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EDA教學(xué)實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺(tái)

一、雙功能編程器：

(1)USB-Blaster 編程下載功能 ( 支持 AS 、 PS 、 JTAG 模式 ):1 ）對(duì) FPGA/CPLD 進(jìn)行配置或編程； 2 ）對(duì)配置器件 EPCSx 編程； 3 ）訪問和編輯 FPGA 內(nèi)部 RAM ； 4 ）調(diào)試 Nios2 ，完成 SOPC 設(shè)計(jì)； 5 ）支持 SignalTapII 嵌入式邏輯分析儀；

(2)USB 到 UART 串行通信轉(zhuǎn)換： 1 ）通過 USB 與 FPGA 串行通信，實(shí)現(xiàn) PC 與 FPGA 的串行通信，且無需 RS232 電平轉(zhuǎn)換； 2 ）通過 USB 與單片機(jī)的串行通信，實(shí)現(xiàn) PC 與通用單片機(jī)的 UART 串行通信； 3 ）通過 USB 對(duì) STC 等系列單片機(jī)進(jìn)行直接編程開發(fā)，無需電平轉(zhuǎn)換；

2 、 5 功能智能邏輯筆：可顯示高電平、低電平、中電平、高阻態(tài)、脈沖信號(hào)。注意有“高阻態(tài)”測試功能；

3 、獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘頻率 20 個(gè)。 20MHz 、 5MHZ 、 2.5Mhz 、 1.25MHZ 、 625kHZ 、 65536HZ 、 32768HZ 、 16384HZ 、 4096HZ 、 1024HZ 、 512HZ 、 256HZ 、 128HZ 、 64HZ 、 16HZ 、 8HZ 4HZ 、 2HZ 、 1HZ 、 0.5HZ ，從低到高 21 組時(shí)鐘可供選擇 。

4 、電源有自動(dòng)保護(hù)的 +5V ， +12V 、 -12V 、、 +3.3V 、 2.5V+ 、 1.2V ；

5 、 8 個(gè) LED 放光二級(jí)管， 8 個(gè)乒乓開關(guān)，揚(yáng)聲器；

6 、 DDS 信號(hào)輸出口及幅度、偏移調(diào)諧。

二、標(biāo)配模塊：

1 、 FPGA 模塊： CycloneIV EP4E22F17C8N(256 腳 BGA 封裝 ) ，內(nèi)部資源極其豐富： 2 萬 2 千個(gè)邏輯宏單元、 60 萬 RAM bit ； 4 個(gè)鎖相環(huán) ( 超寬超高鎖相環(huán)輸出頻率： 1300MHz 至 2kHz) 。接口器件有 32MB SDRAM 、 16M 配置 Flash 、 TF 卡座， CPLD3032 ， 20M 有源時(shí)鐘；

2 、可重構(gòu)型 DDS 全數(shù)字函數(shù)信號(hào)發(fā)生器模塊；

全數(shù)字型 DDS 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器模塊，含 FPGA 、單片機(jī)、超高速 DAC 、高速運(yùn)放等。既可用作全數(shù)字型 DDS 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，同時(shí)也可作為 EDA/DSP 系統(tǒng)及專業(yè)級(jí) DDS 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)開發(fā)平臺(tái)。作為 DDS 函數(shù)發(fā)生器的功能主要包括：等精度頻率計(jì)，全程掃頻信號(hào)源（掃速、步進(jìn)頻寬、掃描方式等可數(shù)控），移相信號(hào)發(fā)生，里薩如圖信號(hào)發(fā)生，方波 / 三角波 / 鋸齒波和任意波形發(fā)生器，以及 AM 、 PM 、 FM 、 FSK 、 ASK 、 FPK 等各類調(diào)制信號(hào)發(fā)生器；

3 、 MCS-51 單片機(jī)模塊

可對(duì) AT89S51 、 AT89S52 、 AT89S8253 等單片機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)開發(fā)，可對(duì)不同模塊進(jìn)行編程控制（配 STC89S51 ）�？赏ㄟ^雙功能下載器 USB-RS232 ，即 USB 轉(zhuǎn)串口對(duì)單片機(jī)（ P3.0 和 P3.1 ）編程，這種方式更方便；

4 、 4X4 十六鍵鍵盤；

4X4 矩陣式掃描鍵盤，可作為 DDS 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的控制鍵盤使用，也可作為學(xué)習(xí)用單片機(jī)對(duì)鍵盤掃描實(shí)驗(yàn)，或 FPGA 對(duì)單脈沖按鍵實(shí)驗(yàn)，完成消抖動(dòng)實(shí)驗(yàn)；

5 、 4X4+8 個(gè)單脈沖綜合鍵盤模塊， 4 × 4 矩陣式掃描方式及 8 個(gè)單脈沖方式鍵；

6 、 7 數(shù)碼管串行靜態(tài)顯示模塊， 7 數(shù)碼管串行靜態(tài)顯示模塊，可用于串行顯示的實(shí)驗(yàn)；

7 、 32 位輸出顯示 HEX 模塊；

手動(dòng)按鍵式經(jīng)譯碼器無抖動(dòng)輸出，每鍵可同時(shí)輸出 4 位 16 進(jìn)制顯示方式，共 32 位輸出，如 CPU 的輸入信號(hào)，加法器，減法器等輸入信號(hào)；

