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联华众科CPLD开发板CA127--Altera CPLD--开发板商城
联华众科CPLD开发板CA127
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商品规格:
供 应 商: 联华众科
商品价格: ¥580元
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CA127

 

 

 

 

 

 

Abstract  摘 要:联华众科CPLD开发板CA127核心器件为 Altera MAX II系列的EPM1270,CA127具有丰富的板载资源,由于板载有51单片机,CA127还可以作为51单片机的学习开发板。CA127实现了3.3V系统与5V系统对接功能,具体是通过74LVXC3245(或简称3245)实现的。CA127随板资料中包括丰富的开发实例和制作开发实例的详细步骤说明,以及Quartus II环境下的设计输入,综合,仿真等内容。CA127的EDA开发实例全部有VHDL和Verilog两个版本,CA127的51单片机开发实例包括汇编和C语言两个版本。同时CA127还包括详细的使用手册和丰富的配套资料,非常适合CPLD,VHDL,Verilog开发学习者使用。另外CA127随板CDROM中还包括VS.NET的开发实例,在学习EDA开发,51单片机开发的同时还可以学习到VS.NET开发环境中C#程序的开发,VS.NET和C#也是WINCE.NET系统上主要的开发环境和编程语言。

 

1         概述

联华众科CPLD开发板CA127核心器件为 Altera MAX II系列的EPM1270,CA127外观如下图所示。

 

整板为双面PCB,CPLD芯片可方便更换,板载LCD1602液晶屏在调试单片机程序或HDL程序是可作为输出设备使用。

 

 

CA127同时也可以作为单片机学习者使用。

 

 

联华众科CPLD开发板CA127具有丰富的板载资源。

Ø         核心器件包括CPLD芯片Altera EPM1270和PLCC封装的单片机STC89LE52。EPM1270可用I/O分4组全部以插针的形式引出,以供外部扩展时使用。

Ø         时钟资源包括频率为66M有源晶振和1个外接有源晶振插座,外接有源晶振插座可直接安装用户自己希望的任何频率有源晶振。

Ø         显示资源包括6位共阳七段数码管,8位LED(绿色),1片1602LCD显示屏。

Ø         键盘资源包括4*4按键阵列,4个独立按键,和1个复位按键。复位芯片为IMP812T,IMP812T输出高电平有效的复位脉冲,脉冲宽度为140ms。IMP812T的复位门限(Reset Threshold)为3.08V,输出的复位信号同时提供给CPLD芯片和单片机使用,CA127上EPM1270和51单片机89LE52均工作在3.3V电源电压。

Ø         接口资源包括串口,PS2接口,VGA接口,I2C总线接口,PWM信号输入输出接口,USB Deivce接口(可作为供电电源使用),9V直流电源接口和JTAG下载接口,以及EPM1270可用I/O接口。两个串口一个连接到EPM1270,另一个连接到单片机上,串口芯片为MAX3232,工作在3.3V。其中JTAG下载接口为5*2插座方式,需经ByteBlaster MV或ByteBlaster II下载线转接到PC并口,也可以用USB Blaster连接到PC的USB口。开发板随板带有一根ByteBlaster MV下载线,用以连接开发板下载接口到PC并口,完成编程下载工作。

Ø         音频资源包括1个蜂鸣器。

Ø         电源部分包括1片LM1117-5.0和1片LM1117-3.3,LM1117-5.0提供5V直流电源,LM1117-5.0最大可提供800mA的输出电流。LM1117-3.3提供3.3V直流电源,最大可提供800mA的输出电流。

Ø         存储资源包括1片24C02和1片93C46,24C02连接在I2C总线上,256字节串行E2PROM,24C02的设备地址也可以由板上的3位拨码开关设置。93C46为SPI接口的串行E2PROM,93C46存储空间为128字节。

Ø         其他资源还包括8位拨码开关,连接到EPM1270上。

 

CA127包含的配件如下图所示。

 

CA127及配件清单如下表。

配件

数量

说明

CA127

1

联华众科CPLD开发板

9V直流电源

1

最大输出电流1000mA

下载线

1

ByteBlaster MV

串口线

1

9针串口线

USB线

1

USB Device连接线

DVDROM

1

包括资料和软件

 

开发板CA127电源的连接,下载线的连接,单片机下载线连接如下图所示。

 

CA127也可以使用PC机USB供电,如下图所示。

 

开发板CA127数码管显示效果如下图所示。

 

开发板CA127 LCD屏显示效果如下图所示。

 

 

