pld實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)

1、電子專業(yè)PL或訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)一、實(shí)訓(xùn)目的1、掌握基本元器件編程方法2、熟悉KHF-卵CPL歐驗(yàn)箱的使用3、掌握MAX+PLUSI以及CPLDDOWNLOAD的使用4、熟練使用VHD語(yǔ)言編程二、時(shí)間地點(diǎn)實(shí)訓(xùn)中心（電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室）三、實(shí)訓(xùn)班級(jí)四、指導(dǎo)老師馮鷗五、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容內(nèi)容1KHF-5實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)簡(jiǎn)介系統(tǒng)基本特征配備：本實(shí)驗(yàn)箱配有altera低電壓1k系列（3萬(wàn)門(mén)以上）芯片下載板資源：芯片門(mén)數(shù)最多達(dá)到10萬(wàn)門(mén)（ACEX1K100，管腳可達(dá)208腳。編輯方式有圖形編輯，文本編輯，波形編輯，混合編輯等方式，硬件描述語(yǔ)言有AHDLVHDLVerilog-HDL等語(yǔ)言。主板功能：配有模擬可編程器件ispPAC器

2、件系列，突破傳統(tǒng)的EDA實(shí)驗(yàn)箱一般只做數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)的模式，用戶可以在實(shí)驗(yàn)箱上通過(guò)的模擬可編程器件進(jìn)行模擬電子的開(kāi)發(fā)訓(xùn)練。實(shí)驗(yàn)箱配有10個(gè)數(shù)碼管，（包括6個(gè)并行掃描數(shù)碼管和4個(gè)串行掃描數(shù)碼管）。1 6個(gè)數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)，4個(gè)脈沖開(kāi)關(guān)，數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)和脈沖開(kāi)關(guān)可配合使用，也可單獨(dú)使用。A/D轉(zhuǎn)換，采用雙AD專換，有常規(guī)的8位A/萌專換器ADC0809還可以適配位數(shù)較高，速度較快的12位A/D轉(zhuǎn)換器MAX196D/A轉(zhuǎn)換器，采用學(xué)生所熟知的芯片DAC0832.通用小鍵盤(pán)，本實(shí)驗(yàn)箱提供16個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)（4X4）,可通他們方便的進(jìn)行人機(jī)交互。單片機(jī)擴(kuò)展槽，由于實(shí)驗(yàn)箱上的所有資源（如數(shù)碼管、數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)、小鍵盤(pán)等）都可以借用

3、，因此通過(guò)此擴(kuò)展槽可以開(kāi)發(fā)單片機(jī)及單片機(jī)接口實(shí)驗(yàn)。外圍擴(kuò)展口，為了便于開(kāi)發(fā)，本實(shí)驗(yàn)箱還預(yù)留一個(gè)40PIN的擴(kuò)展槽，用以與外圍電路的聯(lián)接。模擬數(shù)字混合設(shè)計(jì)1.4.詳細(xì)的管腳說(shuō)明下面詳細(xì)的介紹有關(guān)電路組成：(1) 時(shí)鐘源本實(shí)驗(yàn)器CPLD芯片由50M晶振提供振蕩頻率，接與P183管腳。為了方便操作，還為系統(tǒng)提供了約1Hz1MHz連續(xù)可調(diào)的時(shí)鐘信號(hào)，接至CPLD的P78腳，通過(guò)調(diào)節(jié)短路夾J1和J2來(lái)改變其輸出頻率值。22.1184MHz的時(shí)鐘信號(hào)接于CPLD的80腳(P80)。(2) 輸入開(kāi)關(guān)本實(shí)驗(yàn)器中的開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)新穎獨(dú)特，有創(chuàng)意，與一般電路中的開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)不同。本實(shí)驗(yàn)器中有16個(gè)數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)(SWSW16,4

4、個(gè)脈沖開(kāi)關(guān)(KP1KP4)。在通常狀態(tài)下數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)和脈沖開(kāi)關(guān)為低電平。數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)和脈沖開(kāi)關(guān)可配合使用，也可單獨(dú)使用。若二者配合使用，在數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)為低電平時(shí)，按下脈沖開(kāi)關(guān)則產(chǎn)生一個(gè)高脈沖；在數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)為高電平時(shí)，按下脈沖開(kāi)關(guān)則產(chǎn)生一個(gè)低脈沖。其中16個(gè)數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)與CPLD的管腳的連接情況依次為:SW1-P103,SW2-P104,SW3-P111,SW4-P112SW5-P113SW6-P1114SW7-P115SW8-P116SW9-P119SW10-P120SW11-P121,SW12-P122SW13-P125SW14-P126SW15-P127SW16-P12&同時(shí)與數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)和CPLDffi應(yīng)引腳

