EDA綜合實(shí)驗(yàn)箱使用手冊(cè)

1、EDA綜合實(shí)驗(yàn)箱使用說(shuō)明手冊(cè)一系統(tǒng)概述1. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及說(shuō)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1.1所示：圖1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖2. 硬件資源 1.1單片機(jī)資源完全兼容51內(nèi)核的SST89E516RD，管腳兼容AT89C51，帶仿真監(jiān)控程序 時(shí)鐘頻率：040MHz 集成1KBy片內(nèi)RAM64Kbyte + 8Kbyte Flash EEPROM 看門狗可編程計(jì)數(shù)器陣列（PCA） SPI接口 I2C接口1.2可編程邏輯器件資源（EP3C10E144）10,320邏輯單元（LE）46個(gè)M9K423,936bit RAM23個(gè)18*18硬件乘法器2個(gè)鎖相環(huán)（PLL）10個(gè)全局時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)最大94個(gè)用戶IO口最大22組差分接口1

2、.3常用外圍設(shè)備資源4*4矩陣按鍵8*1獨(dú)立按鍵8個(gè)發(fā)光二極管8位7段數(shù)碼管字符液晶1602點(diǎn)陣液晶12864（帶字庫(kù)）蜂鳴器8K串口存儲(chǔ)器（僅單片機(jī)模式可用）10位高精度AD轉(zhuǎn)化器（僅單片機(jī)模式可用）12位高精度DA轉(zhuǎn)換器二操作說(shuō)明1. 人機(jī)交互模塊功能說(shuō)明該模塊是本EDA實(shí)驗(yàn)箱的人機(jī)對(duì)話界面，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)本EDA實(shí)驗(yàn)箱的模式選擇、電壓測(cè)量、信號(hào)輸出、頻率測(cè)量以及系統(tǒng)復(fù)位等功能。其主要部件及功能如表2.1所示：2. 實(shí)驗(yàn)箱上電或復(fù)位當(dāng)實(shí)驗(yàn)箱初次上電或者按Reset（復(fù)位）鍵，都將進(jìn)入初始化界面，該界面將顯示重慶郵電大學(xué)徽標(biāo)以及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的名稱、制作者等信息，隨后即自動(dòng)進(jìn)入功能選擇界面。如圖2.1

3、所示：圖2.1 功能選擇界面功能1：電壓測(cè)量能夠完成對(duì)實(shí)驗(yàn)箱上+5V、+3.3V兩路電源電壓以及外接直流電壓（VT）的測(cè)量。功能2：信號(hào)輸出能夠同時(shí)產(chǎn)生多路不同頻率的方波信號(hào)，頻率調(diào)節(jié)范圍（1Hz1MHz）。 功能3：頻率測(cè)量 可以測(cè)量外接頻率（FT）。 功能4：模式選擇實(shí)現(xiàn)不同工作模式間的切換。目前本實(shí)驗(yàn)箱共設(shè)計(jì)有9種不同的工作模式（模式0模式8），不同模式對(duì)應(yīng)有不同的電路結(jié)構(gòu)，各模式下的電路結(jié)構(gòu)圖可參見(jiàn)模式介紹。3. 模式選擇在功能選擇界面，按S4鍵進(jìn)入工作模式選擇（如圖2.2所示），選定模式后按S3鍵確認(rèn)，即可進(jìn)入該模式。圖2.2 模式選擇界面在不同模式下，發(fā)光二極管和數(shù)碼管的初始顯示是

4、不一樣的，如表2.2所示：表2.2 不同模式下的LED和數(shù)碼管初始顯示狀態(tài)對(duì)照表4. 電壓測(cè)量電壓測(cè)量功能狀態(tài)下，除了能夠測(cè)量實(shí)驗(yàn)箱上+5V、+3.3V兩路電源電壓以外，還能測(cè)量由VT接入的外接直流電壓。如何選擇進(jìn)入電壓測(cè)量功能？按S1（上移）鍵和S2（下移）鍵，可以向上或者向下移動(dòng)屏幕上的“*”，當(dāng)“*”移動(dòng)至與“電壓測(cè)試”同一行顯示時(shí)，即表示選擇“電壓測(cè)量”，如圖2.3所示，然后按S3鍵（確認(rèn)鍵）進(jìn)入“電壓測(cè)量”功能。選擇”電壓測(cè)量”功能圖2.3 電壓測(cè)量選擇進(jìn)入電壓測(cè)量模式，界面顯示如圖2.4所示：+5V電源測(cè)量結(jié)果+3.3V電源測(cè)量結(jié)果VT電壓測(cè)量結(jié)果圖2.4 電壓測(cè)量界面VT的電壓測(cè)

