EDA教学实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开EDA教学实验装置，设置FPGA模块、蜂鸣模块、矩阵键盘模块、拨码开关模块、显示模块、串行通讯模块、模数转换模块、数模转换模块、实时时钟模块、I

【技术实现步骤摘要】
EDA教学实验装置
本技术涉及教学实践装置，具体涉及EDA教学实验装置。
技术介绍
电子设计自动化(EDA)是电子信息工程、通信工程和电子科学与技术等专业的一门非常重要的专业技术课程。它是一门实践性非常强的课程，EDA实验对帮助学生掌握现代数字系统设计方法、提高分析问题解决问题的能力、培养学生工程素质和创新意识等具有非常重要的意义。高校毕业生对EDA的认知大多停留在理论学习，而实践能力较为欠缺。高校中的EDA实验装置，通常是设计简单电路，通过万用表测量相应的输入输出信号，来判断设计的电路是否符合设计要求，其缺点在于设计结构简单，不能触类旁通，难以在提升硬件设计能力的同时，提升排故能力以及软件设计能力。
技术实现思路
本技术提供EDA教学实验装置，解决现有技术存在的不能有效提高学生实践能力的问题。本技术通过以下技术方案解决上述问题：EDA教学实验装置，包括FPGA模块、蜂鸣模块、矩阵键盘模块、拨码开关模块、显示模块、串行通讯模块、模数转换模块、数模转换模块、实时时钟模块、I2C存储器、电机驱动模块、图像采集模块、SDRAM模块、配置模块；所述蜂鸣模块的输入端与FPGA模块连接；所述矩阵键盘模块的输出端与FPGA模块连接；所述拨码开关的输出端与FPGA模块连接；所述显示模块与FPGA模块连接；所述串行通讯模块与FPGA模块连接；所述模数转换模块将外部模拟信号转换为数字信号输入至FPGA模块；所述数模转换模块将FPGA输出的数字信号转换为数字信号输入至外部电路模块；所述实时时钟模块与FPGA模块连接；所述I2C存储器与FPGA模块连接；所述电机驱动模块的控制端与FPGA模块连接；所述图像采集模块与FPGA模块连接；所述SDRAM模块与FPGA模块连接；所述配置模块与FPGA模块连接。进一步地，还包括扩展接口转换模块；所述FPGA模块通过扩展接口转换模块与蜂鸣模块、矩阵键盘模块、拨码开关模块、显示模块、串行通讯模块、模数转换模块、数模转换模块、实时时钟模块、I2C存储器以及电机驱动模块连接。进一步地，还包括流水灯模块；所述流水灯模块与FPGA模块连接。进一步地，还包括VGA模块；所述VGA模块与FPGA模块连接。进一步地，还包括温度检测模块；所述温度检测模块的输出端与FPGA模块连接。进一步地，还包括超声波测距模块；所述超声波测距模块与FPGA模块连接。进一步地，还包括USB模块；所述USB模块与FPGA模块连接。与现有技术相比，具有如下特点：1、设置FPGA模块、蜂鸣模块、矩阵键盘模块、拨码开关模块、显示模块、串行通讯模块、模数转换模块、数模转换模块、实时时钟模块、I2C存储器、电机驱动模块、图像采集模块、SDRAM模块、配置模块等，学生可选择上述全部或部分模块进行电路设计，达到实验目的，进行电路设计时，不仅可以锻炼硬件设计能力，还能以不同的软件、不同的语言对硬件实现相同的控制和处理，调试过程还能锻炼排故能力，学生还可根据需求设置相应的上位机，能有效提高学生的实践能力；2、设置扩展接口转换模块，使得FPGA模块与其它模块分离，后续实验过程，可能需更换或更新FPGA芯片，这种分离设置，有利于实现更换和更新，更有助于延长本装置的使用期限，还能为学生扩展其它底板提供便利。附图说明图1为本技术结构原理框图。图2为数字电子时钟实验的原理框图。图3为密码锁实验的原理框图。图4为图像采集显示实验的原理框图。具体实施方式以下结合实施例对本技术作进一步说明，但本技术并不局限于这些实施例。EDA教学实验装置，包括FPGA模块、蜂鸣模块、矩阵键盘模块、拨码开关模块、显示模块、串行通讯模块、模数转换模块、数模转换模块、实时时钟模块、I2C存储器、电机驱动模块、图像采集模块、SDRAM模块、配置模块；所述蜂鸣模块的输入端与FPGA模块连接；所述矩阵键盘模块的输出端与FPGA模块连接；所述拨码开关的输出端与FPGA模块连接；所述显示模块与FPGA模块连接；所述串行通讯模块与FPGA模块连接；所述模数转换模块将外部模拟信号转换为数字信号输入至FPGA模块；所述数模转换模块将FPGA输出的数字信号转换为数字信号输入至外部电路模块；所述实时时钟模块与FPGA模块连接；所述I2C存储器与FPGA模块连接；所述电机驱动模块的控制端与FPGA模块连接；所述图像采集模块与FPGA模块连接；所述SDRAM模块与FPGA模块连接；所述配置模块与FPGA模块连接。FPGA为Altera公司的专用配置PROM芯片EPCS4，以实现加电自动配置，可通过JTAG模式下载设计程序，核心板把I/O口全部引出，便于学生进行电路设计。