附1.2 MAXⅡ数字逻辑实验开发板
MAXⅡ数字逻辑实验开发板是以Altera公司的MAXⅡ系列可编程器件EPM1270T144C5为核心,具有多种外部接口和显示器件的通用数字电路实验平台。支持在系统编程(ISP),可以完成普通数字电路实验及数字可编程电路实验。
开发板布局如附图1-17所示,由以下几个部分构成:
·核心板
·电源
·下载接口
·时钟
·显示器件(数码管、发光二极管、点阵)
·蜂鸣器
·基本输入接口(按键、拨码开关)
·高级输入/输出接口(PS2、串口、VGA)
·RAM
·AD、DA
1.核心板
核心板是可以更换的,正面有主芯片、安装指示(三角形箭头朝上)和电源指示,背面为50M晶振、去耦电容和板对板的插座,如附图1-18所示。
2.电源模块
MAXⅡ实验板是双路电源供电,可以由电源插座和USB两种方式供电,如附图1-19所示。
3.下载模块
MAXⅡ实验板提供两种下载接口:并行下载接口(见附图1-20)和USB下载接口(见附图1-21)。并行下载接口是标准LPT接口,电路采用ByteblasterⅡ,可以支持Altera的所有器件。
附图1-17 MAXⅡ数字逻辑实验开发板
附图1-18 MAXⅡ核心板
附图1-19 MAXⅡ电源模块
附图1-20 并行下载接口
USB接口既有供电功能,又有下载功能,适合没有并口的笔记本使用,而且免去了额外的电源模块。
附图1-21 USB下载接口
4.发光二极管模块
发光二极管模块由8个发光二极管组成,标示为LD0~LD7。依次使用EPM1270T144C5芯片的80,79,78,77,76,75,74和73脚。当对应管脚输出高电平时,与该管脚对应的发光二极管就亮;当对应管脚输出低电平时,与该管脚对应的发光二极管就灭,见附图1-22。由于EPM1270T144C5的驱动能力有限,所以电路图上使用了LC245驱动芯片,用于驱动发光二极管点亮。同时还有保护电阻,避免电流过大损坏发光二极管。后面的所有显示电路均带有驱动芯片和保护电阻。
附图1-22 发光二极管显示模块
5.7段数码管模块
7段数码管模块由6个7段数码管组成,标示为DISP0~DISP5。在数码管右边电路板上有各段的编号图示(a~g和p,见附图1-23)。本开发板上6个数码管的8个段输入端是并联在一起的,起名为AA,AB,AC,AD,AE,AF,AG,AP;依次使用EPM1270T144C5芯片的62,59,58,57,55,53,52和51脚。6个数码管的共阴极端是各自独立的,用CAT0~CAT5表示,依次使用EPM1270T144C5芯片的63,66,67,68,69和70脚。
当AA~AP管脚输出高低电平,同时需要显示的数码管的共阴极端CATn为低电平时,该数码管相应的段位就亮。
当有超过一个以上的CAT端为低电平时,会在多个数码管上同时显示相同的值。
附图1-23 7段数码管模块
6.点阵模块
点阵模块(见附图1-24)使用块8×8点阵,是由8行8列一共64个发光二极管封装在一个元件上面构成的。元件对外的管脚有16条,分为行ROW0~ROW7和列COL0~COL7。
ROW0~ROW7依次使用EPM1270T144C5芯片的8,7,6,5,4,3,2和1脚;COL0~COL7依次使用EPM1270T144C5芯片的22,21,16,15,14,13,12和11脚。
点亮点阵上某一个点的条件是对应该点的行管脚输出高电平,列管脚输出低电平。
7.蜂鸣器模块
蜂鸣器模块(见附图1-25)使用一个电平控制的蜂鸣器,当输入电平为高时,蜂鸣器就鸣叫。使用EPM1270T144C5芯片的60脚控制,当该脚输出高电平时,蜂鸣器发声。可以通过蜂鸣器下面的跳线选择打开或关闭蜂鸣器。
附图1-24 点阵模块
图1-25 蜂鸣器模块及电路图
8.按键模块
开发板上一共有4个按键,它们是BTN0~BTN7,依次使用EPM1270T144C5芯片的20,89,91,61,121,122,123和124脚。
按键平时输出低电平,按下去输出高电平,放开后自动弹起又输出低电平,在BTN7左边有一个波形示意图(见附图1-26)。
附图1-26 按键模块
9.拨码开关模块
开发板上一共有8个拨码开关,它们是SW0~SW7,依次使用EPM1270T144C5芯片的134,133,132,131,130,129,127和125脚。
在拨码开关SW0的右边有图示标明,当拨码开关拨上去时输出高电平,拨下来时输出低电平(见附图1-27)。
附图1-27 拨码开关模块
10.PS2模块
PS2接口可以连接标准的PS2键盘或者PS2鼠标。PS2模块使用两个端口,它们是时钟(PSCLK)和数据(PSDA),依次使用EPM1270T144C5芯片的71和72脚(见附图1-28)。
11.串口模块
串口模块(见附图1-29)包含两个独立的串口,一共使用4个端口,它们是RX1,TX1,RX2,TX2,依次使用EPM1270T144C5芯片的86,85,84和81脚。
附图1-28 PS2模块及电路图
附图1-29 串口模块
串口对外接口符合RS232电平规范,可以直接与计算机的标准串口连接。其中的9针COM1(RX1,TX1)口是2脚输出,3脚输入;9针COM2(RX2,TX2)口是3脚输出,2脚输入,要根据不同的串口线选择合适的串口进行通信。
12.VGA模块
VGA模块(见附图1-30)为标准15针模拟VGA信号接口,一共使用8个端口,它们是RED0,RED1,GREEN0,GREEN1,BLUE0,BLUE1,HSYNC,VSYNC,依次使用EPM1270T144C5芯片的137,138,139,140,141,142,143和144脚。最多可以显示64种颜色。
附图1-30 VGA模块
13.RAM模块
RAM模块采用铁电技术制造的串行RAM芯片FM25L16,铁电随机存储器(FRAM)具有非易失性,掉电数据不丢失,并且可以像RAM一样快速读写。RAM模块一共使用4个端口,它们是SI,SCK,CS和SO,依次使用EPM1270T144C5芯片的23,24,27和28脚(见附图1-31)。
附图1-31 RAM模块
14.AD模块
AD模块(见附图1-32)采用TI的串行AD芯片ADS7816,采样精度为12比特,采样速率200kHz。接口为串行控制接口。AD模块一共使用3个端口,它们是CLK,CS和DAT,依次使用EPM1270T144C5芯片的96,97和98脚。
附图1-32 AD模块
15.DA模块
DA模块(见附图1-33)采用TI的串行DA芯片TLV5638,双路12bit数模转换芯片,转换速率1μs或3.5μs,接口为串行控制接口。DA模块一共使用3个端口,它们是CLK,DAT和CS,依次使用EPM1270T144C5芯片的87,88和93脚。
附图1-33 DA模块
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