EL-EMCU-I(SOPC)实验指导书.doc

目 录 第一章 EL-EMCU-I实验系统的资源介绍 1 一、系统功能概述 1 二、系统硬件资源 2 第二章 数字可编程设计实验 18 实验一 组合逻辑3-8译码器的设计 18 实验二 半加器 29 实验三 全加器 30 实验四 全减器 32 实验五 4位向量加法/减法器 34 实验六 向量乘法器 35 实验七 数据比较器 37 实验八 多路数据选择器 39 实验九 编码器 40 实验十 译码器 43 实验十一 二进制码转换成BCD码 45 实验十二 BCD码转换成二进制码 47 实验十三 BCD码转换成格雷码 48 实验十四 组合逻辑电路的设计 50 实验十五 简单状态机 53 实验十六 串入/并出移位寄存器 54 实验十七 并入/串出移位寄存器 56 实验十八 多功能寄存器 58 实验十九 单脉冲发生器 61 实验二十 节拍脉冲发生器 62 实验二十一 奇偶检验 64 实验二十二 计数器 66 实验二十三 7段数码管显示 68 实验二十四 步进电机控制实验 70 实验二十五 蜂鸣器演奏实验 72 实验二十六 继电器和光耦控制实验 74 实验二十七 半导体温度传感器DS18B20实验 76 实验二十八 秒表设计实验 77 第三章 基于NIOS的软核设计实验 79 实验一 16×16 LED点阵实验 79 实验二 UART与PC机通信实验 80 实验三 12位串行A/D实验 81 实验四 12位串行D/A实验 84 实验五 RS485通讯实验 85 实验六 基于SOPC的uC/OS-II操作系统应用实验 88 实验七 7279键盘显示接口实验 94 实验八 压入弹出式IC卡实验 101 实验九 直流电机调速实验 104 实验十 4相步进电机实验 106 附录I NIOS II常用函数 108 附录II USB下载线驱动安装 119 第章 一系统概述EL-EMCU-I型教学实验系统属于一种综合的教学实验系统，该系统支持8位8051 / C8051F021等型号、MSP430系列以及基于Cortex-M332位处理器，实现了多模块的应用实验。它是集学习、应用编程、开发研究于一体。用户可根据自己的需求选用不同类型的CPU适配板，同时，实验系统上的EXP总线能够拓展较为丰富的实验接口板。用户在了解EXP标准后，更能研发出实验接口板。除此之外，在实验板上有丰富的外围扩展资源（键盘与LED、7279、TFT真彩液晶、16X16 LED点阵、12位串行AD和DA、光耦继电器、通信模块、IC卡模块、E-LAB模块以及电机控制模块等）可以完成基础实验、实验以及CAN总线等。验箱底板框图如图1-1所示： 图1-1 EL-EMCU_I系统的底图EL-EMCU-I实验箱是集EDA 和开发为一体的综合性实验箱，它不仅可以独立完成各种EDA 设计，也可以完成多种开发C8051F021、EXP-MSP430F149/155/5419、EXP-Atmega128等等(我公司的全系列EXP接口类开发板)。 EDA部分支持的CPU板类有：EXP-EPEXP-EP1K30、EXP-EP3C5 EP3C10等等(我公司的全系列EXP接口类开发板)。 二、硬件该EL-EMCU-I实验系统的硬件资源主要包括： EXP系列MCU板接口 EXP系列EDA/CPLD/FPGA板接口 E_LAB模块接口 外扩看门狗单元 接触式IC卡单元 蜂鸣器单元 光与继电器单元 单脉冲产生单元 单总线（DS18B20数字温度传感器单元 12位串行AD（TLC2543）单元 12位串行DA（TLV5616）单元 数字输入输出单元 电机（直流电机与步进电机）控制单元 键盘显示7279A，2×4键盘，带4位LED数码管）单元 TFT真彩液晶显示单元 16X16 LED点阵显示单元 RS232 、RS485总线通信接口单元 CAN总线单元（部分芯片有 USB主从设备接口单元（部分芯片有，硬件在CPU板上） 以太网单元（部分芯片有，硬件在CPU板上） 1、CPU板接口 该实验系统采用底板加CPU板的结构方式，CPU通过双排针扩展槽扩展。用户可根据自己的需求选用不同类型的CPU板。不同类型的CPU板在硬件资源上是完全兼容的。支持不同种类的CPU板混合使用。POWER：电源接口，CPU板单独使用时，从此接口给CPU板供电，+5V，内正外负。CPU板插在实验箱底板上时，不需要从POWER电源插口供电。 REST：复位按钮，按下系统复位P1：CPU数据地址总线扩展接口表1-