MFB-5实验器使用说明.pdf
- 文档编号:14658583
- 上传时间:2023-06-25
- 格式:PDF
- 页数:7
- 大小:753.05KB
MFB-5实验器使用说明.pdf
《MFB-5实验器使用说明.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《MFB-5实验器使用说明.pdf(7页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
1MFB-5数字电路自主学习实验器MFB-5型数字电路自主学习实验器为学习数字电路尤其是可编程数字电路提供了一个完整的实践平台,为开设数字电路课程及数字系统课程提供了学习PLD技术的实验环境。
是一种多功能实验器。
一、MFB-5型数字电路自主实验器特点MFB-5型数字电路自主实验器可对Altera公司的MAXREPM240T100或EPM570T100器件进行实验。
MFB-5继承MFB-2的特点,主系统板与下载板(含CPLD器件)采用接插式结构(即主板+下载板双板式),通过更换下载板可对其它CPLD/FPGA器件适配,同时也利于将下载板用于其它实验。
实验器基于“电路连接软件配置”的设计思想,通过软件对芯片引脚与开发器各输入、输出的连接进行定义,摒弃了大量导线的连接,提高了实验效率,减少了实验故障率。
实验器有完善的保护电路,对于电源反接、管脚输入、输出定义错误以及开关误置,均不会损坏芯片和实验器。
二、实验器简介1、实验器面板结构图1是实验器结构图。
实验器主要组成有:
下载板(含CPLD芯片)、输入控制、输出显示、多频时钟信号源、D/A转换器、A/D转换器、扬声器、稳压电源、4踪逻辑波形显示系统、面包板实验区。
2、主要技术性能
(1)器件EPM570T100(EPM240T100)。
(2)电平输入开关1开关15(带发光二极管显示)。
(3)脉冲输入键1键15(带发光二极管显示)。
(4)输出显示?
LED显示24位。
?
七段数码管(动态)8位。
?
4双色发光二极管(模拟十字路口红绿交通灯)。
(5)标准时钟信号源?
由CD4060通过晶振产生的2、4、8、64、128、256、512、1024、2048、32768Hz等10组标准时钟信号。
?
由有源晶振产生的6MHz标准时钟信号。
?
单步脉冲信号ST(经消抖处理)。
(6)所有I/O、时钟均可引出进行扩展实验。
(7)A/D转换器(8位)、双D/A转换器(8位)。
(8)4踪稳压电源输出(+3.3V,+5V,+12V,-12V)。
(9)4踪逻辑波形显示。
2图1实验器结构图3三、实验器使用说明CPLD下载板与主板连接关系见附表1。
1.CPLD下载板目前下载板支持两种芯片,分别是EPM240T100和EPM570T100,下载板有10针下载电缆接口,3.3V稳压电源。
可通过计算机直接对芯片下载pof文件,进行编程。
下载板也可以接上插座用在万用PCB上。
注意:
下载板插入主板时须注意方向,并注意对齐引脚。
下载板供电由开关CPLD_EN控制,CPLD_EN拨向左边时,主板向下载板供电,拨向右边时则主板不对下载板供电。
2.输入控制主板输入有两种模式:
电平输入(开关1开关15)和脉冲输入(按键1按键15),两种功能复用,即开关1与按键1开关15与按键15分别共用一个I/O口。
(1)电平输入:
(开关1开关15)开关拨上,输出高电平(+3.3V)对应位指示灯亮(LDn);开关拨下,输出低电平(0V),对应位指示灯灭。
(2)脉冲输入:
(按键1按键15)按下按键时输出高电平,松开按键时输出低电平,完成一个脉冲输入(无防抖动处理)。
3.输出显示输出显示有三种模式:
发光二极管指示、双色发光二极管显示和七段数码管动态扫描显示。
(1)发光二极管显示:
LD1LD15以及D0D7均已固定连接到下载板插座引脚上,CPLD的I/O输出或输入为高电平时,对应发光二极管点亮。
LD1LD15由Key_EN总控,Key_EN拨向右边时,LD1LD15可以被点亮,Key_EN拨向左边时,LD1LD15不能点亮。
(2)双色发光二极管:
LED11LED14为红绿双色发光二极管,分十字形排列,可以很好地模拟十字路口的交通灯。
每一个双色发光二极管都封装有两个发光核心,分别可以发出红光和绿光,同时发光时则显示橙色。
LED11LED14和LD1LD8共用I/O口。
LED11LED14由它们旁边的开关Light_EN总控,Light_EN拨向右边时,双色发光二极管接入电路,可以点亮,而Light_EN拨向左边时,双色发光二极管不能点亮。
(3)七段数码管动态扫描显示:
七段数码管动态扫描显示由两个4位共阴型动态数码管并联而成,各数码管的共阴端有一个三极管组成的反相驱动器,所以数码管的段线、位线均为高电平时数码管方可点亮。
