数字电子系统设计（CPLD）实验指导书 目 录第一部分CPLDEE实验开发系统及配套软件简介第壱节 CPLDEE 实验开发系统简介第弐节 CPLDDN 下载软件简介第二部分 数字电子系统设计实验实验一 简单逻辑电路设计与仿真实验二 译码与寄存器电路设计与仿真实验三 全加器设计、仿真与下载实验四 分频程序设计与 12 归 1 电路实验五 利用硬件描述语言进行数字钟设计实验六 串形扫描显示电路设计实验七 BCD 码转换电路设计实验八 数据采集与显示电路设计实验九 LPM 使用及 8 ＊ 8 乘法器的设计实验十 CPLD 间串行通信（单工）综合实验一 数字系统设计与单片机接口实验一综合实验二 数字系统设计与单片机接口实验二综合实验三 数字系统设计与单片机接口实验三综合实验四 数字系统设计与单片机接口实验四综合实验五 数字系统设计与单片机接口实验五综合实验六 CPLD 与计算机双工串行通信实验综合实验七 CPLD 与计算机并行口通信实验第一部分 CPLDEE实验开发系统及配套软件简介第壱节CPLDEE实验开发系统简介 目前，随着大规模可编程器件在市场上的应用越来越广泛，各高校都相继开出了这门课程，为了配合高校EDA技术的教学、实验以及科研人员的设计开发，我们推出了CPLDEE--4系列实验开发装置。本实验装置是在世界银行贷款招标标书要求的基础上设计并有所突破，广泛适用于教学和科研，面向本科教育、研究生教育及科研开发。1.系统基本特征


预留一个40PIN的扩展槽，用以与外围电路的
联接。2.本实验箱可
完成的实验本实验箱用
作数字系统设计实验。可
完成的基础实验：各
种传统数字电路实验AHDL、VHDL、VERILOG语言描述数据显示译码设计语言描述设计加法器，乘法器，计数器，数字钟，分频器，数字频率
计等常用的数字实验键盘
去抖与译码实验状态
机设计实验A/D、D/A转换可编程
仪用放大器，通用放大器可编程模拟
滤波器可
完成的较复杂实验复杂
数字电路实验，如八位BCD转换、20位以内乘法器等数据采集与显示（可配合MAX196进行12路的A/D采
样）用
内部EAB技术实现各种数学函数运算。PC机与CPLD之
间的串行及并行通信单片机与CPLD之
间的异步串行通信
配备：本实验箱配有三家公司（altera低电压1k系列（3万门以上）、lattice的ispLSI1032E—70LJ84、xilinx的xc95108系列）芯片下载板，适用范围广泛。资源：芯片门数最多达到10万门（ACEX1K100），管脚可达208脚。编辑方式有图形编辑，文本编辑，波形编辑，混合编辑等方式， 硬件描述语言有AHDL，VHDL，Verilog-HDL等语言。主板功能：配有模拟可编程器件ispPAC器件系列，突破传统的EDA实验箱一般只做数字电路实验的模式，用户可以在实验箱上通过的模拟可编程器件进行模拟电子的开发训练。实验箱配有10个数码管，（包括6个并行扫描数码管和4个串行扫描数码管）。１６个数据开关，4个脉冲开关，数据开关和脉冲开关可配合使用，也可单独使用。A／D转换，采用双AD转换，有常规的8位A／D转换器ADC0809，还可以适配位数较高，速度较快的12位A／D转换器MAX196。D／A转换器，采用学生所熟知的芯片DAC0832.通用小键盘，本实验箱提供16个微动开关（4X4），可通他们方便的进行人机交互。单片机扩展槽，由于实验箱上的所有资源（如数码管、数据开关、小键盘等）都可以借用，因此通过此扩展槽可以开发单片机及单片机接口实验。外围扩展口，为了便于开发，本实验箱还