5、相連的還有16個(gè)LED顯示管，可以作為輸出使用。在作為輸出時(shí)，不論數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)和脈沖開(kāi)關(guān)為高電平還是低電平，均不影響其狀態(tài)。脈沖開(kāi)關(guān)(KP1KP4D與CPLD的管腳的連接情況依次為P103,P104,P111,P112與數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)SWSWz復(fù)用CPLDP191、P192、P19&P195、P196、P197。(3) A/D轉(zhuǎn)換本實(shí)驗(yàn)器A/D轉(zhuǎn)換采用雙AD轉(zhuǎn)換，有8位A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809與12位A/D轉(zhuǎn)換器MAX196對(duì)于ADC0809本實(shí)驗(yàn)器只使用了一路模擬量輸入IN-1,其余7個(gè)模擬量輸入端均接到擴(kuò)展槽COM5用戶可實(shí)現(xiàn)最多7路模擬量分時(shí)輸入。ADD-A,ADD-B,ADD-C可選擇地址，分

6、別接到CPLD的對(duì)應(yīng)管腳P36,P37,P38。START啟動(dòng)信號(hào))與ALE(地址鎖存信號(hào))均接到CPLD的對(duì)應(yīng)管腳P19。時(shí)鐘CLOCK接到CPLD的對(duì)應(yīng)管腳P40。EOC(轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào))接到CPLD勺對(duì)應(yīng)管腳P39,Enable對(duì)應(yīng)的管腳P17。8位數(shù)字量輸出端由低(lsb28)到高(msb2一1)分別接到CPLD的對(duì)應(yīng)管腳P24,P25,P26,P27,P28,P29,P30,P31。對(duì)于MAX196其VDD外電源VCC(+5V,WF端接與P25,RD讀端接與P24,INT端接與P19,6路輸入與ADC0809復(fù)用，12位輸出(D0D12)分別接與P26,P27,P28,P29,P30,

7、P31,P36,P37,P38,P39,P40,P41。用戶可以隨意的使用任意一種。(4) DA轉(zhuǎn)換在主板上在一個(gè)CA轉(zhuǎn)換器，DAC0832參考電壓為VCC(+5V),數(shù)字量由CPLD輸入到DAC0832的DI0-DI7，與CPLDW腳的對(duì)應(yīng)關(guān)系為：P132DI0,P133-DI1,P134-DI2,P135-DI3,P136DI4,P139-DI5,P140-DI6,P141-PDI7,P16CS模擬量輸出由J3(COM2輸出。(5) 單片機(jī)擴(kuò)展槽及外擴(kuò)槽在主板上留有一個(gè)模擬單片機(jī)擴(kuò)展槽，用于CPLD模擬單片機(jī)之用，其與CPLD勺接口分別為，P0.0P0.7(3932),對(duì)應(yīng)與P44,P45

8、,P46,P47,P53,P54,P55,P56;P1.0一P1.7(18),對(duì)應(yīng)與P57,P58,P60,P61,P62,P63,P64,P65;P2.0P2.7(2128),對(duì)應(yīng)與P75,P74,P73,P71,P70,P69,P68,P67;P3.0P3.7(1017),對(duì)應(yīng)與P83,P85,P86,P87,P88,P89,P90,P92;PSENW對(duì)應(yīng)于P194,ALE腳對(duì)應(yīng)與P79;RST腳對(duì)應(yīng)于P18(6) RS232接口TXD(PQ接到RXD(CPLD的P182;RXD(PQ接到TXD(CPLD的P93(7) RS48成口RS485的DI、RD分別接CPLD勺P167、P169管

9、甌DERE并聯(lián)后與CPLD的P168相連。(8) 鍵盤(pán)4X4鍵盤(pán)的接口電路如圖3-2所示：CPLD勺P120、P121、P122、P125管腳作為掃描碼輸出，分別接到鍵盤(pán)的輸入端，鍵盤(pán)的查詢輸出接到CPLD的P126、P127、P128、P131四個(gè)管腳上。擴(kuò)展接口40PIN的擴(kuò)展槽COM6為了外擴(kuò)使用，在主板上設(shè)置有一個(gè)40PIN的擴(kuò)展槽COM6該擴(kuò)展槽與標(biāo)準(zhǔn)的51單片機(jī)仿真機(jī)接口兼容，其接口定義如下：1-PO57、2-VCG3-PO58、4-PO44、5-PO60、6-PO45、7-PO61、8-PO46、9-PO62、10-PO47、11-PO63、12-PO53、13-PO64、14-

