專利名稱：一種fpga實驗開發(fā)板的制作方法
技術領域：
—種FPGA實驗開發(fā)板技術領域[0001]本實用新型屬于實驗設備技術領域，尤其是涉及一種FPGA實驗開發(fā)板。
背景技術：
[0002]隨著計算機技術和半導體技術的迅猛發(fā)展，單片機等嵌入式微控制器在各個領域 取得了廣泛的應用。FPGA微處理器已廣泛應用于無線產(chǎn)品、PDA、GPS、消費電子、汽車電子、 工業(yè)控制、醫(yī)療產(chǎn)品、智能卡等領域。傳統(tǒng)的FPGA實驗箱將所有的模塊集合在一塊電路板 上，在學生進行實驗時只需根據(jù)實驗手冊進行簡單操作即可，而且，只能將自己編好的程序 加載到FPGA實驗箱中的微處理器上進行實驗，學生只會對程序進行修改，但不能很好的了 解硬件電路的連接關系，也不能很好地理解軟件和硬件之間的聯(lián)系，所以不利于掌握這門 技術，也不利于學生實際動手能力的培養(yǎng)。實用新型內(nèi)容[0003]本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術中的不足，提供一種FPGA 實驗開發(fā)板，其結(jié)構(gòu)簡單，設計合理，接線方便，使用靈活方便，有利于學生迅速掌握當前飛 速發(fā)展的FPGA微處理器技術，實現(xiàn)成本低且使用效果好，便于推廣使用。[0004]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是一種FPGA實驗開發(fā)板，其 特征在于包括FPGA最小系統(tǒng)、總線接口、輸入設備、輸出設備和為各用電單元供電的電源 電路，所述FPGA最小系統(tǒng)包括微處理器以及與微處理器相接的晶振電路、復位電路、JTAG 接口電路、ASP接口電路和測試電路，所述總線接口包括與微處理器相接的PS/2接口和 RS-232總線接口，所述輸入設備包括與微處理器的輸入端相接的4X4矩陣鍵盤和獨立按 鍵，所述輸出設備包括與微處理器的輸出端相接的數(shù)碼管和VGA顯示器。[0005]上述的一種FPGA實驗開發(fā)板，其特征在于所述微處理器為Cyclone系列的FPGA 器件。[0006]上述的一種FPGA實驗開發(fā)板，其特征在于所述微處理器為芯片EP1C3T144C8N。[0007]上述的一種FPGA實驗開發(fā)板，其特征在于所述測試電路為LED燈。[0008]上述的一種FPGA實驗開發(fā)板，其特征在于所述電源電路上連接有USB接口。[0009]上述的一種FPGA實驗開發(fā)板，其特征在于所述獨立按鍵由兩個按鍵組成。[0010]上述的一種FPGA實驗開發(fā)板，其特征在于所述數(shù)碼管和VGA顯示器均通過 IDClO連接線與微處理器的輸出端相接。[0011]本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點[0012]1、本實用新型電路結(jié)構(gòu)簡單，設計合理，接線方便。[0013]2、本實用新型既可以加工成成品直接提供給學生使用，也可以制作成開發(fā)板套件 提供給學生學習使用，開發(fā)板套件由本實用新型的電路圖、印制好的PCB板和PCB板上需要 焊接的元器件構(gòu)成，使用靈活方便。[0014]3、使用本實用新型進行實驗，學生既能夠掌握FPGA實驗開發(fā)板的電路連接，又能夠掌握FPGA編程，能夠很好的了解硬件電路的連接關系以及軟件和硬件之間的聯(lián)系，有利于學生迅速掌握這門技術，也利于學生實際動手能力的培養(yǎng)。[0015]4、本實用新型的實用性強，較之傳統(tǒng)的實驗箱實現(xiàn)成本低且使用效果好，便于推廣使用。[0016]綜上所述，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，設計合理，接線方便，使用靈活方便，有利于學生迅速掌握當前飛速發(fā)展的FPGA微處理器技術，實現(xiàn)成本低且使用效果好，便于推廣使用。[0017]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。


[0018]圖1為本實用新型的電路原理框圖。[0019]附圖標記說明[0020]I—FPGA最小系統(tǒng)；1-1 一微處理器；1-2—晶振電路；[0021]1_3一復位電路；1-4一 JTAG接口電路;1-5—ASP 接口電路；[0022]1_6一測試電路；2—總線接口；2-1—PS/2 接口 ；[0023]2-2—RS-232 總線接口;3一輸入設備；3-1—4 X 4矩陣鍵盤；[0024]3-2一獨立按鍵；4一輸出設備；4-1 一數(shù)碼管；[0025]4—2—VGA顯不器；5—電源電路；6 — USB 接口。
具體實施方式