间的串、并行通信单片机课程的各
种实验 工
业控制用微处理器方案其实现。3.利用本实验箱可开发的实验由于本实验箱设计
考虑周全，因此，除了能完成数字系统的实验外，还可以开发使用单片机实验，模拟电子实验，通信
原理实验、计算机组成原理等一系列学科的实验，体现
出很强的开发性ASK、FSK、PSK调制
与解调实验通过单片机扩展口与单片机开发机配合，本实验箱
中的所有资源都可以被
单片机借用，可以完成单片机课程中复杂的实验。可以开发单片机接口实验，利用
已开发成功的模块如8255、8155、8279等进行进行各
种单片机接口实验。利用四
型实验/开发系统可以很方便进行单片机、CPLD及单片机CPLD综合工
业设计。计算机
组成原理的大部分的实验可以利用本系统完成。4.详细
的管脚说明下面
详细的介绍有关电路组成：（1）
时钟源本实验器CPLD芯片由4０M晶振
提供振荡频率，接与P183管脚，同时还有4M(可分频至1000Hz)接在CPLD的
对应管脚P184管。为了方便操作，还为系统提供了约1Hz—1MHz连续可
调的时钟信号，接至CPLD的P78脚，通过调节短路夹J1和J2来改变其输出频率值。11.0592M(或)的
时钟信号接于CPLD的80脚(P80)。 （2）
输入开关本实验器
中的开关设计新颖独特，有创意，与一般电路中的开关设计不同。本实验器中有１６个数据开关（SW1——SW16），4个脉冲开关（KP1——KP4）。在通常
状态下数据开关和脉冲开关为低电
平。数据开关和脉冲开关可配合使用，也可单独使用。若二者配合使用，在数据开关为低电
平时，按下脉冲开关则产生一个高脉冲；在数据开关为高电平时，按下脉冲开关
则产生一个低脉冲。其中
１６个数据开关与CPLD的管脚的连接情况依次为:SW1-P94，SW2-P95，SW3-P96，SW4-P97，SW5-P99，SW6-P100，SW7-P101，SW8-P102，SW9-P103，SW10-P104，SW11-P111，SW12-P112，SW13-P113，SW14-P114，SW15-P115，SW16-P116。
同时与数据开关和CPLD相应
引脚相连的还有16个LED显示管，可以作为输出使用。在作为输出时，不论
数据开关和脉冲开关为高电平还是低电平，均不影响其状态。 脉冲开关（KP1——KP4）与CPLD的管脚的
连接情况依次为P94,P95,P96, P97与数据开关SW1—SW4复
用CPLD管脚。脉冲开关经RS触发器去抖动之后，便可实现在数据开关为高电平时产
生一个负脉冲，在数据开关为低电平时产生一个正脉冲。此电路极适合作计数器，暂存器的脉冲
输入、分析测试观察用。 （3）数码管显示
CPLD与CPLD之


共阴极８段LED显示。其中SEG1——SEG2采用
静态显示方式，SEG3——SEG10采用动态扫描显示方式。数码管SEG1——SEG10与CPLD的
对应管脚接法为：SEG1(a,b,c,d,e,f,g,p)——P142,P143,P144,P147,P148,P149,P150,P157SEG2(a,b,c,d,e,f,g,p)——P158,P159,P160,P161,P162,P163,P164,P166其中SEG1、SEG2的
８段LED显示输入端分别与８个LED管相连且同时显示。SEG3——SEG6的
共阴公共端G经反向器分别与CPLD的对应管脚 170,P172,P173,P174相
连，由其控制实现各位分时选通，动态扫描。SEG3——SEG6(a,b,c,d,e,f,g,p)的各段与CPLD引脚的
对应关系为：P175、P176、P177、P179、P180、P186、P187、P189。SEG7——SEG10的
共阴公共端G经反向器分别与CPLD的对应管脚 190,P191,P192,P193相
连，由其控制实现各位分时选通，动态扫描。SEG7——SEG10(a,b,c,d,e,f,g,p)的各段与CPLD引
脚的对应关系为：P195、P196、P197、P198、P199、P200、P202、P203。（4）A／D转换 本实验器A／D转换采用双AD转换，有8位A／D转换器ADC0809与12位A／D转换器MAX196。
对于ADC0809本实验器只使用了一路模拟量输入IN-1，其余７个模拟量输入端均接到扩展槽COM5。用户可实
现最多7路模拟量分时输入。ADD-A,ADD-B,ADD-C可选择地址，分
别接到CPLD的对应管脚P36,P37,P38 。START（启动信号）与ALE（地址锁存信号）均接到CPLD的
对应管脚P19。时钟CLOCK端接到CPLD的对应管脚P40。EOC（转换结束信号）接到CPLD的
对应管脚P39,Enable对应的管脚P17。8位数字量输出端由低（lsb2－8）到高（msb2－1）分
别接到CPLD的对应管脚P24，P25，P26，P27，P28，P29，P30，P31。
对于MAX196，其VDD接外电源VCC（+5V），WR写端
接与P25，RD读端接与P24，INT端接与P19，6路输入与ADC0809复
用，12位输出（D0—D12）分别接与P26,P27,P28,P29,P30,P31,P36,P37,P38,P39,P40,P41。用户可以随
意的使用任意一种。 （5）D／A转换在主板上在一个D／A转换器，DAC0832，
参考电压为VCC（＋5V），数字量由CPLD输入
到DAC0832的DI0-DI7，与CPLD管脚的对应关系为：P132－DI0，P133－DI1，P134－DI2，P135－DI3，P136－DI4，P139－DI5，P140－DI6，P141－PDI7，P16—CS。模拟
量输
出由J3（COM2）输出。 （6）单片机扩展槽及外扩槽在主板上
留有一个模拟单片机扩展槽，用于CPLD模拟单片机之用，其与CPLD的接口分
别为，—，对应与P44，P45，P46，P47，P53，P54，P55，P56；—，对应与P57，P58，P60，P61，P62，P63，P64，P65；—，
对应与P75，P74，P73，P71，P70，P69，P68，P67；—，
对应与P83，P85，P86，P87，P88，P89，P90，P92；PSEN脚
对应于P93，ALE脚对应与P79；RST脚
对应于P18同时
，为了外扩使用，我们在主板上有一个40PIN的扩展槽COM6（标准的单片机接口）,一个26PIN的扩展槽，
其与CPLD对应的管脚在主板上已标明，此扩展槽可供用户根据自己的需要使用。第弐节