EDA综合实验箱使用手册.docx

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1、EDA综合实验箱使用说明手册一.系统概述1.系统结构及说明系统结构如图1.1所示：图1.1系统结构框图2 .硬件资源1.1单片机资源 完全兼容51内核的SST89E516RD,管脚兼容AT89C51 ,带仿真监控程序 时钟频率：040MHz 集成1KBy片内RAM 64Kbyte + 8Kbyte Flash EEPROM 看门狗 可编程计数器阵列（PCA） *SPI接口 *I2C接口3 .2可编程逻辑器件资源（EP3C10E144） 10,320逻辑单元（LE） 46 个 M9K 423,936bit RAM 23个18*18硬件乘法器 2个锁相环（PLL） 10个全局时钟网络 最大94个用

2、户IO 口 最大22组差分接口1.3常用外围设备资源 4*4矩阵按键 8*1独立按键 8个发光二极管 8位7段数码管 字符液晶1602 点阵液晶12864 （带字库） 蜂鸣器 8K用口存储器（仅单片机模式可用） 10位高精度AD转化器（仅单片机模式可用） 12位高精度DA转换器二.操作说明1 .人机交互模块功能说明该模块是本EDA实验箱的人机对话界面，主要实现对本 EDA实验箱的模式选 择、电压测量、信号输出、频率测量以及系统复位等功能。其主要部件及功能如 表2.1所示：元器件名称璇描述HB12864显水屏&示1功能SO j上移SI下移S2退出/返回他,返回士 T级S3确定健S4模式选择键Re

3、set更位键插针VT外接侍;则相流电压接入林避电4VT 1FT外接待测拗率接入特浦蜀曙 -GKD1TJ2信号输出*jjdr：_ CIhlKcut： (ElFlgFTCU3J2J2电压测量*信号输出频率测量S4i模式02 .实验箱上电或复位当实验箱初次上电或者按Reset （复位）键，都将进入初始化界面，该界面将显示重庆邮电大学徽标以及实验平台的名称、制作者等信息，随后即自动进入功能选择界面。如图2.1所示：图2.1功能选择界面功能1:电压测量能够完成对实验箱上+5V、+3.3V两路电源电压以及外接直流电压（VT）的测 量。功能2:信号输出能够同时产生多路不同频率的方波信号，频率调节范围（1Hz

4、1MHz）。功能3:频率测量 可以测量外接频率（FT）。功能4:模式选择实现不同工作模式间的切换。目前本实验箱共设计有9种不同的工作模式（模式0模式8）,不同模式对应有不同的电路结构，各模式下的电路结构图可参见模 式介绍。3 .模式选择在功能选择界面，按S4键进入工作模式选择（如图2.2所示），选定模式后按 S3键确认，即可进入该模式。电压测量米信号输出频率测量 s匚律式1； H图2.2模式选择界面在不同模式下，发光二极管和数码管的初始显示是不一样的，如表 2.2所示:表2.2不同模式下的LED和数码管初始显示状态对照表B位LED显示8位数码管显示模式0全亮全火模式1全火全灭模式2全火全天模式

5、3（全克全灭模式4全亮8位全部显示模式5模式6全凫轨全灭全灭粳式，全身全灭馍式8金克最左边这一位显示“F：4余匕位心显术.4.电压测量电压测量功能状态下，除了能够测量实验箱上 +5V、+3.3V两路电源电压以外， 还能测量由VT接入的外接直流电压。如何选择进入电压测量功能？按S1 （上移）键和S2 （下移）键，可以向上或者向下移动屏幕上的 “*；当“* 移动至与 电压测试”同一行显示时，即表示选择 电压测量”，如图2.3所示，然 后按S3键（确认键）进入 电压测量”功能。电压测选择“电压测量”功能图2.3电压测量选择进入电压测量模式，界面显示如图 2.4所示:+5V电源测量结果 +3.3V电源

