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ALTERA CPLD实验系统用户手册


CPLD 实验系统 用户手册

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Altera CPLD 实验系统是针对 CPLD 初、中级学习者设计,帮助用户降低 学习成本和加快用户快速进入可编程逻辑器件设计开发领域,提供一个帮助用户快 速开始可编程逻辑器件学习之旅的硬件平台。可以作为数字电路的试验平台,做几 乎所有的数字电路试验,不需一根导线和数字电路 IC.

第一 章 系统安装
Altera CPLD 实 验 系 统 由 CPLD 实 验 主 板 、 Altera CPLD 子 板 、 Altera CPLD下载线、直流电源等组成 首先进行软件的安装: 实验系统的软件平台是Altera Quartus II 专用设计软件,完成程序的编 辑、编译,以及软件模拟运行。Altera 的EPM7128由于只可以重复烧写100次,不适 合实验,实验板采用一颗atmel ATF1508-PLCC84,ATF15XX 系列CPLD芯片提供了替 代ALTERA公司 EPM7000 和 EPM3000系列芯片的引脚完全一致,结构完全包容的器 件。 ATF15XX系列芯片可实现ALTERA 公司芯片的完全替换!!!!不存在任何性能 和设计上的不同;可重复编程10000次,可放心做实验。 安装atmel ISP编程软件,运行配套光盘中的安装程序,按程序的提示,一步 步安装即可。 安装atmel 的pof2ed 编程软件,将Quartus II生成的POF文件转换成atmel ISP编程软件使用的jed文件,用于烧写ATF1508芯片 下一步进行硬件安装: 1、 将5V直流电源的输出插头插入实验板的电源插座—J7; 2、 将 Altera CPLD 下 载 线 的 并 口 电 缆 插 入 计 算 机 的 并 行 口 , 将 Altera CPLD下载线的10芯电缆插座插入的实验板的CPLD JTAG下载 插座---J8; 3、 将5V直流电源插入交流220V插座,实验板的电源指示LED会亮,说明实 验板已进入工作状态,硬件安装完成。 至此实验系统安装完毕,可以实验。

第二 章
电源

实验板的具体功能介绍
/1A专用开关电

本板需外接5V电源(插头内正外负),用本机随带的5V
源为电路板供电。

LCD 接口 多圈电位器 R20 用于调整 LCD 的对比度。

VCC J4 R19 10k V0 R20 4 +4.2V GND 1 VCC 2 3 V0 LCD_RS 4 LCD_R/W5 LCD_EN 6 D0 7 8 D1 D2 9 D3 10 D4 11 D5 12 D6 13 D7 14 +4.2V 15 16 GND 16PIN
六位8 段数码管 本板接有一个六位的动态共阳型数码管,其接线方法如图4-3 所示。其中段a~段h 分别接ATF1508的75~77,79~81,69,70脚,数码管的六根位线分别由54~58,60 引脚 通过六个NPN型三极管驱动。六个NPN 三极管发射极接在一起后,通过插件J5 与正 电源Vcc 相连,当用短路子将J5 短接后,数码管正常工作,去掉短路子后,这一部 分电路对ATF1508的相关引脚产生影响被降到最低,利于扩展电路部分的工作。

A1 7LED
A B C D E F G DP

7 6 4 2 1 9 10 5

J5 VCC Jumper R21 NPN 1K
B6

A B C D COM E COM F G DP

8 3

Q1

A2 7LED
A B C D E F G DP A

AO BO CO DO EO FO GO DPO

R23 R24 R25 R26 R27 R28 R30 R31 100 100 100 100 100 100 100 100

7 6 4 2 1 9 10 5

A B C D COM E COM F G DP

8 3

Q2 R22 NPN 1K

B5

B C D E F G A B C D E F G DP

A3 7LED
7 6 4 2 1 9 10 5 A B C D COM E COM F G DP

8 3

Q3 R29 NPN 1K
B4

DP
A B C D E F G DP

A4 7LED
7 6 4 2 1 9 10 5 A B C D COM E COM F G DP Q4 R32 1K NPN

8 3

B3

A5 7LED
A B C D E F G DP

7 6 4 2 1 9 10 5

A B C D COM E COM F G DP

8 3

Q5 R35 NPN 1K

B2

A6 7LED
A B C D E F G DP

7 6 4 2 1 9 10 5

A B C D COM E COM F G DP

8 3

Q7 R36 NPN 1K

B1

I2C 串行 EEPROM 24C02 本板扩展了 I2C 串行 EEPROM

24C02。接 ATF1508 的 27,28 脚。
7 3 2 1

U4
SP0 SP1 5 6 SDA SCL TEST A2 A1 A0

2402

蜂鸣器 蜂鸣器控制端口接 ATF1508 的 61 脚。
VCC

R16 100

B1

B1DRV

R34 1K

Q6 NPN

8 路 LED 发光二极管 本板接有8 只发光二极管,发光二极管的阳极通过排阻R2 接插针J1, 其阴极分别接到ATF1508的15~18,20~22 脚。当使用短路子将J1 短接时,排阻的公 共端接Vcc,当ATF1508的15~18,20~22 脚为低电平时,相应的发光二极管被点亮。 如果J1 上的短路子不接,则发光二极管基本处于悬空状态,这是为该CPLD 的扩展 而设计的。
J1 VCC Jumper 1