[0026]如圖1所示，本實用新型包括FPGA最小系統(tǒng)1、總線接口 2、輸入設備3、輸出設備4和為各用電單元供電的電源電路5，所述FPGA最小系統(tǒng)I包括微處理器1-1以及與微處理器1-1相接的晶振電路1-2、復位電路1-3、JTAG接口電路1_4、ASP接口電路1_5和測試電路1-6，所述總線接口 2包括與微處理器1-1相接的PS/2接口 2-1和RS-232總線接口2-2，所述輸入設備3包括與微處理器1-1的輸入端相接的4X4矩陣鍵盤3-1和獨立按鍵3-2，所述輸出設備4包括與微處理器 1-1的輸出端相接的數(shù)碼管4-1和VGA顯示器4_2。[0027]本實施例中，所述微處理器1-1為Cyclone系列的FPGA器件。具體地，所述微處理器1-1為芯片EP1C3T144C8N。所述測試電路1_6為LED燈，用于測試FPGA最小系統(tǒng)I是否能夠正常工作。所述電源電路5上連接有USB接口 6，這樣使得本實用新型既可以采用 5V直流電源供電，也可以采用USB線纜連接電腦的USB接口進行供電，使用靈活方便。所述獨立按鍵3-2由兩個按鍵組成。所述數(shù)碼管4-1和VGA顯示器4-2均通過IDClO連接線與微處理器1-1的輸出端相接。[0028]具體實施時，所述電源電路5由用于將5V電壓轉(zhuǎn)換成3. 3V電壓的3. 3V降壓電路和用于將3. 3V電壓轉(zhuǎn)換成1. 5V電壓的1. 5V降壓電路構(gòu)成，具體地，3. 3V降壓電路可以采用芯片ASM1117-3. 3來實現(xiàn)，1. 5V降壓電路可以采用芯片ASM1117-1. 5來實現(xiàn)。本實用新型中，芯片EP1C3T144C8N由1. 5V降壓電路和3. 3V降壓電路共同供電，其余用電單元均由 3. 3V降壓電路供電。[0029]本實用新型使用時，實驗老師可以提供開發(fā)板套件給學生，套件包括本實用新型的電路圖、印制好的PCB板和PCB板上需要焊接的元器件，即構(gòu)成本實用新型中各功能單元的元器件。學生拿到開發(fā)板套件后，可以先學習電路圖，然后根據(jù)電路圖中的連接關系將元器件焊接在PCB板上，這樣就完成了本實用新型的制作。制作完成后，學生可以通過測試電 路1-6測試本實用新型的核心，即FPGA最小系統(tǒng)I是否能夠正常工作，當FPGA最小系統(tǒng)I 能夠正常工作時，學生便可以根據(jù)具體的課程內(nèi)容，將自己編好的程序加載到微處理器1-1 上進行實驗，學習4X4矩陣鍵盤3-1和獨立按鍵3-2的使用，學習數(shù)碼管4-1和VGA顯示 器4-2的使用，并學習PS/2接口 2-1和RS-232總線接口 2_2的使用。[0030]使用本實用新型進行實驗，學生既能夠掌握FPGA實驗開發(fā)板的電路連接，又能夠 掌握FPGA編程，有利于學生迅速掌握當前飛速發(fā)展的FPGA微處理器技術，必將使學生在未 來的工作中能夠迅速進入角色。[0031]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根 據(jù)本實用新型技術實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍 屬于本實用新型技術方案的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種FPGA實驗開發(fā)板，其特征在于包括FPGA最小系統(tǒng)(I)、總線接口(2)、輸入設備(3)、輸出設備(4)和為各用電單元供電的電源電路(5)，所述FPGA最小系統(tǒng)(I)包括微處理器(1-1)以及與微處理器(1-1)相接的晶振電路(1-2)、復位電路(1_3)、JTAG接口電路 (1-4)、ASP接口電路(1-5)和測試電路(1-6)，所述總線接口(2)包括與微處理器(1_1)相接的PS/2接口(2-1)和RS-232總線接口(2_2)，所述輸入設備(3)包括與微處理器(1_1) 的輸入端相接的4X4矩陣鍵盤(3-1)和獨立按鍵(3-2)，所述輸出設備(4)包括與微處理器(1-1)的輸出端相接的數(shù)碼管(4-1)和VGA顯示器(4-2)。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種FPGA實驗開發(fā)板，其特征在于所述微處理器(1-1)為 Cyclone系列的FPGA器件。
3.按照權(quán)利要求2所述的一種FPGA實驗開發(fā)板，其特征在于所述微處理器(1-1)為芯片 EP1C3T144C8N。
4.按照權(quán)利要求1所述的一種FPGA實驗開發(fā)板，其特征在于所述測試電路(1-6)為 LED 燈。
5.按照權(quán)利要求1所述的一種FPGA實驗開發(fā)板，其特征在于所述電源電路(5)上連接有USB接口(6)。
6.按照權(quán)利要求1所述的一種FPGA實驗開發(fā)板，其特征在于所述獨立按鍵(3-2)由兩個按鍵組成。
7.按照權(quán)利要求1所述的一種FPGA實驗開發(fā)板，其特征在于所述數(shù)碼管(4-1)和VGA 顯示器(4-2)均通過IDClO連接線與微處理器(1-1)的輸出端相接。
專利摘要本實用新型公開了一種FPGA實驗開發(fā)板，包括FPGA最小系統(tǒng)、總線接口、輸入設備、輸出設備和為各用電單元供電的電源電路，所述FPGA最小系統(tǒng)包括微處理器以及與微處理器相接的晶振電路、復位電路、JTAG接口電路、ASP接口電路和測試電路，所述總線接口包括與微處理器相接的PS/2接口和RS-232總線接口，所述輸入設備包括與微處理器的輸入端相接的4×4矩陣鍵盤和獨立按鍵，所述輸出設備包括與微處理器的輸出端相接的數(shù)碼管和VGA顯示器。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，設計合理，接線方便，使用靈活方便，有利于學生迅速掌握當前飛速發(fā)展的FPGA微處理器技術，實現(xiàn)成本低且使用效果好，便于推廣使用。
文檔編號G09B23/18GK202887556SQ201220504928
公開日2013年4月17日 申請日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者柴鈺, 景寧波, 張肖波, 王沙沙 申請人:西安科技大學