FPGA模块采用5V输入，设有两块LM317电源芯片，分别输出3.3V和1.5V电压，还设有50MHz有源晶振，满足高速设计要求。蜂鸣模块主要含有蜂鸣器，蜂鸣器接收FPGA模块的控制信号，发出不同的声音，在电路设计中用作提示、报警。矩阵键盘模块含至少1组4*4矩阵键盘，学生可根据需求组件8*8、16*16等矩阵键盘，通过利用矩阵键盘模块，学生对键盘扫描原理、键盘电路和键值读取等有更深入的理解。拨码开关模块包含有多路拨码开关，学生进行电路设计时，可通过多路拨码开关切换通路。显示模块板含有液晶显示电路和数码管显示电路，学生可通过选择数字显示和数码显示的方式，对液晶显示器和数码管进行了解。串行通讯模块为RS232串口电路，电路设计获取的数据、信号可通过RS232串口电路输入至上位机，学生可练习通讯原理和上位机的设计。模数转换模块为双通道高速12位AD转换电路，主要由两片12位40MSPS的AD9220高速模/数转换芯片组成，可以满足高速数据采集与处理的设计要求，学生可以通过FPGA核心模块板来完成对双路AD转换的时序控制、数据的实时处理以及波形的存储。数模转换模块为双通道高速12位DA转换电路，主要由两片14位105MSPS的AD9764高速数/模转换芯片组成，可以满足对于高速信号产生的设计要求，学生可以借助FPGA模块板，利用DDS技术实时产生点频、线性调频、ASK、FSK等各种形式的数字信号，并通过控制高速DA转换来得到所需的模拟信号。实时时钟模块为，即RTC，用内置晶振或外置晶振的方式进行电路设计，组成可生成脉冲的时钟电路，用于为后续电路提供稳定的时钟信号。I2C存储器用于存储数据。I2C总线是PHLIPS公司推出的一种串行总线，是具备多主机系统所需的包括总线裁决和高低速器件同步功能的高性能串行总线。学生通过I2C存储器的实用，可锻炼对数据线、时钟线的操作，提升对I2C存储器的读、写理解。电机驱动模块接收FPGA模块的控制信号，驱动外部步进电机。该模块可由本技术提供，也可由学生自行开发。图像采集模块主要为OV7670图像传感器，体积小、工作电压低。OV7670图像传感器输出图像数据到FPGA模块进行接收处理，可使用VerilogHDL语言编写程序模块处理。SDRAM模块为串行Flash配置芯片是FPGA模块和NIOSII软件程序的存储芯片。SDRAM模块是64Mbit，型号为SAMSUNG公司生产的K4S641632K,实验证明,当时钟频率达到120Mhz时，本技术可以平稳运行。进一步包括扩展本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.EDA教学实验装置，其特征在于：包括FPGA模块、蜂鸣模块、矩阵键盘模块、拨码开关模块、显示模块、串行通讯模块、模数转换模块、数模转换模块、实时时钟模块、I2C存储器、电机驱动模块、图像采集模块、SDRAM模块、配置模块；所述蜂鸣模块的输入端与FPGA模块连接；所述矩阵键盘模块的输出端与FPGA模块连接；所述拨码开关的输出端与FPGA模块连接；所述显示模块与FPGA模块连接；所述串行通讯模块与FPGA模块连接；所述模数转换模块将外部模拟信号转换为数字信号输入至FPGA模块；所述数模转换模块将FPGA输出的数字信号转换为数字信号输入至外部电路模块；所述实时时钟模块与FPGA模块连接；所述I2C存储器与FPGA模块连接；所述电机驱动模块的控制端与FPGA模块连接；所述图像采集模块与FPGA模块连接；所述SDRAM模块与FPGA模块连接；所述配置模块与FPGA模块连接。

【技术特征摘要】
1.EDA教学实验装置，其特征在于：包括FPGA模块、蜂鸣模块、矩阵键盘模块、拨码开关模块、显示模块、串行通讯模块、模数转换模块、数模转换模块、实时时钟模块、I2C存储器、电机驱动模块、图像采集模块、SDRAM模块、配置模块；所述蜂鸣模块的输入端与FPGA模块连接；所述矩阵键盘模块的输出端与FPGA模块连接；所述拨码开关的输出端与FPGA模块连接；所述显示模块与FPGA模块连接；所述串行通讯模块与FPGA模块连接；所述模数转换模块将外部模拟信号转换为数字信号输入至FPGA模块；所述数模转换模块将FPGA输出的数字信号转换为数字信号输入至外部电路模块；所述实时时钟模块与FPGA模块连接；所述I2C存储器与FPGA模块连接；所述电机驱动模块的控制端与FPGA模块连接；所述图像采集模块与FPGA模块连接；所述SDRAM模块与FPGA模块连接；所述配置模块与FPGA模块连接。2.根据权利要求1所述的EDA...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德明，
申请(专利权)人：广西师范大学，
类型：新型
国别省市：广西,45