EDA综合实验箱使用说明手册一． 系统概述1. 系统结构及说明系统结构如图1.1所示：图1.1 系统结构框图 2. 硬件资源1.1单片机资源◆完全兼容51内核的SST89E516RD，管脚兼容AT89C51，带仿真监控程序◆时钟频率：0~40MHz◆集成1KBy片内RAM◆64Kbyte + 8Kbyte Flash EEPROM◆看门狗◆可编程计数器阵列（PCA）◆SPI接口◆I2C接口1.2可编程逻辑器件资源（EP3C10E144）◆10,320逻辑单元（LE）◆46个M9K◆423,936bit RAM◆23个18*18硬件乘法器◆2个锁相环（PLL）◆10个全局时钟网络◆最大94个用户IO口◆最大22组差分接口1.3常用外围设备资源◆4*4矩阵按键◆8*1独立按键◆8个发光二极管◆8位7段数码管◆字符液晶1602◆点阵液晶12864（带字库）◆蜂鸣器◆8K串口存储器（仅单片机模式可用）◆10位高精度AD转化器（仅单片机模式可用）◆12位高精度DA转换器二． 操作说明1. 人机交互模块功能说明该模块是本EDA实验箱的人机对话界面，主要实现对本EDA实验箱的模式选择、电压测量、信号输出、频率测量以及系统复位等功能。
其主要部件及功能如表2.1所示：表2.1 人机交互模块部件及功能元器件名称功能描述HB12864显示屏显示功能键S0上移S1下移S2退出/返回键，返回上一级S3确定键S4模式选择键Reset复位键插针VT外接待测直流电压接入FT外接待测频率接入J2信号输出2. 实验箱上电或复位当实验箱初次上电或者按Reset（复位）键，都将进入初始化界面，该界面将显示重庆邮电大学徽标以及实验平台的名称、制作者等信息，随后即自动进入功能选择界面如图2.1所示：图2.1 功能选择界面功能1：电压测量能够完成对实验箱上+5V、+3.3V两路电源电压以及外接直流电压（VT）的测量功能2：信号输出能够同时产生多路不同频率的方波信号，频率调节范围（1Hz～1MHz）功能3：频率测量可以测量外接频率（FT）功能4：模式选择实现不同工作模式间的切换目前本实验箱共设计有9种不同的工作模式（模式0～模式8），不同模式对应有不同的电路结构，各模式下的电路结构图可参见模式介绍3. 模式选择在功能选择界面，按S4键进入工作模式选择（如图2.2所示），选定模式后按S3键确认，即可进入该模式图2.2 模式选择界面在不同模式下，发光二极管和数码管的初始显示是不一样的，如表2.2所示：表2.2 不同模式下的LED和数码管初始显示状态对照表模式8位LED显示8位数码管显示模式0全亮全灭模式1全灭全灭模式2全灭全灭模式3全亮全灭模式4全亮8位全部显示“”模式5全亮全灭模式6全亮全灭模式7全亮全灭模式8全亮最左边这一位显示“”，其余七位无显示。
4. 电压测量电压测量功能状态下，除了能够测量实验箱上+5V、+3.3V两路电源电压以外，还能测量由VT接入的外接直流电压如何选择进入电压测量功能？按S1（上移）键和S2（下移）键，可以向上或者向下移动屏幕上的“*”，当“*”移动至与“电压测试”同一行显示时，即表示选择“电压测量”，如图2.3所示，然后按S3键（确认键）进入“电压测量”功能 图2.3 电压测量选择进入电压测量模式，界面显示如图2.4所示： 图2.4 电压测量界面VT的电压测量范围：0～5V5. 信号输出信号输出功能状态下，能够同时最多产生3路不同频率的方波信号（F0、F1、F2），且频率可调，3路信号频率输出范围如表2.3所示：表2.3信号频率输出范围及调节步进对照表信号输出端频率调节范围频率调节步进F00~100Hz1HzF10～1000Hz100HzF20～1MHz需要修改，有点问题如何输出某一频率的信号？下面以输出一个f=200Hz的信号为例讲解Step1：用S1、S2键选择“信号输出” 图2.5 “信号输出”功能选择Step2：按S3确认键进入该功能状态，屏幕将会显示如图所示：图2.6 “信号输出”显示界面Step3：用S1和S2键选择信号输出端，由于需要输出的信号频率为200Hz，所以选择F1输出。
图2.7 信号输出端选择图Step4：按S3键确认，此时进入频率调节模式图2.8 进入频率调节模式Step5：用S1键（增加）、S2键（减少）按一定步进调节频率，如此即可输出一定频率的方波信号了，如图9所示，为用示波器测试的该输出信号图2.9 频率调节结果显示图2.10 信号输出波形图Step6：用S2（返回键）可逐级退出6. 频率测量频率测量功能状态下，可以测量外接脉冲信号的频率，待测信号通过FT接入如何完成外接待测信号的频率呢？用S1（上移）键和S2（下移）键，选择“频率测量”，如图2.11所示 图2.11 “频率测量”功能选择按S3键（确认键）进行频率测量，屏幕显示如图2.12所示：图2.12 “频率测量”结果显示FT的频率测量范围：0～120KHz三． 模式介绍实验箱一共有9个模式，其中模式0~4为单片机模式，模式5~7为可编程逻辑器件模式，模式8为混合模式需要注意的时，无论在那种模式下，扩展接口的连接方式都是固定的1. 模式0模式0为单片机模式，其电路如图3.1所示：图3.1 模式0电路结构在模式0中，发光二极管连接在单片机的P0口，P0口相应的位为逻辑“1”则点亮对应的二极管。