5、量范圍：05V5. 信號(hào)輸出信號(hào)輸出功能狀態(tài)下，能夠同時(shí)最多產(chǎn)生3路不同頻率的方波信號(hào)（F0、F1、F2），且頻率可調(diào)，3路信號(hào)頻率輸出范圍如表2.3所示：表2.3信號(hào)頻率輸出范圍及調(diào)節(jié)步進(jìn)對(duì)照表如何輸出某一頻率的信號(hào)？下面以輸出一個(gè)f=200Hz的信號(hào)為例講解。 Step1：用S1、S2鍵選擇“信號(hào)輸出”。選擇”信號(hào)輸出”功能圖2.5 “信號(hào)輸出”功能選擇Step2：按S3確認(rèn)鍵進(jìn)入該功能狀態(tài)，屏幕將會(huì)顯示如圖所示：3選擇標(biāo)識(shí)符圖2.6 “信號(hào)輸出”顯示界面Step3：用S1和S2鍵選擇信號(hào)輸出端，由于需要輸出的信號(hào)頻率為200Hz，所以選擇F1輸出。選擇F1輸出圖2.7 信號(hào)輸出端選擇圖S

6、tep4：按S3鍵確認(rèn)，此時(shí)進(jìn)入頻率調(diào)節(jié)模式。：圖標(biāo)圖2.8 進(jìn)入頻率調(diào)節(jié)模式Step5：用S1鍵（增加）、S2鍵（減少）按一定步進(jìn)調(diào)節(jié)頻率，如此即可輸出一定頻率的方波信號(hào)了，如圖9所示，為用示波器測(cè)試的該輸出信號(hào)。圖2.9 頻率調(diào)節(jié)結(jié)果顯示Freq=200Hz圖2.10 信號(hào)輸出波形圖Step6：用S2（返回鍵）可逐級(jí)退出。6. 頻率測(cè)量頻率測(cè)量功能狀態(tài)下，可以測(cè)量外接脈沖信號(hào)的頻率，待測(cè)信號(hào)通過(guò)FT接入。如何完成外接待測(cè)信號(hào)的頻率呢？用S1（上移）鍵和S2（下移）鍵，選擇“頻率測(cè)量”，如圖2.11所示。選擇”頻率測(cè)量”功能圖2.11 “頻率測(cè)量”功能選擇按S3鍵（確認(rèn)鍵）進(jìn)行頻率測(cè)量，屏幕

7、顯示如圖2.12所示：圖2.12 “頻率測(cè)量”結(jié)果顯示FT的頻率測(cè)量范圍：0120KHz三模式介紹實(shí)驗(yàn)箱一共有9個(gè)模式，其中模式04為單片機(jī)模式，模式57為可編程邏輯器件模式，模式8為混合模式。需要注意的時(shí)，無(wú)論在那種模式下，擴(kuò)展接口的連接方式都是固定的。1. 模式0模式0為單片機(jī)模式，其電路如圖3.1所示：D7D6D5D4D3D2D1D0圖3.1 模式0電路結(jié)構(gòu)在模式0中，發(fā)光二極管連接在單片機(jī)的P0口，P0口相應(yīng)的位為邏輯“1”則點(diǎn)亮對(duì)應(yīng)的二極管。需要注意的是，P0口作為普通IO使用，需要接上拉電阻，圖3.1中為示意圖，實(shí)際電路需要連接上拉電阻。在模式0中，實(shí)驗(yàn)箱上的4*4矩陣按鍵不再作為

8、矩陣按鍵，而是取按鍵K0K1作為獨(dú)立按鍵連接到單片機(jī)的P2口，電路如圖3.1所示。2. 模式1模式1為單片機(jī)模式，其電路如圖3.2所示：圖3.2 模式1電路結(jié)構(gòu)在模式1中，按鍵K0K3作為獨(dú)立按鍵使用，字符液晶1602的數(shù)據(jù)線連接到單片機(jī)的P0口，控制信號(hào)RS，RW，E分別連接到單片機(jī)的P2.5、P2.6、P2.7。注意：為了簡(jiǎn)化編程，1602被禁止讀“忙”，因此，在編寫程序時(shí)，需要通過(guò)延時(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)1602的控制，具體操作請(qǐng)參考1602的數(shù)據(jù)手冊(cè)。3. 模式2模式2為單片機(jī)模式。其電路如圖3.3所示：圖3.3 模式2電路結(jié)構(gòu)模式2和模式1基本完全一樣，區(qū)別在于把模式1的字符液晶1602換成點(diǎn)陣