10、PO54、15-PO65、16-PO55、17-P18、18-PO56、19-PO83、20-VCG21-PO85、22-P79、23-PO86、24-PO93、25-PO87、26-PO67、27-PO88、28-PO68、29-PO89、30-PO69、31-PO90、32-PO70、33-PO92、34-PO71、35-XTAL2、36-PO73、37-XTAL1、38-PO74、39-GND40-PO75。其中POXX表示CPLD勺管腳經(jīng)過(guò)電阻后與擴(kuò)展口相連。26PIN的擴(kuò)展槽COM5其與CPLD寸應(yīng)的管腳在主板上已標(biāo)明，此擴(kuò)展槽可供用戶根據(jù)自己的需要使用，其接口定義如下：1-PO20

11、4、2-PO205、3-PO206、4-PO207、5-PO208、6-PO7、7-PO8、8-P09、9-PO10、10-PO11、11-PO12、12-PO13、13-PO14、14-PO15、15-PO16、16-PO17、17-GNQ18-DATA2、19-DATA320-PO160、21-DATA422-DATA523-GND24-+12V、25-12V、26-VCC其中DATA2DATA3DATA4DATA5為CPLD勺DATA7.0的部分配置管腳。內(nèi)容2編程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：一.分頻電路與12歸1電路設(shè)計(jì)一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 學(xué)習(xí)硬件描述語(yǔ)言描述電路的原理。2 .學(xué)習(xí)分頻電路的設(shè)計(jì)算法。3.

12、 學(xué)會(huì)使用AHDLiS行簡(jiǎn)單的電路設(shè)計(jì)。4. 學(xué)會(huì)使用VHDLiS行簡(jiǎn)單的電路設(shè)計(jì)。5. 掌握生成include文件并調(diào)用的方法。6. 掌握VHD通言調(diào)用子程序的方法。二實(shí)驗(yàn)儀器1 .PC機(jī)一臺(tái)2 .MAX+PLUSCPLD開(kāi)發(fā)系統(tǒng)一套3 .KHF-5型實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)一套4 .CPLDDN200觀下載軟件一套.實(shí)驗(yàn)要求1. 復(fù)習(xí)教材有關(guān)硬件描述語(yǔ)言的章節(jié)。2. 預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。3. 用硬件描述語(yǔ)言進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。4. 下載并用數(shù)碼管顯示結(jié)果。四.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟設(shè)計(jì)一個(gè)頻電路已知cpld信號(hào)源脈沖頻率為50M試編寫(xiě)一分頻程序，得到一周期為1秒(頻率為1Hz)的脈沖頻率，并將之形成include文件。i

13、nclk鎖定到pin183(50MHz)。Outputa0,Outputa1,Outputa2,Outputa3,Outputa4,Outputa5,Outputa6,分別鎖定到P161(D4),P162(D5),P163,P164(D6),P166(D7),P167,P168數(shù)碼管的七段上。Outputb0,Outputb1,Outputb2,Outputb3,Outputb4,Outputb5,Outputb6,分別鎖定到P170,P172,P173,P174,P175,P176,P177數(shù)碼管的七段上。(1)(8)啟動(dòng)CPLDDN2005T載軟件進(jìn)行下載。要求：自己獨(dú)立設(shè)計(jì)一60進(jìn)制程序

14、，編譯并下載。二.使用進(jìn)行數(shù)字鐘設(shè)計(jì)一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 進(jìn)一步學(xué)習(xí)用硬件描述語(yǔ)言進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的方法。2. 掌握初步設(shè)計(jì)比較復(fù)雜電路的方法。二. 實(shí)驗(yàn)儀器1 .PC機(jī)一臺(tái)2 .MAX+PLUISCPLD開(kāi)發(fā)系統(tǒng)一套3 .KHF-5型實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)一套三. .CPLDDN200理下載軟件一套實(shí)驗(yàn)要求1. 預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。2. 復(fù)習(xí)教材相關(guān)內(nèi)容。3. 復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)五的相關(guān)內(nèi)容。3. 用硬件描述語(yǔ)言描述60進(jìn)制或23歸。的程序，利用實(shí)驗(yàn)四中分頻的結(jié)果，在文本編輯方式下，完成數(shù)字鐘設(shè)計(jì)用數(shù)碼管顯示結(jié)果。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟本程序的編譯，仿真及下載與前述VHD通言相同，不再詳述。管腳鎖定參考實(shí)驗(yàn)一三串形掃描顯示電路設(shè)計(jì)