数码管的供电由开关SEG_EN总控,SEG_EN拨向上时,数码管接通电源方可点亮。
开关S_LD拨向上时,即使所有位选端口都没有加入有效位选信号,最低位数码管的位选信号都固定有效。
使用多位显示时,S_LD需拨向下。
4.扬声器输出主板有一个扬声器输出,可进行音乐、告警等声响实验。
5.4踪逻辑波形显示系统4踪波形显示有实时回放、存储回放两种回放模式,可以对其中1踪信号(CH1)测量频率,采样率可在50sps200ksps调节,采用电平触发。
所有参数设置均通过键盘在菜单中设置,按菜单键进入/退出菜单,确认键确认相关设置,方向键滚动光标和改变参数。
建议将采样4率设为最高被测信号频率的310倍(系统默认为10ksps)。
频率计最高测试值为6.25MHz.K49f13K35K11e4c6h3b8a14g10K212d2DIG1DIG2DIG3DIG4DP2DP3dp11LD_1K49f13K35K11e4c6h3b8a14g10K212d2DIG1DIG2DIG3DIG4DP2DP3dp11LD_2D0D1D2D3D4D5D6D7330R227330R228330R229330R230330R231330R232330R233330R234330R23510KR23610KR23710KR23810KR23910KR24010KR24110KR24210KR243abcdefghdpLD1LD2LD3LD4LD5LD6LD7LD8K1K2K3K4K5K6K7K8S_LD123456789P_SEGSeg_EN12345678P20712345678P208p28p29p30p33p34p35p36p51p38p52p40p41p42p47p48p49p50p67p53p54p55p56p57p58p611234567891K*8RP_11GNDQ1S8050Q2S8050Q3S8050Q4S8050Q5S8050Q6S8050Q7S8050Q8S8050GNDGND共阴型七段LED图2部分显示电路原理图
(1)触发控制实时采样回放时为使看到的波形是稳定的,必须在输入信号满足特定状态时触发一次采样并回放,当这一个触发状态是周期性出现时,显示的波形就是稳定的。
本系统采用了字触发方式,可以设置一级触发字,触发字为4位。
系统启动时默认的触发字是0000b。
若输入信号中没有与触发字对应的状态,则采样不能触发,也即不能显示波形或者之前显示的波形不能刷新。
(2)实时回放模式当系统被设置为实时回放时(系统默认设置),每当采集到32个点(显示一屏波形所需要的数据量)时进行一次波形显示,同时显示刻度尺、当前采样率、CH1所接信号的频率、当前触发字。
显示完以上信息后,等待下一次的触发。
图3是实时回放界面。
图3实时回放界面5(3)存储回放模式系统被设置为存储回放时,当采集到2000个点就停止采样并显示所采波形的前32个点,同时显示刻度尺、当前采样率、CH1所接信号的频率、当前触发字、时间标志线以及对应时间标志线上的4路输入信号的逻辑状态。
显示完以上信息后,等待按键。
此时按确认键则重新执行一次采样存储回放,按向左键时间标志线向左移一个点,按向右键时间标志线向右移一个点,按向上键则波形向左平移2个点,按向下键波形向右平移2个点,按菜单键则进入菜单设置。
为方便读取波形的逻辑状态值,系统设置了在存储回放模式下显示时间标志线的功能,并且可以直接显示时间标志线处的逻辑状态值。
6.ADC/DAC转换电路ADC/DAC只能在进入ADC/DAC菜单时工作,退出菜单时ADC/DAC被关闭。
为配合简单实验的需要,实验器还设置了一个用于产生03.3V模拟电压的电位器R_ADC。
ADC/DAC实验有两个模式,在做观察性实验时选择低速模式,转换时间约为15ms,可在液晶上同时显示ADC和DAC的数据字;高速模式时转换时间为2.5s,液晶不显示数据字。
两种模式均只能在进入ADC/DAC实验菜单时工作,工作时按下任何功能键均可退出ADC/DAC实验。
ADC与DAC的基准电压均是3.3V,输入、输出模拟电压范围是03.3V。
ADC有+3.3V和+5V两种输出电平,通过短路帽P201选择,配套的CPLD下载板选择3.3V。
使用CPLD进行ADC实验需采取如下的步骤:
1)启动系统,进入“ADC/DAC实验”菜单项,选择相应工作模式。
2)将待测模拟信号接入“模拟信号”插座的第三个孔“ADCi”。
3)从ADC7.0即可读到ADC转换器的结果。
使用CPLD进行DAC实验需采取如下的步骤:
1)启动系统,进入“ADC/DAC实验”菜单项,选择相应的工作模式。
2)将待转换数字信号接至DAC07.0或(和)DAC17.0。
3)从“模拟信号”插座的DAC0或(和)DAC1即可输出相应的模拟信号。
7.标准时钟信号源CLK1,CLK2可选用全部时钟信号之一:
?
