V±10% 50Hz
2、工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度＜85%(25℃) 海拔＜4000m
3、容 量：＜350VA
4、外形尺寸：490mm×380mm×140mm
三、系統(tǒng)組成
實驗系統(tǒng)為鋁合金箱式結構，系統(tǒng)由實驗箱主板80C51核心板、從C8051F核心板、CPLD/FPGA核心板組成。
具體配置如下表：
| 直流穩(wěn)壓電源 | +5V（5A）、+12V、-12V各一組 | ||
| 輸入接口 | 單脈沖發(fā)生 | 接口芯片 | 實時時鐘 |
| 多圈電位器分壓（0-5V） | 語音芯片（含麥克風，有錄放功能） | ||
| 八位邏輯電平輸出（開關） | 存儲器接口芯片 | 串行EEPROM（24C02）接口 | |
| 7279與陣列式鍵盤 | SRAM62256 | ||
| 輸出接口 | 八位邏輯電平顯示（LED） | Flash Memory29C10 | |
| 雙色發(fā)光二極管顯示（4只） | 低電壓128K×8Bit SRAM | ||
| 8 位數(shù)碼管動態(tài)顯示 | 低電壓4MBit Flash（SPI接口） | ||
| 8×16雙色LED點陣顯示 | 控制對象 | 直流電機及驅(qū)動（實物、閉環(huán)控制） | |
| 128×64點陣圖文液晶顯示 | 步進電機及驅(qū)動（實物） | ||
| 蜂鳴器（加驅(qū)動） | DS18B20溫度傳感器（帶加熱器） | ||
| 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 | 并行A/D轉(zhuǎn)換（ADC0809）接口 | 通信接口 | RS-232通信接口 |
| 并行D/A轉(zhuǎn)換（DAC0832）接口 | RS-485通信接口 | ||
| 串行A/D轉(zhuǎn)換（TLC549）接口 | USB主模式通信接口 | ||
| 串行D/A轉(zhuǎn)換（LTC1446）接口 | USB 從模式通信接口 | ||
| ARM9專用模塊 | 雙聲道音頻輸出 | 以太網(wǎng)通信接口 | |
| 觸摸屏（與液晶屏配套） | ARM9專用模塊 | USB從接口 | |
| SD卡接口（配有SD卡） | 音頻輸入、麥克風接口 | ||
| PS/2，VGA接口板 | 以太網(wǎng)接口 | ||
| USB主接口 | 3.5英寸TFT真彩液晶（320×240） | ||
四、實驗項目
(一)MCS-51單片機實驗1. I/O口輸入/輸出實驗
2. 擴展存儲器讀寫實驗
3. 定時/計數(shù)器實驗
4. 外部中斷實驗
5. 8 位數(shù)碼管動態(tài)顯示實驗
6. 陣列式鍵盤實驗
7. 8279控制鍵盤與顯示實驗
8. 音頻驅(qū)動實驗
9. LED點陣顯示實驗
10. 液晶顯示實驗
11. 交通燈控制實驗
12. FlashMemory讀寫實驗
13. 串行EEPROM讀寫實驗
14. 并行A/D轉(zhuǎn)換實驗
15. 并行D/A轉(zhuǎn)換實驗
16. 串行A/D轉(zhuǎn)換實驗
17. 串行D/A轉(zhuǎn)換實驗
18. 語音芯片控制實驗
19. 實時時鐘芯片控制實驗
20. 直流電機測速與控制實驗(實物)
21. 步進電機控制實驗(實物)
22. 溫度傳感器與溫度控制實驗(實物)
23. 單片機串行口與PC機通信實驗
24. 雙機485通信實驗
25. 單片機與PC機USB通信實驗
(二)C8051F嵌入式單片機實驗
1. I/O口輸入/輸出實驗
2. 擴展存儲器讀寫實驗
3. SRAM外部數(shù)據(jù)存儲器擴展實驗
4. SPI串行Flash存儲器數(shù)據(jù)讀寫實驗
5. FlashMemory讀寫實驗
6. 串行EEPROM讀寫實驗
7. 定時/計數(shù)器實驗
8. 外部中斷實驗
9. 8位數(shù)碼管動態(tài)顯示實驗
10. 陣列式鍵盤實驗
11. 8279控制鍵盤與顯示實驗
12. 音頻驅(qū)動實驗
13. LED點陣顯示實驗
14. 液晶顯示實驗
15. 交通燈控制實驗
16. 并行A/D轉(zhuǎn)換實驗
17. 并行D/A轉(zhuǎn)換實驗
18. 片內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換實驗
19. 片內(nèi)D/A轉(zhuǎn)換實驗
20. 語音芯片控制實驗
21. 實時時鐘芯片控制實驗
22. 直流電機測速與控制實驗(實物)
23. 步進電機控制實驗(實物)
24. 溫度傳感器與溫度控制實驗(實物)
25. 單片機串行口與PC機通信實驗
26. 雙機485通信實驗
27. 單片機與PC機USB通信實驗
28. 單片機讀U盤實驗（U盤用戶自配）
29. 以太網(wǎng)測控實驗
30. µC/OS-Ⅱ?qū)崟r操作系統(tǒng)移植實驗
(三)CPLD實驗
1. 簡單邏輯電路設計與仿真
2. 譯碼與寄存器電路設計與仿真
3. 全加器設計、仿真與下載
4. 分頻電路與12歸1電路設計
5. 利用硬件描述語言進行數(shù)字鐘設計
6. 動態(tài)掃描顯示電路設計
7. 復雜數(shù)字鐘設計與掃描顯示
8. BCD碼轉(zhuǎn)換電路設計
9. 數(shù)據(jù)采集與顯示電路設計
10. 串行A/D轉(zhuǎn)換實驗
11. 串行D/A轉(zhuǎn)換實驗
12. 4×4陣列式鍵盤掃描顯示設計
(四)ARM9嵌入式微處理器實驗
1. AD接口
2. DA接口
3. 鍵盤/LED接口
4. 直流電機控制
5. 步進電機控制
6. IRDA紅外接口
7. 嵌入式Linux的開發(fā)
8. 串行接口程序設計
9. 內(nèi)核模塊的驅(qū)動設計
10. LCD驅(qū)動
11. 觸摸屏驅(qū)動
12. SD卡讀寫
13. IIS音頻驅(qū)動
14. USB驅(qū)動
15. BootLoader 編譯及燒錄
16. Linux內(nèi)核的移植與編譯
17. WinCE系統(tǒng)開發(fā)