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1、 EDA 实验指导机 械 与 电 子 工 程 学 院二零一二年十二月指导老师：黄理军 联系方式：18705573358 邮箱：目录第一章 EL-SOPC4000 实验系统的资源介绍 .3第二章 E-Play-SOPC EP4CE22 硬件说明 .14接口定义 .14管脚分配 .15主板部分管脚分配 .15PORT A 信号分配 .27PORT B 信号分配 .28特别注意 .29第三章 实验参考案例 .29实验一 组合逻辑 3-8 译码器的设计 .29实验二 半加器 .41实验三 BCD 码转换成二进制码 .42实验四 计数器 .44实验五 蜂鸣器演奏实验 .46实验六 VGA 接口驱动实验
2、.47第一章 EL-SOPC4000 实验系统的资源介绍一、系统功能概述EL-SOPC4000实验箱是集EDA 和SOPC 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SOPC开发。主 CPU 适配器 E-PLAY-SOPC 配合 EL-SOPC4000 底板，可完成各种基本的 EDA 实验。在实验板上有丰富的外围扩展资源，有常用的按键，拨码开关，LED 灯，蜂鸣器，交通灯，16x16 点阵，数码管，4x4 矩阵键盘，AD/DA，CAN 功能单元，RS232，RS485，可调时钟输出。实验板上还集成了一个 8 寸的 VGA 接口的液晶屏，可完成视频图像的显示。由
3、于 CPU适配器 E-PLAY-SOPC 本身具有 E_PLAY 接口，只需提供电源即可独立完成功能测试，也可控制用户开发的 E_PLAY 接口模块。由于 EL-SOPC4000 底板加入了两路 E_LAB 外扩接口，可以配合公司现有的多种 E_LAB 模块，来完成大学生毕业设计、电子设计竞赛、及创新设计，同时该系统也是从事教学及科研的广大教师和工程师们的理想开发工具，具有极高的灵活性，开放性和可开发性。EL-SOPC4000 布局如下图所示:E _ L A B IE _ L A B I I液晶屏七段数码管电源1 6 X 1 6 L E D 点阵E _ P L A Y _ C P U1 6 个
4、按键1 6 个拨码可调时钟输出4 X 4 键盘C A N 功能单元交通灯C P L D _ 1A D / D A蜂鸣器R S 2 3 2R S 4 8 5用户 L E D液晶屏接口用户 I OC P L D _ 2EL-SOPC4000 底板资源平面图EL-SOPC4000 实验箱是集 EDA 和 SOPC 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 SOPC 开发。EL-SOPC4000 支持的 CPU 板卡有：具有 E_PLAY 接口的 E-PLAY-SOPC 适配器，主芯片采用 Altera 公司的 CycloneII 系列 E-PLAY-EP235，
5、CycloneIII 系列 E-PLAY-EP3C25-B、E-PLAY-EP3C80，CycloneIV 系列 E-PLAY-EP4CE22。二、系统硬件资源1、EL-SOPC4000 实验系统的硬件资源总览 E-PLAY CPU 板接口单元 E_LAB 模块接口单元(2 组) 16 个用户 IO 单元 16 个按键单元 16 个拨码开关单元 4x4 矩阵键盘单元 16X16 LED 点阵显示单元 8 位数码管显示单元 12 个交通灯单元 蜂鸣器及 4 个 LED 声光单元 8 位用户 LED 单元 可调时钟输出单元 RS232 、RS485 接口单元 10 位串行 AD（TLV1570）单
6、元 10 位串行 DA（TLV5617）单元 CAN 总线接口单元 8 寸 VGA 接口液晶屏单元（带触摸屏）2、底板资源的具体介绍1）PORT A 信号分配PORT A 信号 PORT A 信号PIN_1 +5V PIN_2 +5VPIN_3 GND PIN_4 GNDPIN_5 D0 PIN_6 D1PIN_7 D2 PIN_8 D3PIN_9 D4 PIN_10 D5PIN_11 D6 PIN_12 D7PIN_13 D8 PIN_14 D9PIN_15 D10 PIN_16 D11PIN_17 D12 PIN_18 D13PIN_19 D14 PIN_20 D15PIN_21 A0 P
