fpga实验_物理学院电子信息专业_图文_百度文库
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fpga实验_物理学院电子信息专业
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技术合作:复旦大学/东南大学/南京大学/南京通信兵工程学院
通讯原理/光通信/自控原理实验系统DSP实验系统新产品推荐电工电子、PLC实验系统单片机实验箱微机原理和接口实验箱单片机、微机原理接口综合单片机、微机接口实验台单片机、EDA综合实验数字电路实验模拟电路实验箱数字模拟综合电路原理实验箱电工原理实验箱最新高频电路实验箱PLC实验实训系列EDA技术实验开发系统计算机组成原理和CPU设计自动控制和计算机控制实验系统电工电子实验装置控制技术实验装置综合实验装置通信类实验设备DSP实验系列配套部件配套设备电子竞赛类产品智能系统
|&&&&&LH-SME2&自行设计型电子技术FPGA单片机综合实验箱
一、性能特点
&&& 实验箱由全铝合金箱体、开关电源、常用信号源、测量小仪表、EDA设计模块和单片机模块接入区、模拟电路模块接入区和面包板等组成。其中实验电路主板采用固定和拆卸式相结合的模块式结构，根据用户需求灵活配置。为用户开展创新设计提供良好的硬件平台。本实验箱适用于本专院校所有电类和非电类专业《数字电子技术》、《数字系统设计》、《模拟电子技术》、《电子线路》、《EDA技术应用》《VHDL设计语言》、《电子系统综合设计》课程的实验创新设计。
二、功能概述
1.同时兼容基本数字电路、EDA设计技术（CPLD/FPGA）模拟电路、单片机等综合课程设计。
2.数字电路、模拟电路、EDA设计核心板、单片机主系统均以独立模块方式接入。
3.主板上电路的保护：因短路等过流和电源电压过高或欠压发生时，自动切断电源。
4.主板上基本模块电路上电自检。
三、主要技术指标
1.单片机主系统CPU采用STC12C5A60S2,可以在线编程、下载、在线调试。
2.EDA核心板采用EP2C8Q208，带配置芯片EPCS1。
3.模拟电路模块多种：电压放大器的设计、负反馈电压放大器的设计、差动 放大器的设计、集成运算放大器性能测试和线性应用、正弦振荡器的设计、直流稳压电源的设计、场效应管放大器的设计、低频功率放大器的设计等，尺寸150×98。
4.数字电路：以面包板为主体实验载体。
5.单片机接口应用模块：并行A/D和D/A、串行A/D 和D/A、并行可编程定时器和I/O、串行通信接口、用A7105实现2.4GISM无线通信、机电一体化控制小平台、电子音响产生和音频功率放大、RS232/RS485通信接口单元和USB通信接口单元、点阵LED和图形LCD显示接口单元等。
等，寸90×98。
6.单片机系统设计
*交通灯控制
7.LED显示：6位7段数码管静态显示和动态显示，含电流驱动。
8.24位高亮发光管红、黄、绿色三组，含电流驱动，输入端带保护功能。
9.16路关量输入，可同时输出0和1两种电平信号，输出端带保护功能。
10.矩阵式4×4键盘。
11.4组拨码开关：提供0～9,A～F 十六进制编码值。
12.10MHZ和2MHZ有源晶振作时钟源。
13.可编程脉冲源：由555振荡器和智能单片机89C2051控制器构成频率可调、脉冲数可设置的脉冲序列发生电路。
14.有三路单脉冲电路，每路产生正脉冲的同时还产生一个负脉冲。
15.四状态逻辑笔：可测量高低电平、高阻和脉冲状态。
16.三位半数字电压表电路。
17.扩展630孔面包板2块，200孔面包板3块，表面彩色数字和条文标识清晰。
18.CRT VGA接口
19.PS/2鼠标接口
20.模块电路接入区 155×100。
21.4个精密电位器WXD3-1～100K。
&&& 22.实验电路工作电源：+5V/2A、±12V/0.5A，每路均带有短路保护和自动关断功能，每路带电源指示。其中+5V电源设计有过压、过流、欠压保护功能，待电路中故障排除后，自动恢复供电。
23.实验线路的连接：全部信号引出采用自锁紧式涂金插孔（永不氧化，美观漂亮）和排线座引出，实验导线连接稳定可靠。
24、外形尺寸：578×410
25.箱体：铝合金材料，绿色环保，无任何污染物，有把手，造型美观大方。
三、实验内容
&& &涵盖基础数字电路、模拟电路和数字系统设计、单片机原理应用的全部实验内容。
四、 实验系统配置
1、基本配置：
1）LH-SME2 主机1台（含电源）
2）FPGA模块1块，配套下载线1根
3）模拟电路模块2块：运放电路实验板和单管、双管放大电路、差动放大电路和射极跟随器等基本放大电路实验板
4）单片机基本模块6块: 并行A/D和D/A、串行A/D 和D/A、并行可编程定时器和I/O、串行通信接口、8×8双色点阵、机电一体化控制平台、电子音响产生和音频功率放大等），尺寸90×98。
5）电子档实验指导书一套
6）各种实验导线若干根
2、可选配置：
& 模拟部分
1、正弦振荡器的设计
2、直流稳压电源的设计
3、场效应管放大器的设计
4、低频功率放大器的设计
1、555定时器及其应用&&
2、触发器功能验证及应用
3、集成计数器及应用
4、寄存器与移位寄存器的应用
& 5、数据选择器及应用
& 6、集成译码器及应用
& 7、集成电路扩展板
& 8、门电路组合一
& 9、门电路组合二
10、门电路组合三
11、开放式模块一
12、开放式模块二
13、开放式模块三
单片机部分
1、DS1302 实时时钟电路、2×16字符型液晶显示实验电路、EEPROM存储器、串行。
2、串并和并串转换电路。
3、CAN总线接口电路和红外收发电路。
4、以太网通信接口电路&
5、I2C应用电路，包含串行键盘显示接口ZLG7290实验模块、串行实时时钟PCF8563实验模块和IC卡读写模块。
6、自带T6963C控制器的128×64图形LCD实验电路
& 7、双通道虚拟示波器模块。
8、串行接口16C550和8251应用实验电路。
9、CPLD（LATTICE 1016E）实验模块。
