【电子系统设计开发实验箱】
功能/作用介绍
简介
电子系统设计开发实验箱由哈尔滨工程大学信息与通信工程学院优秀教师团队的高敬鹏、解武、王丽敏、黄湘松等老师开发完成，本团队始终贯彻落实研究型精英人才培养理念、培养模式和培养目标的最高标准，不断探索精英人才培养模式;更新实验设备、编写实验教材，全面提高精英人才培养质量和水平。从2010年伊始经过近两年的研发和实践，设计出了电子系统设计开发实验箱，并且编写名为《电子系统设计实践教程》实验指导讲义和《Altium Designer原理图与PCB设计教程》实践教材。团队联系人：高敬鹏，讲师，博士，哈尔滨工程大学信息与通信工程电子系统设计课程负责人。联系电话：13704802682，E-mail: gaojingpeng@hrbeu.edu.cn
电子系统设计开发实验箱由FPGA核心板、ARM核心板和主实验板构成。
1、FPGA核心板
FPGA核心板由以下硬件资源构成。
①主控芯片选用FPGA为Altera公司的CycloneII系列EP2C8Q208C8芯片，EP2C8Q208C8内部有2个锁相环(PLL)和8个全局时钟网络，8*256个逻辑单元(LE)个，36个M4K RAM，18个乘法器模块，可用I/O数为138个;
②主时钟由50MHz有源晶振构成，最高稳定工作频率为100MHz;
③串行配置芯片由EPCS1构成，下载方式支持JTAG模式和AS模式;JTAG下载接口，对应下载的文件是SOF文件，速度很快，JTAG将程序直接下载到FPGA中，但是掉电程序丢失，平时学习推荐使用JTAG方式，最后固化程序的时候再通过AS方式将程序下载到配置芯片中即可;
④FPGA电源供电可选5V电源接口输入或USB接口供电输入，供电系统由稳压芯片ASM1117-3.3和ASM1117-1.2构成，ASM1117-3.3用以提供FPGA外围输出电压，ASM1117-1.2用以提供FPGA内核电压。
⑤Flash存储系统由Advanced Micro Devices公司的AM29LV160D芯片构成，用以存储数据(设计为支持到4M byte，如有特殊需求，用户可按需要自行更换为4M byte，如AM29LV320);
⑥SDRAM存储系统由韩国HYUNDAI公司的HY57V641620芯片构成，用以临时存放数据;
⑦所有IO和配置管脚都通过双排2.54mm间距插针引出，用户可以充分自由发挥，扩展更灵活。
2、ARM核心板
ARM核心板由以下硬件资源构成。
①主控芯片选用ARM为NXP(原PHILIPS)公司的CuteARM2300系列LPC2368芯片，LPC2368是一款基于ARM7TDMI-S内核的RISC处理器，运行速率高达72MHz，高达512KB的片上Flash程序存储器，带在系统编程(ISP)和在应用编程(IAP)功能。Flash程序存储器在ARM局部总线上，用于高性能CPU访问;8KB/32KB SRAM在ARM局部总线上，用于高性能CPU访问;16KB SRAM用于以太网接口，也可用作通用SRAM;8KB SRAM用于通用DMA，也可通过USB访问;
②板载12MHz和32768Hz双时钟系统，主系统时钟由12MHz无源晶振提供，最高稳定工作频率为72MHz;
③ARM电源供电可选5V电源接口输入或USB接口供电输入，供电系统由稳压芯片ASM1117-3.3构成。
④串口通信选用MAXIM公司的MAX3232芯片，板载下载方式支持ISP模式和串口模式;ISP模式可对程序进行单步运行，方便学生调试，而串口模式可实现程序的快速下载;
⑤所有IO和配置管脚都通过双排2.54mm间距插针引出，用户可以充分自由发挥，扩展更灵活。
3、主实验板
主实验板由以下硬件资源构成。5个独立按键输入接口模块、8个拨码开关输入接口模块、4*4矩阵键盘阵列接口模块、8位带动态扫描共阳七段数码管接口模块、3*4LED交通灯接口模块、4个8x8点阵，构成16x16点阵动态扫描接口模块、2行*16字符LCD液晶屏接口模块、LCD12684汉字液晶屏接口模块、TFT彩色触摸液晶屏接口模块、直流电机接口模块、四相步进电机接口模块、蜂鸣器接口模块、PS键盘/鼠标接口模块、VGA接口模块、USB2.0/UART接口模块、并行模数转换模块、串行模数转换模块、并行数模转换模块、串行数模转换模块、SD卡接口模块、IRDA红外通讯接口模块、数字温控传感电路接口模块、RTC实时时钟接口模块、I2C存储模块、网卡模块。
电子系统设计开发实验箱集成大量的系统的接口与器件，学生可以通过此平台完成所有电子系统的设计与调试，使得数字系统设计和嵌入式系统设计不再纸上谈兵。出版相关教材列举大量设计实例为学生开拓设计思路，为学生课外学习提供理论指导。电子系统设计开发实验箱可完成以下实验功能：
①嵌入式类系统设计，包括：GPIO跑马灯实验、RTC实验、Timer定时器实验、串口中断读写实验、TFT彩色液晶实验、EasyWeb实验、Webserver实验;
②基础类系统设计，包括：8-3编码器实验、8-3优先编码器实验、3-8译码器实验、数据选择器实验、多位数值比较器实验、全加器实验、触发器实验、寄存器实验、双向移位寄存器实验、四位二进制加减法计数器实验、十进制加减法计数器实验、顺序脉冲发生器实验、序列信号发生器实验、分频器实验等;
③进阶类系统设计，包括：直流电机控制实验、步进电机控制实验、矩阵键盘键值识别实验、ADC0804电压转换实验、TLC549串行AD电压转换实验、DAC0832控制实验、TLC5620串行DA控制实验、8*8点阵显示实验、LCD1602液晶控制实验、LCD12864液晶控制实验、除法计算器、频率计实验、2PSK数字调制及解调、QPSK数字调制及解调、PPM数字调制及解调、m序列发生器等;
④综合类系统设计，包括：矩阵键盘简易计算器、DS18B20温度液晶显示、DAC0832波形发生器、串口数据发送、串口数据接收、HS0038红外接收器、16*16点阵滚动显示、VGA-CRT显示、DS1302时钟显示器、24C02存储器读取存储显示、PS2键盘识别显示、PS2鼠标识别显示、模拟电源转换器、多功能电子钟、音乐发生器、12864液晶图片显示、交通信号灯、地铁自动售票机等。
作品名称：电子系统设计开发实验箱
完成单位：哈尔滨工程大学