PC上位机通过单片机串口控制LCD屏的显示内容,PC上位机发送的内容实时显示在LCD上,如下图所示。

 

 

PC上位机读取CA127 24C02线缆连接图如下所示。

 

 

PC上位机读取CA127 24C02,并将数据显示在上位机窗口内图如下所示。

 

 

PC读取CA127上24C02存储的数据,并显示数据界面如下图所示。

 

 

 

CPLD读取93C46,用数码管显示结果如下图所示。

 

 

单片机通过CPLD读取拨码开关状态,并用8位LED显示如下图所示。

 

 

CPLD串口接收数据,单片机驱动LCD显示线缆连接如下图所示。

 

CPLD串口接收数据,单片机驱动LCD显示运行效果如下图所示。

 

 

PC上位机发送数据到CPLD串口的窗口界面如下图所示。

 

 

 

VGA口输出线缆连接如下图所示。

 

 

VGA口输出光栅效果图如下所示。

 

 

 

上位机控制可调频率和占空比,CPLD输出PWM,如下图所示。

 

 

下图为2路PWM信号的波形数据。

 

CA127开发板包括非常丰富的开发实例,不仅包括CPLD开发实例,还包括单片机开发实例和VS.NET开发实例。CPLD开发实例全部提供VHDL,Verilog两个版本。单片机开发实例包括汇编和C语言两个版本。VS.NET开发实例编程语言为C#,VS.NET和C#也是WINCE.NET平台支持的开发工具和编程语言。

CPLD开发实例如下:

n         流水灯

定时轮流点亮开发板上的8位LED,产生流动的显示效果,定时信号由开发板上有源晶振输出分频得到。

n         6位十进制计数器

计数器的最低(左)位为0.1s,低位与相邻高位间十进制进位,用开发板上的6位七段数码管显示计数器的当前计数值。

n         数字钟

用开发板上的6位七段数码管显示小时,分钟,秒。小时,分钟,秒各占用2位数码管。

n         LCD显示

开发板上包括一个16列2行的LCD显示屏,本实例定时显示0~9和A~F在LCD显示屏上面,定时间隔为1s。

n         键盘阵列-数码管显示

定时扫描键盘阵列,延时去抖动后读取按键状态,将当前按键值显示在6位七段数码管的最低位,当有新的按键按下时新按键值进入最低位数码管,原来最低位左移一位成为次低位。可识别的按键值包括0~9和A~F。

n         键盘阵列-LCD屏显示

定时扫描键盘阵列,延时去抖动后读取按键状态,将当前按键值显示在-LCD屏上。可识别的按键值包括0~9和A~F。

n         串口发送

定时发送字符’0’~’9’,以及’A’~’F’到接收方,串口的波特率,数据位数,奇偶位,停止位等参数均可通过外部设置,本实例中这些参数的一部分通过拨码开关来设置。串口的工作时钟为开发板上的有源晶振输出的时钟信号,可以实现常用串口波特率。

n         串口接收-数码管显示

可接收字符’0’~’9’和’A’~’F’并显示在数码管上,串口的波特率,数据位数,奇偶位,停止位等参数均可通过外部设置,本实例中这些参数的一部分通过拨码开关来设置。串口的工作时钟为开发板上的有源晶振输出的时钟信号,可以实现常用串口波特率。

n         串口接收-LCD显示

可接收字符’0’~’9’和’A’~’F’并显示在LCD屏上,串口的波特率,数据位数,奇偶位,停止位等参数均可通过外部设置,本实例中这些参数的一部分通过拨码开关来设置。串口的工作时钟为开发板上的有源晶振输出的时钟信号,可以实现常用串口波特率。

n         蜂鸣器

由拨码开关设置蜂鸣器输入信号的频率,使蜂鸣器发出不同的音调。

n         独立按键

4个独立按键通过两级反向器连接到4位LED上,当有按键按下时对应位LED会被点亮。

n         拨码开关

拨码开关的8位开关通过两级反向器连接到8位LED上,当有开关位拨向“ON”时对应位LED会被点亮。

n         晶振测试

开发板上包括1个66MHz有源晶振和1个可外接有源晶振的插座,在本实例中外接有源晶振为40MHz,分别通过66000000/40000000分频,产生2个独立的周期为1s的方波脉冲信号,用来点亮2位LED,以测试66MHz有源晶振及外接有源晶振工作是否正常。

