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HL-M113 EDA/SOPC綜合實驗儀
一、系統(tǒng)簡介
HL-M113型實驗開發(fā)系統(tǒng)是一種經(jīng)典的、高品質(zhì)的EDA／SOPC教學與實驗開發(fā)平臺。核心板可以根據(jù)需求更換，主板提供了豐富的外圍電路模塊，滿足各類實驗和開發(fā)需求，為各類院校的教學實驗、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計提供了良好的實驗開發(fā)環(huán)境，也是科研、開發(fā)工作者的得力助手。
（1）色彩不僅僅為了美觀
PCB板，元器件，接插件和每個模塊外圍邊框的顏色我們都經(jīng)過精心選擇和設(shè)計，不但使實驗設(shè)備整體感覺美觀，有良好的視覺效果，更重要的是從使用者的角度考慮，使得實驗設(shè)備上所有實驗模塊分布一目了然，元器件和接插件也能夠通過顏色很容易的區(qū)分開，減少連線的復雜度．長期的經(jīng)驗告訴我們，學校需要耐用，耐臟的機器，不希望2年以后的實驗儀器看起來如同一堆廢品，黑紅灰，經(jīng)典，耐用。
（2）布局是門藝術(shù)活
核心板部分位于實驗箱的中心區(qū)域，這樣使得核心板到所有外圍模塊的距離最近，縮短了連線長度，增加了電氣連接的可靠性和穩(wěn)定性．幾個模塊共用一個信號接插件時，我們也通過仔細斟酌，將共用的＂信號接插件＂置于幾個模塊的中心點，而且共用模塊的內(nèi)部邊框也相應要細一些，這樣用戶很容易找到所需接口的位置．每個模塊的正下方也用比較大的字體標明了該實驗模塊的名稱．
（3）少即是多，經(jīng)典而不盲從
目前市面上的同類產(chǎn)品一味地追求實驗設(shè)備的復雜度，堆砌一堆難得有機會用到的硬件指標，讓人忘而卻步，而卻忽視了用戶的真正需求．我們的產(chǎn)品更強調(diào)設(shè)備的穩(wěn)定性，可靠性，實用性和易學性。從細節(jié)入手，讓學生和初學者能夠盡快的掌握FPGA/SOPC的基本設(shè)計和開發(fā)流程．
（4）穩(wěn)定壓倒一切
實驗設(shè)備將所有實驗模塊所需的電源已經(jīng)內(nèi)部連好，用戶只要連接所需信號線即可．而且改掉了以前每個信號單獨連接的模式，采用IDC10接口，排線連接，大小減少了連線數(shù)量和復雜度．核心板也增加了有機玻璃保護，防止核心模塊人為的靜電損壞．核心模塊所有開放的I/O都增加了限流電阻，增強了核心模塊的安全性和可靠性．
（5）開放從底層做起！
該系統(tǒng)采用“主板+適配板（核心板）”的雙板式結(jié)構(gòu)：配置靈活，系統(tǒng)提供良好的混合電壓兼容功能，具備了5V、3.3V、2.5V、1.8V不同芯核電壓，可對不同工作電壓CPLD/FPGA的編程，安全可靠，適合學生高密度的實驗操作。同時主板上還提供了實驗模塊擴展區(qū)，解決了實驗系統(tǒng)擴展和升級問題．開放式接口和開放式模塊的設(shè)計解決了大部分實驗設(shè)備只能完成簡單的驗證性實驗，而不能真正用于課題設(shè)計，科研開發(fā)和工程測試的難題。