需要注意的是，P0口作为普通IO使用，需要接上拉电阻，图3.1中为示意图，实际电路需要连接上拉电阻在模式0中，实验箱上的4*4矩阵按键不再作为矩阵按键，而是取按键K0~K1作为独立按键连接到单片机的P2口，电路如图3.1所示2. 模式1模式1为单片机模式，其电路如图3.2所示：图3.2 模式1电路结构在模式1中，按键K0~K3作为独立按键使用，字符液晶1602的数据线连接到单片机的P0口，控制信号RS，RW，E分别连接到单片机的P2.5、P2.6、P2.7注意：为了简化编程，1602被禁止读“忙”，因此，在编写程序时，需要通过延时来实现对1602的控制，具体操作请参考1602的数据手册3. 模式2模式2为单片机模式其电路如图3.3所示：图3.3 模式2电路结构 模式2和模式1基本完全一样，区别在于把模式1的字符液晶1602换成点阵液晶12864，其它完全一样同样，模式2不允许12864的读“忙”操作，通过延时来实现，具体参考12864的数据手册4. 模式3模式3为单片机IO口扩展模式，其电路如图3.4所示：图3.4 模式3电路结构模式3通过P0口和P2口进行IO口扩展，其中P0口作为数据通道，P2口作为控制通道。
在模式3下， 单片机可以使用实验箱上所有全部外围设备5. 模式4模式4为单片机总线模式，其电路如图3.5所示：图3.5 模式4电路结构模式4为单片机总线模式，所有外设通过总线和单片机相连接，其地址分配如表3.5所示：表3.5，外围设备地址分配 注意：除了表3.5外设占用的地址，由于SST89E516RD片内RAM占用了外扩总线地址，所有用户不要使用低1KBye的地址6. 模式5模式5为可编程逻辑器件模式，其电路如图3.6所示：图3.6 模式5电路结构矩阵按键为实验箱主板上的矩阵按键K0~K7，独立按键SW0~SW7为可编程逻辑器件核心板上的独立按键K0~K7，按下按键为低电平（逻辑“0”）注意：SW5连接在芯片的多功能管脚nCEO上，因此需要通过软件设置该管脚为普通IO口，否则按键SW5不能使用发光二极管逻辑“1”点亮，数码管为共阴数码管，数据总线SEG由8位数码管复用SEG的最低位对应数码管的A，最高位对应数码管的小数点，以此类推 Clk0连在核心板上的40M有源晶振Clk1和Clk2根据需要，通过跳线帽选择合适的输入信号，具体参考实验箱操作说明部分7. 模式6模式6为可编程逻辑器件模式，其电路如图3.6所示：图3.7 模式6电路结构矩阵按键为实验箱主板上的矩阵按键K0~K7，独立按键SW0~SW7为可编程逻辑器件核心板上的独立按键K0~K7，按下按键为低电平（逻辑“0”）。
注意：SW5连接在芯片的多功能管脚nCEO上，因此需要通过软件设置该管脚为普通IO口，否则按键SW5不能使用发光二极管逻辑“1”点亮 Clk0连在核心板上的40M有源晶振Clk1和Clk2根据需要，通过跳线帽选择合适的输入信号，具体参考实验箱操作说明部分8. 模式7模式7为可编程逻辑器件模式，其电路如图3.8所示：图3.8 模式7电路图模式7和模式6基本一样，差别在于把模式6的字符液晶1602换成点阵液晶12864，其他完全一样矩阵按键为实验箱主板上的矩阵按键K0~K7，独立按键SW0~SW7为可编程逻辑器件核心板上的独立按键K0~K7，按下按键为低电平（逻辑“0”）注意：SW5连接在芯片的多功能管脚nCEO上，因此需要通过软件设置该管脚为普通IO口，否则按键SW5不能使用发光二极管逻辑“1”点亮 Clk0连在核心板上的40M有源晶振Clk1和Clk2根据需要，通过跳线帽选择合适的输入信号，具体参考实验箱操作说明部分9. 模式8模式8为单片机和可编程逻辑器件混合模式，其电路如图3.9所示：10. 扩展接口扩展接口分配如表3.10所示：表3.10 扩展接口分配表P3P41VCC2GND1VCC2GND3A04AD03IO04IO15A16AD15IO26IO37A28AD27IO48IO59A310AD39IO610IO711A412AD411IO812IO913A514AD513IO1014IO1115A616AD615IO1216IO1317A718AD717IO1418IO1519ALE20nRD19IO1620IO1721A822nWR21IO1822IO1923A924T123IO2024IO2125A1026T0。