15、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 通過(guò)用VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)串形掃描顯示電路進(jìn)一步掌握使用VHDL方法。2 .熟悉使用KHF-5型實(shí)驗(yàn)箱的數(shù)碼管進(jìn)行顯示。實(shí)驗(yàn)儀器1 .PC機(jī)一臺(tái)2 .MAX+PLUSCPLD開(kāi)發(fā)系統(tǒng)一套3 .KHF-5型實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)一套二. .CPLDDN200觀下載軟件一套實(shí)驗(yàn)要求1. 預(yù)習(xí)串行掃描顯示的原理2. 復(fù)習(xí)教材相關(guān)內(nèi)容。3. 用硬件描述語(yǔ)言進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。三. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)步驟(1)分配管腳。Outa(0to6)鎖定到P189、P190P191、P192、P193、P195、P19&P197Outb(0to2)鎖定到P187、P18&P180inclk為p183管腳四BCD碼轉(zhuǎn)換電路設(shè)

16、計(jì)一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 用硬件描述語(yǔ)言設(shè)計(jì)較復(fù)雜電路。2. 掌握綜合性電路的設(shè)計(jì)方法。二. 實(shí)驗(yàn)儀器1 .PC機(jī)一臺(tái)2 .MAX+PLUISCPLD開(kāi)發(fā)系統(tǒng)一套3 .KHF-5型實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)一套三. .CPLDDN200觀下載軟件一套實(shí)驗(yàn)要求1.復(fù)習(xí)BCD轉(zhuǎn)換的原理。2. 復(fù)習(xí)教材相關(guān)內(nèi)容。3 .用硬件描述語(yǔ)言進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。其中ina0-ina7分別對(duì)應(yīng)芯片管腳p116p115p114p113p112p111p104p103.outa0-outa6分別對(duì)應(yīng)芯片管腳168167166164163162161.outb0-outb6分別對(duì)應(yīng)芯片管腳p177p176p175p174p173p172p1

17、70.outc0-outc6分別對(duì)應(yīng)芯片管腳P189、P190、P191、P192、P193、P195、P196、P197.outd0-outd2分別對(duì)應(yīng)芯片管腳P187、P186、P180.六. 實(shí)訓(xùn)所需元器件:器件名稱數(shù)量PC機(jī)1MAX+PLUSnCPLD開(kāi)發(fā)系統(tǒng)1KHF5型實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)1CPLDDN2005下載軟件1相關(guān)導(dǎo)線，電源線g七. 實(shí)驗(yàn)時(shí)間安排星期節(jié)一二三四五1-2軟件使用實(shí)驗(yàn)箱電路熟悉分頻電路與12歸1電路設(shè)計(jì)使用進(jìn)行數(shù)串形掃描顯示電路設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)驗(yàn)收3-4字鐘設(shè)計(jì)BCD碼轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)書(shū)寫(xiě)實(shí)訓(xùn)報(bào)告5-6機(jī)動(dòng)串形掃描顯示電路設(shè)計(jì)BCD碼轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)機(jī)動(dòng)八、要求1、事先認(rèn)真閱讀本指導(dǎo)書(shū)，明確實(shí)訓(xùn)任務(wù)和要求2、全班分為20組，每組1-2人，其中1人任組長(zhǎng)。各組編號(hào)分別為120。各組按實(shí)訓(xùn)內(nèi)容安排完成實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。組長(zhǎng)負(fù)責(zé)組內(nèi)成員的分工和協(xié)調(diào)，由班長(zhǎng)負(fù)責(zé)分組和制定組長(zhǎng)工作，并按時(shí)提交兩份分組表，分別交予指導(dǎo)老師和實(shí)訓(xùn)處的實(shí)習(xí)老師。3、實(shí)訓(xùn)期間，注意安全用電，在通電調(diào)試前先由老師檢查無(wú)誤后再送電。不得帶電維修和裝配。4、規(guī)范使用儀器儀表，注意不得損壞儀器儀表。5、按時(shí)完成每個(gè)階段的實(shí)訓(xùn)任務(wù)，實(shí)訓(xùn)期滿時(shí)，每組主動(dòng)將實(shí)訓(xùn)內(nèi)容（