【電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)實(shí)驗(yàn)箱】

　　功能/作用介紹

　　簡介

　　電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)實(shí)驗(yàn)箱由哈爾濱工程大學(xué)信息與通信工程學(xué)院優(yōu)秀教師團(tuán)隊(duì)的高敬鵬、解武、王麗敏、黃湘松等老師開發(fā)完成，本團(tuán)隊(duì)始終貫徹落實(shí)研究型精英人才培養(yǎng)理念、培養(yǎng)模式和培養(yǎng)目標(biāo)的最高標(biāo)準(zhǔn)，不斷探索精英人才培養(yǎng)模式;更新實(shí)驗(yàn)設(shè)備、編寫實(shí)驗(yàn)教材，全面提高精英人才培養(yǎng)質(zhì)量和水平。從2010年伊始經(jīng)過近兩年的研發(fā)和實(shí)踐，設(shè)計(jì)出了電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)實(shí)驗(yàn)箱，并且編寫名為《電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)踐教程》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)講義和《Altium Designer原理圖與PCB設(shè)計(jì)教程》實(shí)踐教材。團(tuán)隊(duì)聯(lián)系人：高敬鵬，講師，博士，哈爾濱工程大學(xué)信息與通信工程電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程負(fù)責(zé)人。聯(lián)系電話：13704802682，E-mail: gaojingpeng@hrbeu.edu.cn

　　電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)實(shí)驗(yàn)箱由FPGA核心板、ARM核心板和主實(shí)驗(yàn)板構(gòu)成。

　　1、FPGA核心板

　　FPGA核心板由以下硬件資源構(gòu)成。

　?、僦骺匦酒x用FPGA為Altera公司的CycloneII系列EP2C8Q208C8芯片，EP2C8Q208C8內(nèi)部有2個(gè)鎖相環(huán)(PLL)和8個(gè)全局時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)，8*256個(gè)邏輯單元(LE)個(gè)，36個(gè)M4K RAM，18個(gè)乘法器模塊，可用I/O數(shù)為138個(gè);

　?、谥鲿r(shí)鐘由50MHz有源晶振構(gòu)成，最高穩(wěn)定工作頻率為100MHz;

　?、鄞信渲眯酒蒃PCS1構(gòu)成，下載方式支持JTAG模式和AS模式;JTAG下載接口，對(duì)應(yīng)下載的文件是SOF文件，速度很快，JTAG將程序直接下載到FPGA中，但是掉電程序丟失，平時(shí)學(xué)習(xí)推薦使用JTAG方式，最后固化程序的時(shí)候再通過AS方式將程序下載到配置芯片中即可;

　?、蹻PGA電源供電可選5V電源接口輸入或USB接口供電輸入，供電系統(tǒng)由穩(wěn)壓芯片ASM1117-3.3和ASM1117-1.2構(gòu)成，ASM1117-3.3用以提供FPGA外圍輸出電壓，ASM1117-1.2用以提供FPGA內(nèi)核電壓。

　?、軫lash存儲(chǔ)系統(tǒng)由Advanced Micro Devices公司的AM29LV160D芯片構(gòu)成，用以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)(設(shè)計(jì)為支持到4M byte，如有特殊需求，用戶可按需要自行更換為4M byte，如AM29LV320);

　　⑥SDRAM存儲(chǔ)系統(tǒng)由韓國HYUNDAI公司的HY57V641620芯片構(gòu)成，用以臨時(shí)存放數(shù)據(jù);

　?、咚蠭O和配置管腳都通過雙排2.54mm間距插針引出，用戶可以充分自由發(fā)揮，擴(kuò)展更靈活。

　　2、ARM核心板

　　ARM核心板由以下硬件資源構(gòu)成。

　?、僦骺匦酒x用ARM為NXP(原PHILIPS)公司的CuteARM2300系列LPC2368芯片，LPC2368是一款基于ARM7TDMI-S內(nèi)核的RISC處理器，運(yùn)行速率高達(dá)72MHz，高達(dá)512KB的片上Flash程序存儲(chǔ)器，帶在系統(tǒng)編程(ISP)和在應(yīng)用編程(IAP)功能。Flash程序存儲(chǔ)器在ARM局部總線上，用于高性能CPU訪問;8KB/32KB SRAM在ARM局部總線上，用于高性能CPU訪問;16KB SRAM用于以太網(wǎng)接口，也可用作通用SRAM;8KB SRAM用于通用DMA，也可通過USB訪問;

　　②板載12MHz和32768Hz雙時(shí)鐘系統(tǒng)，主系統(tǒng)時(shí)鐘由12MHz無源晶振提供，最高穩(wěn)定工作頻率為72MHz;

　?、跘RM電源供電可選5V電源接口輸入或USB接口供電輸入，供電系統(tǒng)由穩(wěn)壓芯片ASM1117-3.3構(gòu)成。

　　④串口通信選用MAXIM公司的MAX3232芯片，板載下載方式支持ISP模式和串口模式;ISP模式可對(duì)程序進(jìn)行單步運(yùn)行，方便學(xué)生調(diào)試，而串口模式可實(shí)現(xiàn)程序的快速下載;