9、液晶12864，其它完全一樣。同樣，模式2不允許12864的讀“忙”操作，通過(guò)延時(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體參考12864的數(shù)據(jù)手冊(cè)。4. 模式3模式3為單片機(jī)IO口擴(kuò)展模式，其電路如圖3.4所示：D7D6D5D4D3D2D1D0圖3.4 模式3電路結(jié)構(gòu)模式3通過(guò)P0口和P2口進(jìn)行IO口擴(kuò)展，其中P0口作為數(shù)據(jù)通道，P2口作為控制通道。在模式3下， 單片機(jī)可以使用實(shí)驗(yàn)箱上所有全部外圍設(shè)備。5. 模式4模式4為單片機(jī)總線模式，其電路如圖3.5所示：ADBAB7:0AB15:8圖3.5 模式4電路結(jié)構(gòu)模式4為單片機(jī)總線模式，所有外設(shè)通過(guò)總線和單片機(jī)相連接，其地址分配如表3.5所示：表3.5，外圍設(shè)備地址分配（1

10、）數(shù)碼管已經(jīng)添加譯碼功能，輸入有效數(shù)據(jù)為0x000x0F，超過(guò)此范圍數(shù)碼管無(wú)顯示（2）0x0408中數(shù)據(jù)位【7：0】對(duì) 應(yīng)發(fā)光二極管【D7:D0】，“1”亮，“0”滅。（3）當(dāng)有按鍵按下時(shí)，nINT0管腳被拉低，直到按鍵彈開(kāi)（4）1602的起始地址為：0x0410，RS和RW分別接到地址線的A0和A1（5）12864的起始地址為：0x0420，RS和RW分別接到地址線的A0和A1注意：除了表3.5外設(shè)占用的地址，由于SST89E516RD片內(nèi)RAM占用了外擴(kuò)總線地址，所有用戶不要使用低1KBye的地址。6. 模式5模式5為可編程邏輯器件模式，其電路如圖3.6所示：D7D6D5D4D3D2D1D

11、0圖3.6 模式5電路結(jié)構(gòu)矩陣按鍵為實(shí)驗(yàn)箱主板上的矩陣按鍵K0K7，獨(dú)立按鍵SW0SW7為可編程邏輯器件核心板上的獨(dú)立按鍵K0K7，按下按鍵為低電平（邏輯“0”）。注意：SW5連接在芯片的多功能管腳nCEO上，因此需要通過(guò)軟件設(shè)置該管腳為普通IO口，否則按鍵SW5不能使用。發(fā)光二極管邏輯“1”點(diǎn)亮，數(shù)碼管為共陰數(shù)碼管，數(shù)據(jù)總線SEG由8位數(shù)碼管復(fù)用。SEG的最低位對(duì)應(yīng)數(shù)碼管的A，最高位對(duì)應(yīng)數(shù)碼管的小數(shù)點(diǎn)，以此類推。Clk0連在核心板上的40M有源晶振。Clk1和Clk2根據(jù)需要，通過(guò)跳線帽選擇合適的輸入信號(hào)，具體參考實(shí)驗(yàn)箱操作說(shuō)明部分。7. 模式6模式6為可編程邏輯器件模式，其電路如圖3.6所

12、示：D7D6D5D4D3D2D1D0圖3.7 模式6電路結(jié)構(gòu)矩陣按鍵為實(shí)驗(yàn)箱主板上的矩陣按鍵K0K7，獨(dú)立按鍵SW0SW7為可編程邏輯器件核心板上的獨(dú)立按鍵K0K7，按下按鍵為低電平（邏輯“0”）。注意：SW5連接在芯片的多功能管腳nCEO上，因此需要通過(guò)軟件設(shè)置該管腳為普通IO口，否則按鍵SW5不能使用。發(fā)光二極管邏輯“1”點(diǎn)亮。Clk0連在核心板上的40M有源晶振。Clk1和Clk2根據(jù)需要，通過(guò)跳線帽選擇合適的輸入信號(hào)，具體參考實(shí)驗(yàn)箱操作說(shuō)明部分。8. 模式7模式7為可編程邏輯器件模式，其電路如圖3.8所示：D7D6D5D4D3D2D1D0圖3.8 模式7電路圖模式7和模式6基本一樣，差別在于把模式6的字符液晶1602換成點(diǎn)陣液晶12864，其他完全一樣。矩陣按鍵為實(shí)驗(yàn)箱主板上的矩陣按鍵K0K7，獨(dú)立按鍵SW0SW7為可編程邏輯器件核心板上的獨(dú)立按鍵K0K7，按下按鍵為低電平（邏輯“0”）。注意：SW5連接在芯片的多功能管腳nCEO上，因此需要通過(guò)軟件設(shè)置該管腳為普通IO口，否則按鍵SW5不能使用。發(fā)光二極管邏輯“1”