本实用新型专利技术一种基于CPLD/FPGA模块的实验系统，以CPLD/FPGA模块为核心、融合模拟、数字以及单片机相结合的设计思想，利用多模块化组合设计，一方面使得该实验系统操作简单，灵活，显示直观。另一方面提供了一个面向对象的解决方案，在CPLD/FPGA模块、ISPPAC模块和单片机内核开发的实验系统的上，学生针对自己的设计目标，可以重构器件或反复编程升级软件，而无需将器件从线路板上焊上拆下。这种在线对电路板或目标电子系统随时进行组态或重组的功能，给学生的设计开发、电路板级调试和系统升级换代带来了极大的方便。本实用新型专利技术的实验开发系统实现了在线系统设计、修改以及功能调试，为目前的开放型教学中的设计性、综合性实验提供了一个较好的解决方案。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种基于CPLD/FPGA模块开发的系统设计技术，具体地说，是指一种基于CPLD/FPGA模块的实验系统。
技术介绍
CPLD/FPGA(Complex Programmable Logic Device/Field Programmable GateArray)是一种逻辑关系通过在系统编程实现的大规模的集成电路(1C)。也就是一种用户 根据需要通过编程而自行任意构造逻辑功能的数字集成电路。20世纪70年代，最早的可编程逻辑器件(PLD)诞生了。其输出结构是可编程的逻辑宏单元，因为它的硬件结构设计可由软件完成，因而它的设计比纯硬件的数字电路具有很强的灵活性，但由于其结构过于简单也使它们只能实现规模较小的电路。为弥补PLD只能设计小规模电路这一缺陷，20世纪80年代中期，推出了复杂可编程逻辑器件(CPLD)。基于CPLD/FPGA模块的实验教学系统，设计一种新型(编程灵活、集成度高、毕业设计项目开发周期短、适用范围宽、开发工具先进、应用时设计制造成本低、对设计者的硬件经验要求低、所形成的标准产品无需测试、价格大众化、保密性又强等特点)的基于CPLD/FPGA模块的实验系统。本技术基于CPLD/FPGA模块的实验系统的总体思想是以CPLD/FPGA模块为核心，构建一个开放的开发型实验环境，根据学习目标的不同而灵活的采用多模块组合，构建各类型的CPLD/FPGA基础实验、综合性和设计性实验，同时又能利用系统中所提供之模块，构建各类开发型实验。
技术实现思路
本技术旨在借助集成开发软件平台，用原理图、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，通过下载电缆实现在线程序设计和功能调试的基于CPLD/FPGA模块的实验系统。使原有的学生难以参与的验证性实验系统，改变为一种既可以适应从基于CPLD/FPGA模块基本验证性实验，又可以实现综合性、系统性、创新性的课程设以及教学研究开发的多功能的实验平台。本技术所提供的一种基于CPLD/FPGA模块(11)的实验系统，包括CPLD/FPGA模块(11)、与CPLD/FPGA模块共同连接的显示模块(I)、输入模块(2)、数模、模数转换模块、通信模块(8)、蜂鸣器模块(9)。其特征在于它还包括与所述CPLD/FPGA模块相连的ISPPAC模块(3)、单片机模块⑷、下载接口模块(5)、频率发生器模块(6)，扩展模块(10)，其中=ISPPAC模块(3)，其包括ISPPAC模块(3)及与之相连的电路，实现模拟电路的在线编程、硬件修改和电路重构；单片机模块(4)，其包括单片机(4)及与之相连的接口电路，实现小型嵌入式控制器在线编程；下载接口模块(5)，其包括下载接口模块及与之相连的电路，实现与计算机并行通信、远距离数据通信、编程下载；频率发生器模块￠)，其包括频率发生器模块(6)及与之相连的电路，提供实验开发系统中需要的各种数字频率；扩展模块(10)，其包括扩展模块(10)及与之相连的电路，提供实验开发系统中需要的临时性连接的小规模电路。在上述的基于CPLD/FPGA模块(11)实验系统中，所述的显示模块包括若干种分别可连接在所述基于CPLD/FPGA模块(11)上组合形成的显示模块(I)。在上述的基于CPLD/FPGA模块(11)实验系统中，所述若干种组合形成的显示模块(I)包括若干个LED发光二极管、若干位八段数码静态显示器、若干位八段数码动态显示器、LCD液晶显示屏、点阵模块、交通灯演示模块等通用模块。在上述的基于CPLD/FPGA模块(11)实验系统中，所述的输入模块包括若干种分别可连接在所述基于CPLD/FPGA模块(11)上组合形成的输入模块(2)。