一种可组式FPGA实验平台制造技术

本实用新型专利技术公开了一种可组式FPGA实验平台，包括电子线路板、FPGA开发板以及插接在所述电子线路板上且与所述FPGA开发板相接的基础实验模块和扩展接口模块，所述基础实验模块包括显示模块、通信模块、交通灯模块、电机模块和音频播放模块，以及ADC转换模块和DAC转换模块，所述显示模块包括点阵显示模块、LCD显示模块、数码管显示模块和流水灯显示模块，所述通信模块包括GPS模块、WIFI模块、以太网模块、蓝牙模块和串口通信模块。本实用新型专利技术结构简单实现各个实验模块的可组式，既能满足基础实验和实训教学的需求，又能够作为学生实践创新和竞赛培训的教学平台，提高学生学习及自我动手能力。

A group type FPGA experimental platform

The utility model discloses a group FPGA experimental platform, including electronic circuit board, FPGA development board and inserted into the electronic circuit board and the basic experiment module and interface module is connected to the FPGA development board, the basic experiment module comprises a display module, communication module, module, traffic lights the motor module and audio playback module, ADC conversion module and DAC conversion module, the display module includes a display module, LCD display module, digital display module and light display module, the communication module includes GPS module, WIFI module, Ethernet module, Bluetooth module and serial communication module. The utility model has simple structure and realizes the assembly of each experimental module, which not only meets the needs of basic experiment and practical training teaching, but also serves as a teaching platform for students' practice innovation and competition training, and improves students' learning and self practice ability.