8 、 32 位輸入顯示 HEX 模塊；

32 位二進(jìn)制輸出經(jīng)譯碼器以 16 進(jìn)制方式顯示，如完成計(jì)數(shù)器， 32 位 CPU 、計(jì)算類、頻率計(jì)等實(shí)驗(yàn)；

9 、點(diǎn)陣式 128X64 液晶顯示模塊：

128X64 液晶顯示屏，可用 FPGA 中的 IP 核及液晶顯示屏完成的自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)演示項(xiàng)目（俄羅斯方塊游戲），或用單片機(jī)控制液晶顯示實(shí)驗(yàn)。此模塊有兩個(gè)輸入端口，可以直接與 FPGA 相接，通過這種方式可以學(xué)習(xí)數(shù)字邏輯直接控制點(diǎn)陣液晶的顯示，這有一定的挑戰(zhàn)性；或用 FPGA 通過一片單片機(jī)控制液晶（此模塊含單片機(jī)），可以通過這個(gè)接口完成一些實(shí)驗(yàn)，還能通過這個(gè)接口顯示計(jì)算機(jī)組成原理設(shè)計(jì)項(xiàng)目的一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果；

10 、字符式 20X4 液晶顯示模塊

20X4 字符式液晶，此液晶顯示屏可作為實(shí)驗(yàn)?zāi)�塊，可用單片機(jī)或 FPGAIP 核控制，同時(shí)兼實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上的 DDS 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器工作顯示屏；

11 、 800X480 數(shù)字 TFT 彩屏：此顯示屏幕可用 FPGA 驅(qū)動(dòng)；

12 、普通 A/D 與 D/A 模塊 :A/D 是 0809 、 D/A 是雙通道 DAC0832 ，故能實(shí)現(xiàn)移相信號(hào)發(fā)生器、里薩如圖形信號(hào)發(fā)生器、存儲(chǔ)示波器、邏輯分析儀等電路模型的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；

13 、高速 A/D 和雙通道 DA 模塊

雙通道高速并行 DAC/ADC 模塊。最高 180MHz 轉(zhuǎn)換時(shí)鐘率雙路超高速 10 位 DAC （ DAC900 ）、 50MHz 單通道超高速 8 位 ADC(5540) 、 300MHz 高速單運(yùn)放 2 個(gè)。由于速度很高，通常只適用于 FPGA 來接口控制，不適合單片機(jī)接口；

14 、 SD+PS2+RS232+VGA 顯示接口模塊

含 VGA 顯示接口、 PS/2 鼠標(biāo)鍵盤接口、 RS232 串行通信接口、 SD 卡接口�？捎� FPGA 進(jìn)行圖像設(shè)計(jì)和通信；

15 、 USB 接口模塊 : 基于 FT245BM 的 USB 通信實(shí)驗(yàn)開發(fā)模塊；

16 、電機(jī)接口模塊 : 含直流電機(jī)，控制電路，紅外轉(zhuǎn)速計(jì)數(shù)電路等，可完成 PWM 控制轉(zhuǎn)速等實(shí)驗(yàn)。四項(xiàng)八拍步進(jìn)電機(jī)；

17 、以太網(wǎng)接口模塊 : 基于 W5200 控制的以太網(wǎng)卡，可調(diào)制 10-100M ；

18 、語音處理 +4 動(dòng)態(tài)掃描模塊

LINE OUT /LIN3IN/MIC IN, 接口采用 WM87431S 的語音處理芯片及 4 個(gè)動(dòng)態(tài)掃描方式顯示的數(shù)碼；

19 、雙串行存儲(chǔ)器 + 邏輯筆設(shè)計(jì)模塊

可完成智能邏輯筆可完成高電平、低電平、中電平、高阻態(tài)、脈沖信號(hào)設(shè)計(jì)，另配有 93C46 和 24C01 串行存儲(chǔ)器；

20 、繼電器 /CAN/RS485 總線模塊

此模塊分三部分，繼電器模塊、 CAN 總線模塊、 RS485 串口模塊；

21 、 GPS 實(shí)驗(yàn)開發(fā)模塊

含 ProGin SR87 GPS 模塊，最高 9600 波特率的 GPS 模塊的串行接口 GPS 實(shí)驗(yàn)開發(fā)模塊；

22 、看門狗定時(shí)器 + 時(shí)鐘日歷模塊

看門狗定時(shí)器芯片是 X5040 ，含上電復(fù)位控制、看門狗定時(shí)器、降壓管理和塊保護(hù)功能串行 EEPROM 四模塊，時(shí)鐘日歷芯片是 DS1302 ，實(shí)時(shí)年月周日時(shí)分秒計(jì)時(shí)功能，串口數(shù)據(jù)通信，掉電保護(hù)模塊等；