在上述的基于CPLD/FPGA模块(11)实验系统中，所述的组合形成的输入模块(2)包括组成实现系统数据的输入的8位开关构成的高低电平产生电路和4键功能键盘构成 的单脉冲产生电路。在上述的基于CPLD/FPGA模块(11)实验系统中，所述的串行通信模块是通过RS-232方式实现与计算机串行口的直接通信。在上述的基于CPLD/FPGA模块(11)实验系统中，所述的数模、模数转换模块是通过数模集成电路实现模拟量和数字量的相互转换。在上述的基于CPLD/FPGA模块(11)实验系统中，所述的蜂鸣器模块通过蜂鸣器实现电路控制的报警输出。由于采用了上述的技术解决方案，S卩采用CPLD/FPGA模块(11)、模拟与数字以及单片机相结合的设计思想，利用多模块化组合设计，一方面使得该实验系统操作简单，灵活，显示直观；另一方面提供了一种面向对象的解决方案，在CPLD/FPGA模块(11)、ISPPAC模块(3)和单片机模块(4)的实验系统的上，学生在自己设计的目标系统中或电路板上，不再为重构器件或对器件进行反复编程时，而将器件从线路板上焊上拆下。这种可对电路板或整个电子系统随时进行组态或重组的功能，给学生的设计开发、电路板板级调试和系统升级换代带来了极大的方便，学生无论是想增加或修改任一电路的设计，都可以在几分钟内把新的设计下载到器件中，从而完成新的软、硬件设计，这种在设计性实验中对硬件的设计，像软件那样灵活而易于实时修改，这不仅扩展了器件的用途，缩短了系统调试周期，而且还省略了对器件单独编程的环节，简化了目标设备的现场升级和维护。因此本技术为目前的开放型教学中的设计性、综合性实验提供了一个解决方案，实现了在线系统设计、修改以及功能调试的实验开发系统。附图说明图I是本技术基于CPLD/FPGA模块(11)实验系统的结构示意图框图；图2是本技术中显示模块(I)之一，8个LED发光二极管连接线路的示意图；图3是本技术中显示模块(I)之二，8位八段数码动态显示器接线方式示意图；图4是本技术中显示模块(I)之三，点阵模块连接线路示意图；图5是本技术中ISPPAC模块⑶连接线路示意图；图6是本技术中通讯模块(8)连接线路示意图；图7是本技术中输入模块(2)之一，4键键盘连接线路示意图；图8是本技术中输入模块(2)之二，8位开关连接线路示意图；图9是本技术中频率发生器模块(6)连接线路示意图；图10是本技术中CPLD/FPGA模块(11)连接线路示意图；图11是本技术中下载接口模块(5)连接线路示意图；图12是本技术中单片机模块(4)连接线路示意图13是本技术中模数、数模转换模块(7)之一，模数转换连接线路示意图；图14是本技术中模数、数模转换模块(7)之二，数模转换连接线路示意图；图15是本技术中蜂鸣器模块(9)连接线路示意具体实施方式如图I所示本技术基于CPLD/FPGA模块(11)的实验系统，包括CPLD/FPGA模块(11)、与CPLD/FPGA模块共同连接的显示模块(I)、输入模块(2)、数模、模数转换模块(7)、通信模块(8)、蜂鸣器模块(9)、ISPPAC模块(3)、单片机模块(4)、下载接口模块(5)、频率发生器模块￠)，扩展模块(10)。本技术分为两个部分，即基本型实验模块部分和提高型实验模块部分。为了能够完成基于CPLD/FPGA模块(11)基本程序的验证性实验，本技术的基本型实验模块组合有显示模块(I)、输入模块(2)本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于CPLD/FPGA模块(11)的实验系统，包括CPLD/FPGA模块(11)、与CPLD/FPGA模块共同连接的显示模块(1)、输入模块(2)、数模、模数转换模块(7)、通信模块(8)、蜂鸣器模块(9)；其特征在于：它还包括与所述CPLD/FPGA模块相连的ISPPAC模块(3)、单片机模块(4)、下载接口模块(5)、频率发生器模块(6)，扩展模块(10)，其中：ISPPAC模块(3)，其包括单片机模块(4)，下载接口模块(5)，其包括下载接口模块及与之相连的电路，实现与计算机并行通信、远距离数据通信、编程下载；频率发生器模块(6)，其包括频率发生器模块(6)及与之相连的电路，提供实验开发系统中需要的各种数字频率；扩展模块(10)，其包括扩展模块(10)及与之相连的电路，提供实验开发系统中需要的临时性连接的小规模电路。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：畅福善，杨德，
申请(专利权)人：运城学院，
类型：实用新型
国别省市：
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