【技术实现步骤摘要】
一种可组式FPGA实验平台
本技术属于FPGA实验平台
，尤其是涉及一种可组式FPGA实验平台。
技术介绍
近年来，FPGA已广泛应用到汽车、军事、航空航天、广播、测量和测试、消费类电子、无线通讯、医疗、工业控制等领域，已成为当前嵌入式系统开发中最热门的关键技术之一。在国内外有着广泛的应用群体，是高级硬件应用工程师与IC工程师的必备技能。但FPGA技术涉及知识面宽，包括数字电路、硬件描述语言、微机原理、单片机技术、C语言等理论课程，在许多高等院校电类专业的教学中，FPGA逻辑系统设计已成为一门非常重要的专业基础课程。但是，目前微电子实验室所使用的FPGA实验箱，以及市场上大部分实验教学平台，在教学的过程中发现存在以下问题：第一，FPGA实验箱上所有的资源模块都已固化集成在一个平台上，无法更改；第二，学生实验时对硬件了解较少，也不需要进行硬件电路设计；这样虽然对于项目开发研究或许可以节约时间，但是作为对学生培训的平台却不利于学生对相关原理的透彻理解，以及实践动手能力的培养；同时，也不利于发挥学生的主观能动性，培养学生的创新能力；其次，由于资源模块的固化，使得新开发实验内容，或者增加综合性创新性实验时，不能有效的利用已有资源。因此需要一种结构简单、设计合理且安装布设方便的可组式FPGA实验平台，实现各个实验模块的可组式，既能满足机电类专业本科生及研究生FPGA基础实验和实训教学的需求，又能够作为学生实践创新和竞赛培训的教学平台，将FPGA实验平台最大化利用，提高学生学习及自我动手能力。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种可组式FPGA实验平台，其结构简单、设计合理且安装布设方便，实现各个实验模块的可组式，既能满足基础实验和实训教学的需求，又能够作为学生实践创新和竞赛培训的教学平台，将FPGA实验平台最大化利用，提高学生学习及自我动手能力，实用性强，便于推广使用。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种可组式FPGA实验平台，其特征在于：包括电子线路板、集成在所述电子线路板上的FPGA开发板以及插接在所述电子线路板上且与所述FPGA开发板相接的基础实验模块和扩展接口模块，所述基础实验模块包括显示模块、通信模块、交通灯模块、电机模块和音频播放模块，以及ADC转换模块和DAC转换模块，所述显示模块包括点阵显示模块、LCD显示模块、数码管显示模块和流水灯显示模块，所述通信模块包括GPS模块、WIFI模块、以太网模块、蓝牙模块和串口通信模块，所述GPS模块、WIFI模块、以太网模块、蓝牙模块和串口通信模块均与FPGA开发板相接，所述交通灯模块、电机模块、音频播放模块、DAC转换模块、点阵显示模块、LCD显示模块、数码管显示模块和流水灯显示模块的输入端均与FPGA开发板的输出端相接，所述ADC转换模块的输出端均与FPGA开发板的输入端相接。上述的一种可组式FPGA实验平台，其特征在于：所述电子线路板上设置有传感器数据采集接口模块和键盘模块，所述传感器数据采集接口模块与ADC转换模块相接，所述键盘模块的输出端与FPGA开发板的输入端相接。上述的一种可组式FPGA实验平台，其特征在于：所述DAC转换模块包括芯片ADV7123和VGA接口，所述芯片ADV7123的第1引脚、第2引脚、第14引脚、第15引脚、第25引脚、第26引脚、第27引脚、第31引脚、第33引脚、第39引脚和第40引脚均接地，所述芯片ADV7123的第3引脚～第12引脚、第16引脚～第24引脚以及第41引脚～第48引脚均与FPGA开发板相接，所述芯片ADV7123的第13引脚、第29引脚和第30引脚均与3.3V电源输出端相接，所述芯片ADV7123的第28引脚分两路，一路和VGA接口的VGA-B引脚相接，另一路经电阻R6接地；所述芯片ADV7123的第32引脚分两路，一路和VGA接口的VGA-G引脚相接，另一路经电阻R5接地；所述芯片ADV7123的第34引脚分两路，一路和VGA接口的VGA-R引脚相接，另一路经电阻R4接地；所述芯片ADV7123的第35引脚经电容C2与3.3V电源输出端相接，所述芯片ADV7123的第36引脚经电容C1与3.3V电源输出端相接，所述芯片ADV7123的第37引脚经电阻R2接地，所述芯片ADV7123的第38引脚经电阻R1与3.3V电源输出端相接，所述VGA接口的VGA-HS引脚和所述VGA接口的VGA-VS引脚均与FPGA开发板相接。上述的一种可组式FPGA实验平台，其特征在于：所述DAC转换模块还包括电压转换芯片AMS1117-3.3，所述电压转换芯片AMS1117-3.3的VIN引脚分三路，一路经并联的电容C3和C5接地，另一路经电阻R3与发光二极管D1的阳极相接，第三路与5.0V电源输出端相接；所述电压转换芯片AMS1117-3.3的VOUT引脚分两路，一路经并联的电容C4和电容C6接地，另一路为3.3V电源输出端。上述的一种可组式FPGA实验平台，其特征在于：所述串口通信模块为RS232通信模块或RS485通信模块。上述的一种可组式FPGA实验平台，其特征在于：所述电机模块包括芯片L298N。上述的一种可组式FPGA实验平台，其特征在于：所述ADC转换模块包括芯片TLC5510INSR。上述的一种可组式FPGA实验平台，其特征在于：所述DAC转换模块包括芯片TLC5602CDW，所述芯片TLC5602CDW的第12引脚～第19引脚均与FPGA开发板相接，所述芯片TLC5602CDW的第5引脚和第8引脚的连接端分三路，一路与5.0V电源输出端相接，另一路经并联的电容C20、电容C21和电容C22接地，第三路与电阻R11的一端相接；所述芯片TLC5602CDW的第2引脚和第9引脚的连接端分两路，一路与5.0V电源输出端相接，另一路经并联的电容C18和电容C19接地；所述芯片TLC5602CDW的第3引脚经电容C17接地，所述芯片TLC5602CDW的第4引脚分三路，一路与电阻R11的另一端相接，另一路经电阻R8接地，第三路经电容C16接地；所述芯片TLC5602CDW的第7引脚、第10引脚和第20引脚的连接端经电阻FB5接地，所述芯片TLC5602CDW的第11引脚经电阻R7与FPGA开发板相接，所述芯片TLC5602CDW的第6引脚为DAC转换模块的信号输出端。本技术与现有技术相比具有以下优点：1、所采用的FPGA实验平台，结构简单、设计合理且插接方便，便于基础实验和扩展实验的操作，且维护管理便捷。2、所采用的FPGA实验平台包括基础实验模块和扩展接口模块，基础实验模块采用模块化设计，将各个功能模块电路分离开，且能独立的插接在电子线路板上，与FPGA开发板连接而供学生进行实验操作，学生可以自主选择、组合需要实验的模块，并根据实验设计功能要求进行基础实验模块与FPGA开发板的硬件连接，满足机电类专业本科生及研究生FPGA的基础实验，保证可组式FPGA实验平台的实用性。3、所采用的扩展接口模块，使FPGA实验平台具有可扩展性，FPGA实验平台满足从简单到复杂，从基础性实验到设计性、创新性实验及工程实践训练逐步深入的实验教学要求。经过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可组式FPGA实验平台，其特征在于：包括电子线路板、集成在所述电子线路板上的FPGA开发板(1)以及插接在所述电子线路板上且与所述FPGA开发板(1)相接的基础实验模块和扩展接口模块(16)，所述基础实验模块包括显示模块、通信模块、交通灯模块(8)、电机模块(9)和音频播放模块(10)，以及ADC转换模块(7)、DAC转换模块(15)和视频数模转换模块(19)，所述显示模块包括点阵显示模块(2)、LCD显示模块(3)、数码管显示模块(4)和流水灯显示模块(5)，所述通信模块包括GPS模块(11)、WIFI模块(12)、以太网模块(13)、蓝牙模块(14)和串口通信模块(18)，所述GPS模块(11)、WIFI模块(12)、以太网模块(13)、蓝牙模块(14)和串口通信模块(18)均与FPGA开发板(1)相接，所述交通灯模块(8)、电机模块(9)、音频播放模块(10)、DAC转换模块(15)、视频数模转换模块(19)、点阵显示模块(2)、LCD显示模块(3)、数码管显示模块(4)和流水灯显示模块(5)的输入端均与FPGA开发板(1)的输出端相接，所述ADC转换模块(7)的输出端均与FPGA开发板(1)的输入端相接。...