23 、交通燈模塊

提供四組紅、黃、綠、藍(lán)交通模式；

24 、動(dòng)態(tài)掃描模塊 : 提供 8 組七段譯碼動(dòng)態(tài)掃描數(shù)碼；

25 、攝像頭模塊 :OV7670 是 30 萬像素 CMOS 攝像頭傳感器，可以輸出 640 × 480@30fps 視頻圖像，即 VGA@30fps ，輸出顏色支持 RGB565 和 YUV 等格式；

26 、 WIFI+ 超聲波模塊 : WIFI 調(diào)試和 US100 超聲波；

27 、高速 12 位 SPI 串行雙 ADC 模塊 : 速 12 位同步串行 ADC ADS7816 模塊。 200KSPS,12 位 SPI 串行 ADCTLC2541 模塊， 200KSPS ， SPI 接口；

28 、 8 位 +16 位高分辨率 ADC 等模塊： ADC0832 二通道八位 ADC,SDE 標(biāo)準(zhǔn)串行通信接口， ADS1100 16 位高分辨率 ADC, 自動(dòng)校正功能， I2C 串行接口；

29 、 SPI 串行接口高速 ADC+DAC 模塊：高速串行 ADC TLV1572 10 位 QSPI/SPI/DSP 串行接口 ,1.25MSPS 自動(dòng)功率控制， FPGA 和單片機(jī)都能將其作為接口擴(kuò)展器件， DAC TLV5637 ，雙通道 10 位 QSPI/SPI/DSP 串行接口高速 DAC, 片內(nèi)可編程

30 、 無線編碼收發(fā) + 數(shù)字溫度傳感器模塊 : 基于 PT2272 和 PT2262 的數(shù)字編碼無線通信收、發(fā)模塊，和基于 DS18B20 的數(shù)字溫度傳感器模塊 2 部分；

三、提供教學(xué)配套資料

1 、提供科學(xué)出版社出版的《 EDA 技術(shù)實(shí)用教程》 VHDL/Verilog HDL 版配套教材、課件和配套教材的實(shí)驗(yàn)；

2 、提供基本軟件： 1 ） Quartus II 13.1 ； 2 ） ModelSim ； 4 ） IDE ；

3 、提供 IP 核： 1 ） 8051 單片機(jī) IP 核； 2 ） 8088/8086 CPU IP 核； 3 ） 8088/8086 微機(jī)系統(tǒng)接口模塊 IP 核： 8253 核、 8237 核、 8259 核、 8255IP 核和 8250 等 IP 核；

四、配套檢測工具包

（ 1 ）示波器

1 、帶寬 200MHz ，采樣率 2GSa/s ；

2 、幅值檔位（ 500uV/div~10V/div ）；

3 、時(shí)基范圍（ 1ns/div~1000s/div) ；

4 、最高支持存儲(chǔ)深度達(dá) 56Mpts ；

5 、波形捕獲率達(dá) 50,000 個(gè)波形每秒；

6 、 256 級(jí)波形灰度顯示；

7 、標(biāo)配多達(dá) 65 ， 000 幀的硬件實(shí)時(shí)波形錄制，回放，分析功能；

8 、標(biāo)配觸發(fā)：邊沿、脈寬、欠幅、斜率、視頻、碼型、建立 / 保持、 RS232 、 IIC 、 SPI ；

9 、接口 :USB Host/Device ， LAN ， AUX ；

10 、 8 英寸 TFT WVGA （ 800 × 480 ）顯示屏；

*11 、為保證設(shè)備性能穩(wěn)定 , 改善電路的頻率特性 , 采用多層電路板工藝（投標(biāo)文件中提供多層印刷電路板證書）；

12 、提供三年無憂服務(wù)；

13 、設(shè)備支持與網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)連接。

（ 2 ） 信號(hào)源

1 、采用 2U 機(jī)架高度設(shè)計(jì)，頻率 70MHz ；

*2 、逐點(diǎn)生成任意波形，采樣率 250MSa/s 內(nèi)精確可調(diào) , 所有輸出信號(hào)抖動(dòng)低至 200ps （投標(biāo)文件中提供功能截圖）；

3 、每通道任意波長度 16Mpts ；

4 、內(nèi)置 8 次諧波發(fā)生器，可按奇次，偶次，順序，自定義方式輸出；

5 、內(nèi)置 7 Digits ， 240MHz 帶寬頻率計(jì)；

7 、 160 種內(nèi)建任意波形；

8 、偽隨機(jī)二級(jí)制序列波形支持到 50Mbps ；

9 、 RS232 波特率可選范圍： 9600 ， 14400 ， 19200 ， 38400 ， 57600 ， 115200 ， 128000 ；

10 、支持接口： USB Host ， USB Device(TMC) 、 USB-GPIB ；

*11 、采用彩色觸摸顯示屏，觸摸屏支持拖動(dòng)以及點(diǎn)擊操作，采用無風(fēng)扇靜音設(shè)計(jì)，投標(biāo)文件中提供功能截圖；

12 、支持 RS232 碼型、 PRBS 和 Sequence 輸出 ( 投標(biāo)文件中提供功能截圖 ) ；