一、系統概述:
FPGA實驗教學系統是適合工科專業進行EDA課程教學實驗以及課程設計的必備工具,系統由四部分組成,包括:可編程邏輯器件(FPGA)部分、外圍接口部分、擴展接口部分,實驗內容豐富生動形象,能夠大大的激發學生的興趣,使學生老師在教學的過程中能夠寓教于樂,同時在學習EDA的同時可以加強對控制、通信、電子電路等課程進行加深,讓學生學有所得。
二、結構特點:
1、FPGA采用ALTERA CycloneIV系列中的EP4C6用戶可更換其它核心板;
2、核心板自帶SDRAM與FLASH,可用于NIOSII、IP CORE設計驗計;
3、FPGA核心板板載USB-Blaster下載調試模塊,只需要一根USB連接線即可進行程序的加載調試;
4、FPGA主芯片I/O口完全開放,用戶可以任意定義;
5、核心板提供7路8位信號連接端口,供用戶進行外部模塊與FPGA的連接,同時對外部模塊進行供電;
6、核心板提供一路50M的系統時鐘和系統復位電路;
7、FPGA核心板單5V供電,用戶可使用FPGA核心板進行其它教學科研設計;
8、豐富的實驗模塊,在數字電路的基礎上增加了控制類、接口類、通信類的實驗模塊;
9、二個時鐘源,四路輸出,每路相對獨立, 24MHZ—1HZ的頻率能滿足用戶要求;
10、豐富的樣板實驗程序,在常規的EDA實驗基礎上增加了交通燈、電梯、步進電機、直流電機、PS2、VGA、音樂、鍵盤等實驗,實驗內容形象生動;
11、QUARTUSII11.0開發軟件,支持多種語言輸入,自帶LICENSE;
12、可以配套虛擬仿真軟件;
13、詳細的操作手冊,含軟、硬件的使用說明,各模塊的功能說明。
三、系統組成
1、FPGA實驗教學系統核心板組成
1)FPGA核心板主芯片采用ALTERA CycloneIV系列中的EP4CE6E22C8N;
2)FPGA內門電路高達10萬門,內部使用RAM作電路結構,速度高達幾百MHZ,且可任意規劃更改電路,是一個可隨心所欲的設計芯片;
3)8M-Byte SDRAM;
4)4M-Bits EPCS4;
5)JTAG編程調試接口;
6)USB-Blaster下載調試模塊;
7)7個擴展接口,擴展FPGA共56個IO接腳
8)50M系統時鐘輸入;
9)一路復位電路模塊;
10)5V/DC電源輸入接口;
2、系統底板組成
1)16位撥動開關輸入模塊
2)16位按鍵開關輸入模塊
3)4*4矩陣鍵盤輸入模塊
4)16位LED顯示模塊
5)16*16點陣顯示模塊和8X8雙色
6)128*64點陣圖形液晶顯示模塊
7)1602字符液晶顯示模塊
8)8通道8位并行AD轉換模塊
9)2路8位并行DA轉換模塊
10)幅度、頻率可調的信號源輸出
11)蜂鳴器、喇叭輸入接口模塊
12)1個四向模擬交通燈控制模塊
13)1個四相步進電機控制模塊
14)1個速度可控、可測直流電機模塊
15)1個VGA接口
16)2個UART串行通信接口
17)2個PS2接口模塊
18)4路脈沖輸出(24MHZ-1HZ)
19)設計有MCS-51 單片機總線接口,可以選配單片機核心模塊。
20)實驗導線要求以排線形式,不采納單根連接方式。
21)8位LED數碼管
22)電源模塊
23)外部時鐘模塊
24)單次脈沖源
四、實驗項目
1、基于QUARTUSII圖形輸入電路的設計
2、基于VHDL格雷碼編碼器的設計
3、含異步清零和同步使能的加法計數器
4、八位七段數碼管動態顯示電路的設計
5、數控分頻器的設計
6、圖形和VHDL混合輸入的電路設計
7、基本觸發器的設計
8、可控脈沖發生器的設計
9、基于VHDL的搶答器的設計
10、基于VHDL的表決器的設計
11、正負脈寬調制信號發生器設計
12、AUDIO電子音樂實驗
13、直流電機的測速實驗
14、步進電機驅動控制
15、交通燈控制電路實驗
16、PS2接口鍵盤顯示實驗
17、VGA彩條信號發生器的設計
18、數字頻率計的設計
19、多功能數字鐘的設計
20、電梯控制的設計
21、AD/DA轉換實驗
22、矩陣鍵盤接口電路的設計
23、加法器
24、譯碼器
25、編碼器
26、數據選擇器
27、移位寄存器
28、計數器
29、數碼管動態掃描顯示電路
30、簡易交通燈控制電路
31、汽車尾燈控制電路
32、4*4矩陣鍵盤實驗
33、16*16點陣基礎實驗
34、16*16點陣顯示漢字實驗
35、液晶顯示實驗
36、FPGA實驗系統的安全保護設計
五、配套軟件
根據不同用戶要求可配套不同版本的軟件,隨機配套的軟件功能齊全,支持VHDL/Verilog硬件描述語言等多種設計輸入。
六、配置清單
設備名稱 | FPGA實驗教學系統 |
型 號 | DB-E807 |
主 芯 片 | EP4CE6 |
工作電壓 | ~220v±10%,50Hz±1Hz |
尺寸(mm) | 410 x 260 x 80 |
重 量(kg) | <4 |
附件清單 | 1 | USB連接線× 1 | 2 | 信號連接線× 10 |
3 | QuartusII、程序光盤×1 | 4 | 實驗指導書×1 |
5 | AC電源連接線×1 | 6 | 保修卡/合格證×1
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