6、测量结果VT电压测量结果 图2.4电压测量界面VT的电压测量范围：05V5.信号输出信号输出功能状态下，能够同时最多产生3路不同频率的方波信号（F0、F1、F2）,且频率可调，3路信号频率输出范围如表2.3所示：表2.3信号频率输出范围及调节步进对照表频率测地VI:4, 977vV2r3. 318vVT:O. OOOv信号输出端频率调节范围频率调带步进F0Of 00 He1HzF10 IGOUHe100HzF2OIMHZ不要傕改,仃由问:也如何输出某一频率的信号？下面以输出一个f=200Hz的信号为例讲解。Stepl:用S1、S2键选择信号输出”。选择“信号输出”功能图2.5信号输出”功能选择

7、Step2:按S3确认键进入该功能状态，屏幕将会显示如图所示:j顿率FO:OOOOHzFl:00000曲F2:0000kHzSI：模式03选择标识符图2.6信号输出”显示界面Step3:用S1和S2键选择信号输出端，由于需要输出的信号频率为200Hz,所以选才 F1输出。FO:OOOOHzFLOOOOOHzF2:0000kHzSh模式Q选才 F1输出图2.7信号输出端选择图Step4:按S3键确认，此时进入频率调节模式。FO:OOOOHsFl :00000HzF2:COOkHz:图标图2.8进入频率调节模式Step5:用S1键（增加）、S2键（减少）按一定步进调节频率，如此即可选择”频率测量”

8、功能图2.11频率测量”功能选择按S3键（确认键）进行频率测量，屏幕显示如图2.12所示:定频率的方波信号了，如图9所示，为用示波器测试的该输出信号图2.9频率调节结果显示Freq=200Hz图2.10信号输出波形图Step6:用S2 （返回键）可逐级退出。6.频率测量频率测量功能状态下，可以测量外接脉冲信号的频率，待测信号通过FT接入如何完成外接待测信号的频率呢？用S1 （上移）键和S2 （下移）键，选择 频率测量”，如图2.11所示。FO:0000HzF2:0000kHz电压测量Fl :00200Hz频率测量Exit：按S2一秒I频率iW量结盟000000000HzI S4：模式0图2.1

9、2频率测量”结果显示FT的频率测量范围：0120KHz三.模式介绍实验箱一共有9个模式，其中模式04为单片机模式，模式57为可编程逻辑器 件模式，模式8为混合模式。需要注意的时，无论在那种模式下，扩展接口的连 接方式都是固定的。1 .模式0模式0为单片机模式，具电路如图3.1所示：D7D6D5D4D3D2D1D0THTTTHTO. 7应6 PO仆用,4即，A PO 2 KI I国SCLSDA巴n5S)PL 7($CK)图3.1模式0电路结构在模式0中，发光二极管连接在单片机的 P0口，P0 口相应的位为逻辑”1则点亮 对应的二极管。需要注意的是，P0 口作为普通IO使用，需要接上拉电阻，图3.

10、1 中为示意图，实际电路需要连接上拉电阻。在模式0中，实验箱上的4*4矩阵按键不再作为矩阵按键，而是取按键K0K1作为独立按键连接到单片机的P2口，电路如图3.1所示。2 .模式1模式1为单片机模式，具电路如图3.2所示：图3.2模式1电路结构在模式1中，按键K0K3作为独立按键使用，字符液晶1602的数据线连接到单 片机的P0 口，控制信号 RS, RW, E分别连接到单片机的 P2.5、P26 P2.7。 注意：为了简化编程，1602被禁止读 忙”，因此，在编写程序时，需要通过延时 来实现对1602的控制，具体操作请参考1602的数据手册。3.模式2模式2为单片机模式。具电路如图3.3所示

11、：D$itmLCD1602AT2C0Sn厂薪加tkPL4(nSS Fl rtlilffi)P1.7(SCK图3.3模式2电路结构模式2和模式1基本完全一样，区别在于把模式1的字符液晶1602换成点阵液晶 12864,其它完全一样。同样，模式 2不允许12864的读 忙”操作，通过延时来实 现，具体参考12864的数据手册。4.模式3模式3为单片机IO 口扩展模式，具电路如图3.4所示：U57月期24c 端T1 X*h上I KLCD12864P1.4(rtSS)Pk 7 (SCK)T.TFJ JPL.工0B 1P PB B El. K K * H 3 PVL J “P9 DI-B uPl 7J