10、非接触式IC卡模块。
11、光柱显示应用实验电路。
12、用A7105实现2.4GISM无线收发一体通信模块。
13、压力测量实验电路
14、可编程并行接口和可编程定时器接口8155应用模块
15、16×16点阵LED实验电路。
16、通信接口电路包含RS232/485、HOST /SLAVE模式USB通信，串行A/D转换TLC549、串行D/A电路TLC5615，看门狗应用电路，一总线数字温度传感器电路。
单片机小系统
1、单片机系统设计
2、温度闭环
3、出租车计费器
4、电子密码锁
5、通灯控制&
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EDA实验箱实验指导书.doc39页
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实验二 流水灯
通过本实验让学生进一步了解、熟悉和掌握CPLD/FPGA开发软件的使用方法及VHDL语言的编程方法；学习简单的时序电路的设计和硬件测试。
本实验的内容是控制实验箱上的发光二极管LED1―LED8，使之实现流水灯显示。
在LED1~LED8引脚上周期性地输出流水数据，即输出的数据依次为000000，如此循环显示，输出数据“0”，表示点亮相应的LED小灯。为了方便观察，流水的速率控制在2Hz左右。在核心板上有一个48MHz的标准时钟源，该时钟源与芯片EP2C5的23脚相连。为了产生2Hz的时钟源，在此调用了分频模块int_div。
启动Quartus II，建立一个空白工程，然后命名为led_waterflow.qpf。
新建ledwater.vhd源程序文件，源代码如下。然后进行综合编译。若在编译过程中发现错误，则找出并更正错误，直到编译成功为止。生产符号文件ledwater.bsf
File→ Create/_Update → Create Symbol Files for Current File 。
流水灯程序参考
LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_Arith.ALL;
USE IEEE.STD_LOGIC_Unsigned.ALL;
ENTITY ledwater IS
STD_LOGIC;
led: OUT STD_LOGIC_VECTOR 7 DOWNTO 0
ARCHITECTURE one
OF ledwater IS
SIGNAL led_r: STD_LOGIC_VECTOR 8 DOWNTO 0 ;
led_r 7 DOWNTO 0 ;
PROCESS clk
BEGIN IF clk’event and clk ’1’ THEN led_r
led_r 7 DOWNTO 0
& '0'; IF led_r "" THEN
--循环完毕吗？ led_r
""; --是，则重新赋初值 END IF; END IF;
END PROCESS;
将实验模块库里的int_div.vhd和int_div.bsf拷贝到工程目录下。
新建图形文件，命名为led_waterflow.bdf并保存。在空白处双击鼠标，打开symbol对话框，在symbol对话框的左上角的libraies中，分别将project下
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包朝伟,温长清,杨振华,王佩宁.一种用于FPGA的单粒子翻转试验系统设计研究[J].科学技术与工程,):
一种用于FPGA的单粒子翻转试验系统设计研究
Design and Research of single event upset test system for FPGA
中文关键词:&&&&&&
英文关键词:&&&&
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&&&&&&单粒子翻转（SEU）试验是测试FPGA芯片抗单粒子翻转性能的重要方法。本文提出了一种用于测试FPGA芯片抗单粒子翻转性能的试验系统，该系统通过比对待测FPGA芯片输出数据序列和正确数据来判断是否发生数据翻转。如果发生数据翻转，则进一步统计翻转次数和翻转性质，从而能够较全面的测试FPGA芯片的抗单粒子翻转性能。本文运用该试验系统对某款FPGA芯片进行了单粒子翻转试验，测试结果显示该试验系统能够正确评估被测芯片的抗单粒子翻转性能。
&&&&&&Single Event Upset (SEU) test is an important way to test anti-SEU performance of FPGA chip. This paper proposes a test system for testing anti-SEU performance. The system determine whether a data flips by comparing the sequence of output data and the correct data .If the data inversion occurs, the number of inversion and the nature of flip are counted. Hence, it enables a more comprehensive test for the anti-SEU performance of FPGA chip. We conduct the anti-SEU test using the test system mentioned in this paper, the test results show that the test system is able to correctly assess the anti-SEU performance of the FPGA chip.
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