由CD4060通过晶振产生的2、4、8、64、128、256、512、1024、2048、32768Hz等10组标准时钟信号。
?
由有源晶振产生的6MHz标准时钟信号。
?
单步脉冲信号ST(经消抖处理)。
CLK3:
可选用时钟信号6MHZ、2HZ、EXCLK、PULSE之一。
CLK4:
可选用时钟信号2048HZ、64HZ、8Hz、SER_C之一。
不用的时钟信号应将短路帽置于NC的位置。
所有时钟信号的幅值均为3.3V(3.3VLVCMOS)。
8.外接插孔主板有三排共74个外接输出插孔,供扩展实验用。
9.稳压电源为便于实验,MFB-5实验器配备了4路稳压电源,指标分别如下:
6+5V/0.5A;+3.3V/0.5A;+12V/50mA;-12V/50mA.超过以上指标用电时需另配电源。
10.面包板原理与使用方法请参阅电子技术实验教程数字逻辑电路实践(西南交通大学电子技术实验室编)。
四、实验器上电操作下载pof文件:
将编程电缆一端与下载板的10针插座相连,另一端与计算机相连。
接通主板电源和下载板电源(CPLD_EN),下载板上的电源指示灯LED1应点亮。
启动Quartus软件,下载pof文件,对芯片进行硬件编程。
五、注意事项1.不用的开关应当拨向下,以免与CPLD输出产生冲突。
2.使用过程需爱惜实验器材,轻拿轻放,不可乱拨乱揿开关。
3.“波形输入”、“时钟输出”、“模拟信号”、“电源输出”插座须用较钝的螺丝刀或者直接用手按压方可插拔电线。
不可用镊子、笔尖、小刀等尖利物,以免损坏插座。
4.使用过程应避免线头、元件等导体掉落入实验器。
5.液晶显示器右侧的散热器在使用过程中会发热,当心烫手。
7附表1,自主学习实验器主板器件名与芯片引脚号对照表主板器件名主板器件名CPLD主板器件名主板器件名CPLD主板器件名主板器件名CPLD键键1/开关开关1/LD1/LED14RP2数数DIG4P48DAC1_7键键2/开关开关2/LD2/LED14GP3码码DIG3P47DAC1_6键键3/开关开关3/LD3/LED13RP4管管DIG2P42DAC1_5键键4/开关开关4/LD4/LED13GP5DIG1P41DAC1_4键键5/开关开关5/LD5/LED12RP6扬声器扬声器P100DAC1_3键键6/开关开关6/LD6/LED12GP7D0P53DAC1_2键键7/开关开关7/LD7/LED11RP8D1P54DAC1_1键键8/开关开关8/LD8/LED11GP15D2P55DAC1_0未未锁锁定定到到CPLD芯芯片片键键9/开关开关9/LD9P16D3P56键键10/开关开关10/LD10P17D4P57P12/全局时钟0P12键键11/开关开关11/LD11P18D5P58P14/全局时钟1P14键键12/开关开关12LD12P19D6P61P43/DEV_OEP43键键13/开关开关13/LD13P20D7P67P44/DEV_CLRnP44键键14/开关开关14/LD14P21DAC0_7P96P62/全局时钟2P62键键15/开关开关15/LD15P26DAC0_6P95P64/全局时钟3P64键键16/开关开关16/LD16P27DAC0_5P92P1P1P1P1aP28DAC0_4P91P68P68P68P68bP29DAC0_3P89P69P69P69P69数数cP30DAC0_2P87P70P70P70P70dP33DAC0_1P86P71P71P71P71eP34DAC0_0P85P72P72P72P72fP35ADC7P84P73P73P73P73码码gP36ADC6P83P74P74P74P74hP38ADC5P82未分配P97P97未分配P97P97dpP40ADC4P81DIG8P52ADC3P78管管DIG7P51ADC2P77DIG6P50ADC1P76DIG5P49ADC0P75
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- MFB 实验 使用说明