上海海事大学本科生毕业设计(论文)
1.含Multi-task Reconfiguration电路结构(多功能重配置结构,本公司设备特有)。该电路结构由CPLD和单片机联合控制,能仅通过一个键,完成纯电子切换(有的产品只能通过许多机械开关手动切换)的方式选择12种不同的实验系统硬件电路连接结构,大大提高了实验系统的连线灵活性,但又不影响系统的工作速度(手工插线方式虽然灵活,但严重影响系统速度和电磁兼容性能,不适合高速FPGA/SOPC等电子系统实验设计)。
2.6大FPGA/CPLD公司下载功能和自动识别功能,即能对不同公司的FPGA/CPLD都可进行实验开发(此亦为本公司EDA产品特有的功能),如Altera、Xilinx、Lattice、Vantis、Atmel等;
3.FPGA/CPLD万能接插口;智能译码模块; 4.1Hz—50MHz标准时钟源; 数字频率计; 5.含VGA、UART、PS/2、FPGA/单片机等接口; 6.符合一般教学大纲的A/D和D/A;311构成的A/D; 7.±12、5、3.3、2.5V混合电压源; 8.良好电磁兼容性的SX8200-J高速高密主板; 9.用于信号发生器实验的有源滤波;
10.除所有常规数字系统设计及验证性实验外,还包括许多设计与创新型实验项目,如VGA口、PS/2、硬件RS232、FPGA对PC机通信、FPGA/CPLD开发、电子设计竞赛培训与开发等40余种典型EDA实验项目,
11.可以配不同规模的适配板,FPGA、CPLD、或模拟EDA(ispPAC)
(二) GW48-CK系统工作原理
GW48-CK系统结构原理图4.1如下所示:
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1.BL1:实验或开发所需的各类基本信号发生模块。其中包括最多至8通道的单次脉冲信号发生器、高低电平信号发生器、BCD码或16进制码(8421码)信号发生器。所有这些信号的发生主要由BL6主控单元产生,并受控于系统板上的8个控制键。
2.BL5:CPLD/FPGA输出信息显示模块,其中包括直通非译码显示、BCD七段译码显示、16进制全码七段译码显示、两组8位发光管显示、16进制输入信号显示指示、声响信号指示等。同样,所有这些显示形式及形式的变换皆由BL6转换和独立控制。
3.在BL6的监控程序中安排了多达12种形式各异的信息矢量分布,即“电路重构软配置”。由此可见,虽然GW48系统从硬件结构上看,是一个完全固定下来的实验系统,但其功能结构却等同于12套实验接口迥异的实验系统(参见第二节)。
4.BL3:此模块主要是由一目标芯片适配座以及上面的CPLD/FPGA 目标芯片和编程下载电路构成。通过更换目标板,就能对多种目标芯片进行实验。
5.BL6使GW48系统的应用结构灵活多变,实际应用中,该模块自动读取BL7的选择信息,以确定信息矢量分布。实验前,可根据实验类型,以及所需的CPLD/FPGA 目标芯片的I/O接口位置,从14张实验电路结构图中找到相适应的实验系统功能结构,并将该图的编号键入BL7,系统即刻进入了所需要的接口和实验模式。
(三)实验电路及管脚定义
图4.1 GW48-CK系统结构原理图
1.实验电路结构图:
本次交通灯设计使用的是GW48—CK型EDA实验开发系统中的模式五,其电路结构图4.2如下:
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设计过程中所使用元器件: Mr由键4控制, Br由键3控制, Hold由键2控制, Reset由键1控制,
D6,D7,D8,分别用以显示主干道红,黄,绿灯;D3,D2,D1分别用以显示支干道绿,黄,红灯。
数码管8,7分别显示主干道倒计时的十位和个位,数码管2,1分别显示支干道倒计时的十位和个位。
2. 管脚定义:
设计所使用的芯片为EPF10K10LC84-4,由实际所选模式五电路结构图中所用元器件,管脚锁定文件如表4.3所示:
图4.2电路结构图
I/O标识 mr br hold reset R 引脚名称 PIO3 PIO2 PIO1 PIO0 PIO15 18
引脚号 8 7 6 5 25 上海海事大学本科生毕业设计(论文) Y G R1 Y1 G1 zhuganH[3..0] zhuganL[3..0] zhidaoH[3..0] zhidaoL[3..0]
PIO14 PIO13 PIO8 PIO9 PIO10 PIO47- PIO44 PIO43- PIO40 PIO23- PIO20 PIO19-PIO16 图4.3管脚锁定文件表
24 23 17 18 19 79,78,73,72 71,70,67,66 38,37,36,35 30,29,28,27 (四) 实验箱上验证时遇到的一些问题
1.程序的功能仿真和时序仿真编译都已经已经通过了,在进行程序下载烧制前,硬件设置中选择byteblaster(mv)时,parallel port及其他几个口都是灰色,点击ok,就弹出“can't find programming hardware”对话框。在经过仔细检查排错后,终于发现我所使用的win XP 由于系统自保护机制,需要安装下载电缆的驱动程序。安装下载驱动后,一切工作正常。
(五) 交通灯信号控制硬件测试
1.GW48-CK型EDA实验箱所用输入输出元件如4.4所示:
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2.硬件测试结果:
(1)当支干道没有车辆时(主干道可有车辆通过或者没有车辆通过),此时,一直处于主干道绿灯,支干道红灯状态,硬件结果如下所示:
图4.4 GW48-CK型EDA实验箱所
用输入输出元件示意图
(2)当支干道有车辆通过且主干道没有车辆通过时,主干道为红灯,支干道为绿灯。此时,主干道数码管进行39S的倒计时计数,然后主干道变为绿灯,数码管进行35S的倒计时
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图4.5.支干道没有车辆通过时