　?、菟蠭O和配置管腳都通過雙排2.54mm間距插針引出，用戶可以充分自由發(fā)揮，擴(kuò)展更靈活。

　　3、主實(shí)驗(yàn)板

　　主實(shí)驗(yàn)板由以下硬件資源構(gòu)成。5個(gè)獨(dú)立按鍵輸入接口模塊、8個(gè)撥碼開關(guān)輸入接口模塊、4*4矩陣鍵盤陣列接口模塊、8位帶動(dòng)態(tài)掃描共陽七段數(shù)碼管接口模塊、3*4LED交通燈接口模塊、4個(gè)8x8點(diǎn)陣，構(gòu)成16x16點(diǎn)陣動(dòng)態(tài)掃描接口模塊、2行*16字符LCD液晶屏接口模塊、LCD12684漢字液晶屏接口模塊、TFT彩色觸摸液晶屏接口模塊、直流電機(jī)接口模塊、四相步進(jìn)電機(jī)接口模塊、蜂鳴器接口模塊、PS鍵盤/鼠標(biāo)接口模塊、VGA接口模塊、USB2.0/UART接口模塊、并行模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、串行模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、并行數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、串行數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、SD卡接口模塊、IRDA紅外通訊接口模塊、數(shù)字溫控傳感電路接口模塊、RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘接口模塊、I2C存儲(chǔ)模塊、網(wǎng)卡模塊。

　　電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)實(shí)驗(yàn)箱集成大量的系統(tǒng)的接口與器件，學(xué)生可以通過此平臺(tái)完成所有電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與調(diào)試，使得數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)和嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)不再紙上談兵。出版相關(guān)教材列舉大量設(shè)計(jì)實(shí)例為學(xué)生開拓設(shè)計(jì)思路，為學(xué)生課外學(xué)習(xí)提供理論指導(dǎo)。電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)實(shí)驗(yàn)箱可完成以下實(shí)驗(yàn)功能：

　?、偾度胧筋愊到y(tǒng)設(shè)計(jì)，包括：GPIO跑馬燈實(shí)驗(yàn)、RTC實(shí)驗(yàn)、Timer定時(shí)器實(shí)驗(yàn)、串口中斷讀寫實(shí)驗(yàn)、TFT彩色液晶實(shí)驗(yàn)、EasyWeb實(shí)驗(yàn)、Webserver實(shí)驗(yàn);

　?、诨A(chǔ)類系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括：8-3編碼器實(shí)驗(yàn)、8-3優(yōu)先編碼器實(shí)驗(yàn)、3-8譯碼器實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)選擇器實(shí)驗(yàn)、多位數(shù)值比較器實(shí)驗(yàn)、全加器實(shí)驗(yàn)、觸發(fā)器實(shí)驗(yàn)、寄存器實(shí)驗(yàn)、雙向移位寄存器實(shí)驗(yàn)、四位二進(jìn)制加減法計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)、十進(jìn)制加減法計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)、順序脈沖發(fā)生器實(shí)驗(yàn)、序列信號(hào)發(fā)生器實(shí)驗(yàn)、分頻器實(shí)驗(yàn)等;

　?、圻M(jìn)階類系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括：直流電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)、步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)、矩陣鍵盤鍵值識(shí)別實(shí)驗(yàn)、ADC0804電壓轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)、TLC549串行AD電壓轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)、DAC0832控制實(shí)驗(yàn)、TLC5620串行DA控制實(shí)驗(yàn)、8*8點(diǎn)陣顯示實(shí)驗(yàn)、LCD1602液晶控制實(shí)驗(yàn)、LCD12864液晶控制實(shí)驗(yàn)、除法計(jì)算器、頻率計(jì)實(shí)驗(yàn)、2PSK數(shù)字調(diào)制及解調(diào)、QPSK數(shù)字調(diào)制及解調(diào)、PPM數(shù)字調(diào)制及解調(diào)、m序列發(fā)生器等;

　?、芫C合類系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括：矩陣鍵盤簡易計(jì)算器、DS18B20溫度液晶顯示、DAC0832波形發(fā)生器、串口數(shù)據(jù)發(fā)送、串口數(shù)據(jù)接收、HS0038紅外接收器、16*16點(diǎn)陣滾動(dòng)顯示、VGA-CRT顯示、DS1302時(shí)鐘顯示器、24C02存儲(chǔ)器讀取存儲(chǔ)顯示、PS2鍵盤識(shí)別顯示、PS2鼠標(biāo)識(shí)別顯示、模擬電源轉(zhuǎn)換器、多功能電子鐘、音樂發(fā)生器、12864液晶圖片顯示、交通信號(hào)燈、地鐵自動(dòng)售票機(jī)等。

　　作品名稱：電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)實(shí)驗(yàn)箱

　　完成單位：哈爾濱工程大學(xué)