【技术特征摘要】
1.一种可组式FPGA实验平台，其特征在于：包括电子线路板、集成在所述电子线路板上的FPGA开发板(1)以及插接在所述电子线路板上且与所述FPGA开发板(1)相接的基础实验模块和扩展接口模块(16)，所述基础实验模块包括显示模块、通信模块、交通灯模块(8)、电机模块(9)和音频播放模块(10)，以及ADC转换模块(7)、DAC转换模块(15)和视频数模转换模块(19)，所述显示模块包括点阵显示模块(2)、LCD显示模块(3)、数码管显示模块(4)和流水灯显示模块(5)，所述通信模块包括GPS模块(11)、WIFI模块(12)、以太网模块(13)、蓝牙模块(14)和串口通信模块(18)，所述GPS模块(11)、WIFI模块(12)、以太网模块(13)、蓝牙模块(14)和串口通信模块(18)均与FPGA开发板(1)相接，所述交通灯模块(8)、电机模块(9)、音频播放模块(10)、DAC转换模块(15)、视频数模转换模块(19)、点阵显示模块(2)、LCD显示模块(3)、数码管显示模块(4)和流水灯显示模块(5)的输入端均与FPGA开发板(1)的输出端相接，所述ADC转换模块(7)的输出端均与FPGA开发板(1)的输入端相接。2.按照权利要求1所述的一种可组式FPGA实验平台，其特征在于：所述电子线路板上设置有传感器数据采集接口模块(6)和键盘模块(17)，所述传感器数据采集接口模块(6)与ADC转换模块(7)相接，所述键盘模块(17)的输出端与FPGA开发板(1)的输入端相接。3.按照权利要求1或2所述的一种可组式FPGA实验平台，其特征在于：所述视频数模转换模块(19)包括芯片ADV7123和VGA接口，所述芯片ADV7123的第1引脚、第2引脚、第14引脚、第15引脚、第25引脚、第26引脚、第27引脚、第31引脚、第33引脚、第39引脚和第40引脚均接地，所述芯片ADV7123的第3引脚～第12引脚、第16引脚～第24引脚以及第41引脚～第48引脚均与FPGA开发板(1)相接，所述芯片ADV7123的第13引脚、第29引脚和第30引脚均与3.3V电源输出端相接，所述芯片ADV7123的第28引脚分两路，一路和VGA接口的VGA-B引脚相接，另一路经电阻R6接地；所述芯片ADV7123的第32引脚分两路，一路和VGA接口的VGA-G引脚相接，另一路经电阻R5接地；所述芯片ADV7123的第34引脚分两路，一路和VGA接口的VGA-R引脚相接，另一路经电阻R...

【专利技术属性】
技术研发人员：王媛媛，刘宁庄，程振华，李根，刘帅，赵子涵，袁贵杨，李卓超，伍凤娟，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61