（6）標配USB-Blaster下載器，筆記本臺式機通吃，XP/WIN7全行！
1．支持ALTERA 公司全系列器件，全系列。
2．支持三種下載模式：AS、PS和JTAG；
3．速度快：比常用的并口下載線ByteBlasterII快6倍；
4．USB 2.0 接口：目前筆記本電腦和大部分臺式機幾乎已經(jīng)淘汰了并口，所以選用USB下載線即是方便，更是必須。
5．兼容ALTERA USB Blaster ，使用方法、功能和性能都和ALTERA原廠下載線一致。
6、支持WindowsXP, Vista, Windows7(32bit/64bit)系統(tǒng)。
學以致用，HL-DAQ數(shù)控式創(chuàng)新實驗平臺！
HL-DAQ數(shù)控式創(chuàng)新實驗平臺，是將一些復雜的例如交通燈控制系統(tǒng)、四層電梯控制系統(tǒng)、刀庫捷徑選擇等實驗通過當前流行的二維動畫技術(shù)制作出來，借助PC要資源，仿真實物的控制系統(tǒng)。通過USB接口電路，實現(xiàn)CPU（EDA/PLC/單片機）對虛擬被控對象的控制和雙向通信。該實驗平臺形象生動、可操作性強、可實現(xiàn)復雜的閉環(huán)控制，大大提高學生的學習興趣和創(chuàng)新思維。與傳統(tǒng)的實物模型相比：性價比、無需后續(xù)的保養(yǎng)和維修、使用安全方便。目前該創(chuàng)新實驗平臺有15個典型的系統(tǒng)實驗。上位機部分仿真界面如下圖所示：
二、系統(tǒng)組成：
（1）核心模塊：
CycloneIV EP4CE6E22C8N適配卡：Altera公司250000門FPGA/SOPC器件，帶配置芯片：EPCS16（16Mbits）
（2）標配USB-blaster下載電纜。
1．支持ALTERA 公司全系列器件，全系列。
CPLD：MAX3000、MAX7000、MAX9000 和MAXII 等 FPGA：Stratix、StratixII、StratxIII、Cyclone、CycloneII、CycloneIII、CycloneIV、ACEX1K、APEX20K 和FLEX10K等。主動串行配置器件：EPCS1、EPCS4、EPCS16、EPCS64等增強配置器件：EPC1、EPC4 等。
2．支持三種下載模式：AS、PS和JTAG；
3．支持與Nios II 嵌入式軟核處理器的通信和在系統(tǒng)調(diào)試，Rev.C版固件??；
4．速度快：比常用的并口下載線ByteBlasterII快6倍；
5．使用方便： MiniUSB接口，連接方便，2個狀態(tài)指示燈使調(diào)試更加得心應手。
6．必須：目前筆記本電腦幾乎已經(jīng)淘汰了并口，所以常用得ByteblasterMV和ByteblasterII下載線都已經(jīng)不能在筆記本上使用，所以對于筆記本用戶來說，選用USB下載線即是方便，更是必須。
7．兼容ALTERA USB Blaster ，使用方法、功能和性能都和ALTERA原廠下載線一致。
8、支持WindowsXP,Windows Vista, Windows7(32bit/64bit)系統(tǒng)，USB 2.0 接口；
9、支持Quartus II 版本4.0及其以上版本(目前的是Quartus II12.0).