12、J JID. ULIX 113. US. a V1ISJ7J，L/t的 PL6 闻 S0) Pl. FiSTlQII.DR);O04D7D6D5D4D3D2D1D0图3.4模式3电路结构模式3通过P0 口和P2 口进行IO 口扩展，其中P0 口作为数据通道，P2 口作为控 制通道。在模式3下，单片机可以使用实验箱上所有全部外围设备。5.模式4模式4为单片机总线模式，其电路如图 3.5所示：ADBAB7:0AB15:8图3.5模式4电路结构模式4为单片机总线模式，所有外设通过总线和单片机相连接，其地址分配如表3.5所示：表3.5,外围设备地址分配模块地址RW数码管00x0400N数码管10x04

13、01W数码管20x0402W数码管30x0403W数码管40x0404W数码管50x0405W数码管60x0406得数码管70x0407WLED0x0408W按键0x0409R16020x0500V128640x06001 1)数码管已经添加译码功能，输入有效数据为0x000x0F,超过此范围数码管无显示(2) 0x0408中数据位【7: 0】对应 发光二极管D7:D0，“1亮，”0灰。2 3)当有按键按下时，nINT0管脚被拉低，直到按键弹开4 4) 1602的起始地址为：0x0410,RS和RW分别接到地址线的A0和A15 5) 12864的起始地址为：0x0420,RS和RW分别接到地址

14、线的A0和A1注意：除了表3.5外设占用的地址，由于SST89E516RD片内RAM占用了外扩总线地址，所有用户不要使用低 1KBye的地址。6 .模式5模式5为可编程逻辑器件模式，其电路如图 3.6所示：D7D6D5D4D3D2D1D0图3.6模式5电路结构矩阵按键为实验箱主板上的矩阵按键 K0K7,独立按键SW0SW7为可编程逻辑 器件核心板上的独立按键 K0K7,按下按键为低电平（逻辑 ”0。注意：SW5 连接在芯片的多功能管脚nCEO上，因此需要通过软件设置该管脚为普通 IO 口，否则按键SW5不能使用。发光二极管逻辑”1：直亮，数码管为共阴数码管，数据总线 SEG由8位数码管复 用。

15、SEG的最低位对应数码管的A,最高位对应数码管的小数点，以此类推。Clk0连在核心板上的40M有源晶振。Clk1和Clk2根据需要，通过跳线帽选择合 适的输入信号，具体参考实验箱操作说明部分。7 .模式6模式6为可编程逻辑器件模式，其电路如图 3.6所示：D7D6D5D4D3D2D1D0汽时22 15H031H0(2 no 30PiOfK 31narno isjPWg】PloU sjPIO|D| Ptol nJmmir图3.7模式6电路结构矩阵按键为实验箱主板上的矩阵按键 K0K7,独立按键SW0SW7为可编程逻辑 器件核心板上的独立按键 K0K7,按下按键为低电平（逻辑 ”0。注意：SW5

16、连接在芯片的多功能管脚nCEO上，因此需要通过软件设置该管脚为普通IO口，否则按键SW5不能使用。发光二极管逻辑”1：直亮。Clk0连在核心板上的40M有源晶振。Clk1和Clk2根据需要，通过跳线帽选择合 适的输入信号，具体参考实验箱操作说明部分。8 .模式7模式7为可编程逻辑器件模式，其电路如图 3.8所示：D7D6D5D4D3D2D1D0P10(D1 P(flf22 15 ?iod巴鼠闻 no a HO(30 P1O13B 3。mmir22 器 a *18 n 1615LCD 128 M地的一上J 1)HO?1EiOlBjncfsPIO6 5jptoio protM n图3.8模式7电路