n         PWM信号输出

产生指定周期和占空比的PWM信号,周期和占空比由原理图中参数设置,同时将这些PWM信号参数通过串口发送到PC上显示。

n         PWM信号测量

测量开发板上PWM插座输入的PWM信号的频率和占空比,并将测量结果显示在开发板的8位LED上。

n         I2C读写

开发板上的I2C设备为1片24C02,本实例实现了24C02的读出和写入时序,同时将读出或写入数据显示在数码管上。

n         PS2键盘-数码管显示

CA127上有标准PS2接口,将PS2键盘接在CA127上后,本实例可以将按键对应的字符显示在数码管上,可识别的按键值包括0~9。(注:本实列可靠性方面存在问题,如果应用于产品开发需做些改进)

n         PS2键盘-LCD屏显示

CA127上有标准PS2接口,将PS2键盘接在CA127上后,本实例可以将按键对应的字符显示在LCD屏上,可识别的按键值包括0~9。(注:本实列可靠性方面存在问题,如果应用于产品开发需做些改进)

n         VGA

CA127上有标准VGA接口,将支持VGA接口的显示器接在CA127上后,本实例在显示器上显示彩色方块。

n         SPI读写

开发板上的SPI设备为1片93C46,本实例实现了93C46的读出和写入时序,同时将读出或写入数据显示在数码管上。

 

MCU(单片机)开发实例如下:

n         第一个程序-P1口输出

将8位2进制数通过单片机P1口输出,CA127上的8位LED绿色发光管连接在单片机P1上,这样LED会按照P1口输出的数据点亮或熄灭。

n         软件定时器流水灯

通过单片机Timer0定时中断方式轮流点亮CA127上的8位LED绿色发光管中的一位,产生流动的效果。Timer0定时中断时间间隔为1s。

n         硬件定时器流水灯

通过软件延时的方式轮流点亮CA127上的8位LED绿色发光管中的一位,产生流动的效果。

n         6位十进制计数器

使用了Timer0和Timer1两个定时器,Timer0用作时间计数,Timer1用于刷新数码管。计数器的最低(左)位为0.1s,低位与相邻高位间十进制进位,用开发板上的6位七段数码管显示计数器的当前计数值。。

n         数字钟

使用了Timer0和Timer1两个定时器,Timer0用作时间计数,Timer1用于刷新数码管。开发板上的6位七段数码管显示小时,分钟,秒。小时,分钟,秒各占用2位数码管。

n         LCD显示

开发板上包括一个16列2行的LCD显示屏,本实例定时显示“Welcome to CA127!”字符串在LCD显示屏上面。

n         键盘阵列-数码管显示

定时扫描键盘阵列,延时去抖动后读取按键状态,将当前按键值显示在6位七段数码管的最低位,当有新的按键按下时新按键值进入最低位数码管,原来最低位左移一位成为次低位。可识别的按键值包括0~9和A~F。定时器Timer0用于扫描键盘阵列,定时器Timer1用于刷新数码管。

n         键盘阵列-LCD屏显示

定时扫描键盘阵列,延时去抖动后读取按键状态,将当前按键值显示在LCD屏上。可识别的按键值包括0~9和A~F。定时器Timer0用于扫描键盘阵列。

n         蜂鸣器-按键声

蜂鸣器的驱动脚连接到单片机的P4.0脚,在P4.0上输出一小段脉冲信号,使蜂鸣器发声。按键声听起来象“嘟,嘟”的声音。

n         蜂鸣器-警报声

蜂鸣器的驱动脚连接到单片机的P4.0脚,在P4.0上输出一小段脉冲信号,使蜂鸣器发声。使用定时器Timer2定时调用发声程序产生警报声效果。

n         串口收发-数码管显示

用开发板上的键盘阵列产生并通过串口发送字符’0’~’9’和’A’~’F’,同时也可通过串口接收字符’0’~’9’和’A’~’F’并显示在数码管上。Timer2用作串口波特率时钟。

n         串口收发-LCD显示

用开发板上的键盘阵列产生并通过串口发送字符’0’~’9’和’A’~’F’,同时也可通过串口接收字符并显示在LCD屏上。Timer2用作串口波特率时钟。

n         LCD1602控制

运行于PC上的联华众科通信通软件中集成了LCD1602显示屏的测试程序,可以通过串口控制CA127上的LCD屏,实现清屏,显示/关闭光标,写入字符串,移动光标,换行等操作。