7、IN_22 A1PIN_23 A2 PIN_24 A3PIN_25 A4 PIN_26 A5PIN_27 A6 PIN_28 A7PIN_29 A8 PIN_30 A9PIN_31 A10 PIN_32 A11PIN_33 A12 PIN_34 A13PIN_35 A14 PIN_36 A15PIN_37 CS0 PIN_38 CS1PIN_39 CS2 PIN_40 CS3PIN_41 CS4 PIN_42 CS5PIN_43 RS485_TR PIN_44 CS7PIN_45 W/R PIN_46 R/DPIN_47 main_int PIN_48 NCPIN_49 R/S/T/O/U/T
8、 PIN_50 NCPIN_51 NC PIN_52 NCPIN_53 NC PIN_54 NCPIN_55 ALE PIN_56 NCPIN_57 SPI_NSS0 PIN_58 SPI_CLK0PIN_59 SPI_MISO0 PIN_60 SPI_MOSI0PORT B信号分配PORT B 信号 PORT B 信号PIN_1 +12V PIN_2 +12VPIN_3 NC PIN_4 NCPIN_5 SPI_NSS1 PIN_6 SPI_CLK1PIN_7 RS485_RXD PIN_8 SPI_MOSI1PIN_9 RX_CAN PIN_10 TX_CANPIN_11 RX_RS232
9、 PIN_12 TX_RS232PIN_13 NC PIN_14 NCPIN_15 ALE PIN_16 GPIO1PIN_17 GPIO3 PIN_18 GPIO2PIN_19 GPIO4 PIN_20 NCPIN_21 NC PIN_22 NCPIN_23 NC PIN_24 NCPIN_25 GPIO9 PIN_26 GPIO10PIN_27 GPIO11 PIN_28 GPIO12PIN_29 GPIO13 PIN_30 GPIO14PIN_31 GPIO15 PIN_32 GPIO16PIN_33 RS485_TXD PIN_34 NCPIN_35 NC PIN_36 NCPIN_3
10、7 GPIO5 PIN_38 GPIO6PIN_39 GPIO7 PIN_40 GPIO8PIN_41 M0 PIN_42 M1PIN_43 M2 PIN_44 M3PIN_45 NC PIN_46 NCPIN_47 NC PIN_48 NCPIN_49 NC PIN_50 NC PIN_69 -12V PIN_70 -12V说明：标有“NC”的引脚，表示没有用到适配器上的引脚；2）E-LAB 总线接口底板上的两组 E-LAB 接口上的信号线完全相同。3）16 个用户 IO单元 IO1-IO16 都是通过 PORTB 从 FPGA 直接引出，供用户二次开发使用，具体定义请参照 PORTB 的接
11、口定义。 4）16 个拨码开关，16 个按键，12 个交通灯和蜂鸣器四周 4 个灯，8 位数码管，4x4 矩阵键盘，16x16 点阵 LED 均是从底板的两片 CPLD 引出的，这些资源有 IO 方式和总线操作两种控制方式。当采用 IO 控制方式时，通过 PORTB 的 41-44 四位设置不同的值来选择不同的资源。4 位功能管脚说明:PORT B 对应标识41 M042 M143 M244 M3M3.0 0001 16 位拨码开关接到 16 位数据总线上0011 16 位按键接到 16 位数据总线上0111 12 个交通灯和蜂鸣器四周 4 个灯接到 16 位数据总线上0010 8 个数码管,低 8 位为 7 位段总加小数点选取位,高 8 位为 8 个数码管com 端选取,即如果要选取数码管 0,则发送总线值为:1111 1110 1111 1111,如要选取数码管 1,则发送总线值为:1111 1101 1111 1111.此时所选数码管 7 段和 DP 位将全部亮.0101 4X4 键盘功能选取 ,此时只有最低的 8 位有效,高 4 位为键盘的 4 位行扫描输出,低 4 位