17、图模式7和模式6基本一样，差别在于把模式6的字符液晶1602换成点阵液晶 12864,其他完全一样。矩阵按键为实验箱主板上的矩阵按键 K0K7,独立按键SW0SW7为可编程逻辑 器件核心板上的独立按键 K0K7,按下按键为低电平（逻辑 ”0。注意：SW5 连接在芯片的多功能管脚nCEO上，因此需要通过软件设置该管脚为普通IO口，否则按键SW5不能使用。发光二极管逻辑”1：直亮。Clk0连在核心板上的40M有源晶振。Clk1和Clk2根据需要，通过跳线帽选择合 适的输入信号，具体参考实验箱操作说明部分。9 .模式8模式8为单片机和可编程逻辑器件混合模式，其电路如图3.9所示：10 .扩展接口扩展

18、接口分配如表3.10所示：-P3P4Ivcc2_GJTOIVCC2GMD3AD4ADO3100-11015Al6ADI51026103fA28 _AD2I71048IQ5gA310AD3910610IG7iiA412jUM1110812109_13_ASAD513_1010工101117A616AD615101216101317 1AZ18AD7r1014181015二?ALE,20 ,riRD19101620101721AS22nWR21101E22101923A924T1231020241021心5A1026TO25102226102327AllJ8nIKTI7-102428102529A

19、1230Al 329102630102731A1432 “A15311028_32_102933VCC34GKD33VCC34GDP3连接单片机，为单片的总线扩展接口，P4连接可编程逻辑器件核心板，为可编程逻辑器件扩展接口。 IO0IO29具体连接参考管脚分配表4.1。四.管脚分配原理图Mode5Mode6Mode7Mode8EP3C10E144EP3C10E111PIOOClklClklClklnWRPIN38CLKOPIN22PI01Clk2Clk2Clk2nRDPIN39PI02ALEPIN42PIO3KCOKCOKCOKCOPIN43SWOPIN86PI(MKC1KC1KC1KC1PI

20、N44SW1PIN87PI05KC2KC2KC2KC2PIH46SW2PIN98PIO6KC3KC3KC3KC3PIN 19SW3PDI99PI07nSSnSSnSSnSSPIN5OSW1PIN100PI08SCKSCKSCKSCKPIN51SW5PIN101PIO9MOSIMOSIMOSIMOSIPIN52SW6PIN103PI010BellBellBellBellPIN53SW7PIN10IPI011KROKROKROKROPIN54PIO12KR1KR1KR1KR1PIN55IOOPIN105PIO13KR2KR2KR2KR2PIN58101PIN 106P1O14KR3KR3KR3KR

21、3PIN59102PIN110PIO15LEDOLEDOLEDOLEDOPIN60103PIN111PI016LED1LED1LED1LED1PIN61IQ4PIN112PI017LED2LED2LED2LED2PIN65105PIN113PI018LED3LED3LED3LED3PIN66106PINU4PI019LEMLED1LED1LED1PIN67107PINU5PIO2OLED5LED5LED5LED5PIN68108PIN119PIO21LED6LED6LED6LED6PIN69109PIN120PIO22LED7LED?LED7LED?PINTO1010PIN121PIO23SE

22、GOnINTOPIN711011PIN124PIO21SEG1SEG.DOPIN721012PIN125PIO25SEG2SEG.D1PIN731013PIN126PIO26SEG3SEG.D2PIN74ionPIN127PIO27SEG4SEG_D3PIN751015PIN128PIO28SEG5RSORSIDIGJX)PIN761016PIN129PIO29SEG6RWORW1DIG.D1PIN771017PIW132PIO3OSEG7E1602E12864DIG.D2PIN791018PIN133PIO31DIGODBODBOADBOPIN801019P1N135PIO32DIG1DB1DBIADB1PIN831020PIN136PIO33DIG2DB2DB2ADB2PIN8I1021PIN137PIO31DIG3DB3DB3ADB3PIN851022PIN138FIO35DIG4DBIDB4ADB1PIN41023PIN111PIO36DIG5DB5DB5ADB5PIN31024PIN142PIO37DIG6DB6DB6ADB6PIN21025PIN143PIO38DIG7DB7DB7ADB7PIM11026PINI14