（3）電氣性能與尺寸重量：
電氣性能與尺寸重量 | |
1 | 輸入電源：AC 220V±10% 50HZ |
2 | 輸出電源：DC 1.8V、2.5V、3.3V、5V、+12V、-12V |
3 | 工作環(huán)境：溫度-10~+40攝氏度 相對濕度<85%（25攝氏度） 海拔<4000m |
4 | 裝置容量：<0.5 KVA |
5 | 重 量：約5 KG |
6 | 外形尺寸：450*310*140mm |
7 | 安全保護：具有短路保護、自恢復功能，安全符合國家標準 |
8 | 箱體材料：采用輕便鋁合金框架木箱作為實驗儀機箱，美觀大方，結(jié)實耐用。 |
（4）硬件模塊：
硬件模塊 | |||
1 | 128*64 LCD液晶顯示模塊 | 13 | EDA/SOPC核心板模塊 |
2 | 時鐘信號模塊 | 14 | TLC5620串行DA轉(zhuǎn)換模塊 |
3 | DC:0~5V可調(diào)電壓模塊 | 15 | VGA模塊 |
4 | 8位LED數(shù)碼管顯示模塊 | 16 | TLC549串行AD轉(zhuǎn)換模塊 |
5 | 16位LED發(fā)光二極管顯示模塊 | 17 | RS232串口通訊模塊 |
6 | 步進電機模塊 | 18 | 蜂鳴器模塊 |
7 | 直流電機模塊 | 19 | 繼電器模塊 |
8 | PS/2鍵盤鼠標模塊 | 20 | 16＊16點陣模塊 |
9 | 實驗模塊擴展區(qū) | 21 | 8位按鈕開關(guān)模塊 |
10 | HL-DAQ創(chuàng)新實驗平臺模塊 | 22 | 8位撥碼開關(guān)模塊 |
11 | ADC 0809并行AD轉(zhuǎn)換模塊 | 23 | 單脈沖模塊 |
12 | DAC 0832并行DA轉(zhuǎn)換模塊 | 24 | 4＊4矩陣鍵盤模塊 |
四、實驗項目
軟件實驗 | |
七人表決器 | 格雷碼變換電路 |
BCD碼加法器 | 四位全加器 |
英語字母顯示電路 | 四位并行乘法器 |
設(shè)計基本觸發(fā)器 | 設(shè)計74LS160計數(shù)器功能模塊 |
正負脈寬數(shù)控調(diào)制信號發(fā)生器 | 序列檢測器 |
四位移位乘法器 | |
硬件實驗 | |
ADC0809并行A/D轉(zhuǎn)換實驗 | DAC0832并行D/A轉(zhuǎn)換實驗 |
步進電機控制實驗 | 16＊16 LED點陣顯示實驗 |
4＊4矩陣鍵盤實驗 | 時鐘顯示實驗 |
128＊64 LCD液晶顯示實驗 | VGA彩條信號發(fā)生器 |
硬件電子琴電路實驗 | RS232串口通訊實驗 |
PS/2 鍵盤接口邏輯設(shè)計 | TLC5620串行D/A轉(zhuǎn)換實驗 |
TLC549串行A／D轉(zhuǎn)換實驗 | |
HL-DAQ數(shù)控式創(chuàng)新實驗平臺（標配，配置上位機仿真軟件） | |
機器人掃地雷實驗（閉環(huán)實驗） | 刀庫捷徑選擇實驗（閉環(huán)實驗） |
四層電梯實驗（閉環(huán)實驗） | 四級傳送帶實驗（閉環(huán)實驗） |
郵件分揀實驗（閉環(huán)實驗） | 水塔水位控制實驗（閉環(huán)實驗） |
交流電機Y/△起動實驗（閉環(huán)實驗） | 交通信號燈實驗（開環(huán)實驗） |
步進電機實驗（開環(huán)實驗） | 舞臺燈實驗（開環(huán)實驗） |
LED數(shù)碼管顯示實驗（開環(huán)實驗） | 液體混合裝置實驗（開環(huán)實驗） |
八通道邏輯分析實驗（開環(huán)實驗） | 溫度壓力實驗（開環(huán)實驗） |
連線自檢實驗（開環(huán)實驗） | |
EDA推薦使用教材：
（1）書名: EDA技術(shù)實用教程--VHDL版（第六版）
ISBN編號: 9787030579096
作者: 潘松，黃繼業(yè)
出版社名稱: 科學出版社
“十二五”普通高等教育本科規(guī)劃教材
（2）書名: EDA 技術(shù)與VHDL （第5 版）
ISBN編號: 9787302489443
作者: 潘松，黃繼業(yè)
出版社名稱: 清華大學出版社
高等院校電子信息科學與工程規(guī)劃教材
五、實驗所需儀器儀表（自行配置）
（1）必須配置：電腦； （2）建議配置：萬用表、雙蹤數(shù)字示波器。