R2
9 2 3 4 5 6 7 8 LR1 LR2 LR3 LR8 LR1 LR2 LR3 LR4 LR5 LR6 LR7 LR4

LR5

LR6

LR7

D7 LED

D6 LED

D5 LED

D4 LED

D3 LED

D2 LED

D1 LED

LR8 D0 LED L8

L1

L2

L3

L4

L5

L6

L7

PWM 信号输出

这里使用了ATF1508的第25 脚作为PWM 信号的输出引脚, 同时,可以通过观察D10 发光二极管的亮度变化来直观地看到PWM 的效果。

MAX202 工业标准 RS232 接口电路 RS232 接口电路的输出插座为 J2,接到 ATF1508 的 73(RXD),74(TXD)脚。
C1 C2
J2 9 8 7 6 5 4 3 2 1 9PIN

0.1u U1
1 2 3 4 5 6 7 8 C1+ V+ C1C2+ C2VT2out R2in VCC GND T1out R1in R1out T1in T2in R2out 16 15 14 13 12 11 10 9 VCC GND

0.1u 0.1u

C3
GND

C4 0.1u

TXD RXD

MAX202

16 只矩阵键盘 16 只按键分成 4 行 4 列
KLV1 KLV2 KLV3 KLV4

4
K1

S1

8

S2

12

S3

16

S4 KV1

3
K2

S5

7

S6

11

S7

15

S8 KV2

VCC

2
S9 K3

6
S10

10
S11

14 S12
KV3

1

R13
9 2 3 4 5 6 7 8

1
K4

S13

5

S14

9

S15

13

S16 KV4

KLV4 KV1 KV2 KV3 KV4 KLV1 KLV2 KLV3

KL1

KL2

KL3

KL4

高频时钟 板上配有 40MHz 的有源晶振作为高频时钟源,接 ATF1508 的 2 脚。使用插座安装, 用户可以自行更换不同的频率的有源晶振。 低频时钟 32.768k 晶振用 CD4060(U3)进行分频,获得 14-4 级分频输出,通过 JP1 的跳线进 行选择,输出接 ATF1508 的 83 脚。
P5 1 2 Header 2 R14 U3 GND 12 RST VDD OSCO1 CLK 9 OSCO2 QD QE QF QG QH QI QJ QL QM QN 16 10 11 JP1 7 5 4 6 14 13 15 1 2 3 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 VCC R15 XT1 32.768k C6

C5

GCLK1

GND

8

GND CD4060J

MHDR2X10

CPLD JTAG 编程插座-J8 和 Altera CPLD 下载线相连,对板上 ATF1508 进行编程。

J8 TCK TDO VCC TMS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 JTAG

TD IN GND

CPLD 端口通过 P3,P4 插头引出,供用户测试、扩展
P3 GND GSR KL1 KL3 K1 K3 L1 L3 L5 L7 PWM LCD_R/W D0 D2 D4 D6 TD IN VCC SP0 SP2 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 VCC INT GCLK2 KL2 KL4 K2 K4 L2 L4 L6 L8 LCD_RS LCD_EN D1 D3 D5 D7 TMS VCC INT SP1 SP3 GND SC1 SC3 SC5 SC7 B1 B3 B5 B1DRV GO RXD AO CO EO GCLK1 TCK SP4 SP5 SP7 SP9 P4 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 GND SC2 SC4 SC6 SC8 B2 B4 B6 TDO DPO TXD BO DO FO GTS GND VCC SP6 SP8 SP10

Header 20X2

Header 20X2

图纸标号和 ATF1508 管脚的对应关系见下表: 1508 95108 lable (7128) L1 15 14 L2 16 15 L3 17 17 L4 18 18 L5 20 19 L6 21 20 L7 22 21 L8 24 23 B1 54 57 B2 55 58 B3 56 61 B4 57 62 B5 58 63 B6 60 65 SC1 44 45 SC2 45 46 SC3 46 47 SC4 48 48 SC5 49 50 SC6 50 51 SC7 51 52

SC8 AO BO CO DO EO FO GO DPO KL1 KL2 KL3 KL4 K1 K2 K3 K4 LCD_EN LCD_RS LCD_R/W PWM B1DRV D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 P301 P311 GTS GSR GCLK1 GCLK2 SP0 SP1 SP2 SP3 SP4 SP5 SP6

52 75 76 77 79 80 81 69 70 4 5 6 8 9 10 11 12 31 29 30 25 61 33 34 35 36 37 39 40 41 73 74 84 1 83 2 27 28

63 64

53 79 80 81 82 83 84 71 72 1 2 3 4 5 6 7 11 31 26 25 24 66 32 33 34 35 36 37 39 40 75 77 76 74 9 10 12 13 41 43 44 54 55

SP7 SP8 SP9 SP10 TDO TD IN TMS TCK

65 67 68 71 14 23 62

56 67 68 69 59 28 29 30 单片机爱好者网 2007-11-8


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