n         I2C读写

开发板上的I2C设备为1片24C02,运行于PC上的联华众科通信通软件中集成了24C02显示屏的测试程序,可以通过串口到24C02进行读取控制。

n         SPI读写

开发板上的SPI设备为1片93C46,运行于PC上的联华众科通信通软件中集成了93C46显示屏的测试程序,可以通过串口到93C46进行读取控制。

n         WatchDog

单片机的WatchDog功能用于在程序跑飞或陷于死循环时,自动产生复位操作,以恢复系统功能。使用STC89LE52单片机时,通过读写寄存器WDT_CONTR设置和使用WatchDog功能。

n         外部中断

STC89LE52可用外部中断有4个,分别为INT0~3,可设置成边沿触发或电平触发。CA127开发板上4个独立按键连接到这4个中断引脚,通过按键动作为中断输入信号,中断服务程序中改变P1口0~3的输出电平,从而改变LED的亮灭状态,以便于观察。

n         定时器T0-T1-T2

定时器中断服务程序改变P1.0~P1.2的输出电平,可以用示波器直接观察,或观察LED0~2的亮灭状态表明中断是否到来。

n         软件仿真器

软件仿真器的功能是在PC上实时查看开发板单片机上存储器值,用以辅助调试之用。PC上使用的软件为[联华众科通信通],可以查看单片机的内存地址范围为0x30~0x7F,可查看的外部存储器地址从0x0000开始字节长度可以任意设置。

 

单片机-CPLD通信开发实例

n         读取拨码开关状态

CA127上的8位拨码开关连接到EPM1270上,与单片机没有直接连接。本实例单片机通过读写CPLD方式得到拨码开关状态,并显示在8位LED上。本实例的通信方式也是单片机与CPLD通信最常见的方式。

n         PS2键盘

由CPLD完成PS2键盘信号的分析,单片机读取CPLD中PS2键盘按键值,显示在LCD显示屏上。

n         CPLD串口接收-MCU_LCD显示

连接到CPLD上的串口接收PC发来的数据,单片机从CPLD中读到这些数据,并显示在LCD屏上。本实例测试的开发板设备最多,包括CPLD串口,CPLD芯片,单片机,电平转换芯片3245,以及LCD1602显示屏。

n         上位机控制单片机-CPLD输出PWM

上位机设定PWM的频率和占空比,通过单片机串口发送到单片机,单片机驱动CPLD产生指定频率和占空比的PWM信号。

 

VS.NET开发实例如下:

n         Hello World

演示VS.NET 2005环境中新建工程,制作界面,编译,调试运行等,本实例为基于对话框的Windows应用程序,显示“Hello World”字样。

n         文本框TextBox控件示例

演示TextBox控件文本的读取,修改等。

n         列表框ComboBox控件示例

演示列表框ComboBox控件列表项的修改,列表选择项的读取等。

n         串口SerialPort控件示例

演示为应用程序添加串口SerialPort控件,设置串口参数,使用串口SerialPort控件收发数据。

n         绘图GDI+示例

演示VS.NET 2005开发环境,C#编程语言,GDI+绘图包的使用方法,将会在PictureBox控件上绘制一个矩形框,以及一个填充了的圆形。

 

 

2         开发环境

本节关于开发环境的内容包括两个方面,开发板硬件连接方法和PC上所需的软硬件环境。

CA127的供电可以选择9V直流电源外接供电,也可以选择用PC机USB口供电,使用外接电源供电方式的开发板硬件连接方法如下图所示。

上图中的串口连接线用以下载单片机程序。

使用USB供电方式的开发板硬件连接方法如下图所示。

 

上图中的串口连接线用以下载单片机程序。

 

PC硬件要求至少配备25针打印口(如果PC无打印口,可选购USB Blaster下载线,通过USB完成程序的下载),9针串口,在使用USB为开发板供电时PC硬件需配备USB口。

PC上软件环境包括:

Ø         操作系统:Microsoft Windows 2000 Professional或其他版本的 Microsoft Windows。

Ø         CPLD开发工具软件:Altera Quartus II 7.2,用于CPLD设计输入,综合,配置,仿真,编程等,Quartuss II界面如下图所示。

 

Ø         串口通信软件:联华众科通信通或其他串口通信软件。串口发送,串口接收等开发实例会用到串口通信软件。

 

3         资料目录结构

开发板附1张DVDROM,名称为[联华众科CA127],该DVDROM目录结构如下图所示。

 

 

DVDROM[联华众科CA127]目录说明如下表。

名称

描述

01-用户手册

CPLD开发板CA127用户使用手册

02-工具软件

包括联华众科通信通等的工具软件

03-源码文件

CA127配套程序源码

04-电原理图

CA127电原理图

05-数据手册

开发板上芯片的数据手册

06-参考资料

一些对学习和开发有帮助的技术资料

 

 

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