KH-310使用和实验手册

目录

第一部分KH-310使用手册3

第一章产品简介5

1.1应用范畴及特点5

1.2系统结构及规格5

第二章硬件说明7

2.1输入单元7

2.2输出单元10

2.3接口单元14

2.4扩展单元18

2.510区脚位定义21

第三章软件安装25

3.1Max+plusIIV10.1安装25

3.2QuartusII安装31

3.3Programmer驱动安装33

3.4XilinxISE8.1软件安装34

附录：10对照表39

第二部分KH-310实验手册43

实验一基本组合逻辑电路设计45

实验二七段数码管驱动器57

实验三4X4键盘扫描实验72

实验四跑马灯设计81

实验五8X8LED点阵显示89

实验六数字频率计电路设计99

实验七波形发生器实验109

实验八LCD驱动电路设计113

实验九乒乓球实验119

实验十脉冲发生器应用129

实验十一温度控制136

实验十二多功能运算器142

实验十三交通灯设计158

实验十四乐曲演奏电路设计169

实验十五电子琴电路设计183

实验十六电梯控制实验194

实验十七电子钟的设计209

实验十八自动售货机219

实验十九正负脉宽数控调制信号发生228

实验二十步进电机控制231

实验二-1•一直流电机控制237

实验二十二模拟信号处理241

实验二十三FIR电路设计247

实验二十四PS2接口电路设计256

实验二十五VGA实验263

实验二十六嵌入式逻辑分析仪的使用268

实验二十七RS232通信电路设计273

实验二十八MCU程序设计282

实验二十九E2PR0M的读写操作286

第一部分KH・310使用手册

第一章产品简介

1.1应用范畴及特点

KH-310是根据高等院校现代EDA实验教学的要求设计的，同时适合于电子课程设计、大学生也子

设计竞赛等需求。利用本实验系统可以进行CPLD/FPGA逻辑电路和数字信号处理电路的设计，在系统

模拟可编程电路设计，复杂的混合信号处理，以及数字控制的设计。该系统是现代EDA技术理想的实

验与开发平台。

KH-310的优点：

1.应用范畴广，可配置XINLINX,ALTERA,LATTICE等不同厂家的多种CPLD/FPGA芯片；

2.结构科学合理，真正培养动手操作能力和创新能力；

3.数字/模拟可编程器件结合使用，可进行混合信号的处理；

4.引线灵活，可提供最多的扩展10；

5.标准负载模组的接口。

1.2系统结构及规格

该实验系统包含主机、CPLD/FPGA下载板、ispPAC(在系统模拟可编程器件)下载板。主机上包

含多个单元模块电路,CPLD/FPGA和ispPAC下载板可根据需求选配。各功能模块电路可进行灵活搭配，

从而可以完成更多的开发性的实验。

主机单元模块包括：

1.电源单元

(a)3.3V/3A

(b)+5V/5A

(c)-5V/0.3A

(d)12V/2A

(e)-12V/0.3A

2.输入单元

(a)按钮式正负脉冲/高低电平转换输出x4

(b)按钮式触发脉冲x]

(c)8bitDIP开关x3

(d)0.1-40MHZ十组时钟(0.1,1,10,100,IK,10K,100K,IM,I0M,40M)各分别指

拨分段挑选和按钮设定挑选等二组输出

(e)4x4矩阵(扫描)键盘xl

3.输出单元

(a)LEDx32

(b)7段(独立/扫描)显示器x8

(c)128x64LCD字型及绘图显示器x|

(d)8x8点阵彩色显示器xl

(e)米字型显示器xl

(f)扬声器(8Q,0.5W)xl

4.接口单元

(a)USB接口xl

(b)PS/2接口xl

(c)VGAxl(8X8X8阶彩色)

(d)RS-232xl

5.扩展单元

(a)8bitsD/A

(b)8bitsA/D

(c)256KbitsEPROM

(d)模拟可编程器件(ispPAC10/20/80)

(e)单片机

第二章硬件说明

2.1输入单元

1.电源模块

fDCPOWERSUPPLYR63

图2.1.1电源模块

如图2.1.1中直流电源±5V、±12V、都由开关稳压电源供电，3.3V由LM1085提供。D38为电

源指示灯。

电源模块规格：

(a)3.3V/3A

(b)+5V/5A

(c)-5V/0.3A

(d)12V/2A

(e)-12V/0.3A

2.按钮式正负脉冲/高低电平转换输出

PULSI、PULS2、PULS3、PULS4为脉冲发生按钮，通过短路夹J23、J24、J25、J26挑选输出

方式为正脉冲、负脉冲或电平跳转。如图2.1.2,当短路夹J23、J24、J25、J26接到左侧“P”时，输出

正脉冲。

J23、J24的短路夹接到“M”时，输出方式为负脉冲，J25、J26短路右侧时，为电平转换

模式。应用该模块时最好使用消抖电路。

0-0.1HZ5-10KHZ

1-1HZ6-100KHZ

392-10HZ7-1MHZ

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出

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!□®®|Aj/V'v®R42

嵌八八/\<"出R38

nGCLK2EPI4

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PULSI—PtitssrcrS3PULS4e-A/VV-®6>-A7vV-^

R39R45

|电能破锵需锵既侬IZIIRP12

PULSE&CLOCKGENERATOR

图2.1.2脉冲按钮

3.拨码开关

“ON”为高电平，“OFF”为低电平。IO对应见表2.1.3。

右RP7RP9RP1I、

ZI能出破出出||||口阳皱杉的出砥砥锵|||~~I的町出出出破出的|

雷酸密雷图锵锵锵

BBBBBBBBHBHBBBBBBBBBBBBB

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SW3SW45W5

|口留徽既破卷阳卷硼||口雷砥卷*密卷雷砥）|□密&砥国徽国阳阑

iRP6RP'24BITDIPSWRP1°..

0''J

图2.1.3拨码开关

4.时钟单元

^0.1HT^-10KHZ

1-1HZ6\00KHZ

2-10HZ7-岫

BC13-100HZ8-10NHZ

4-1KHZ9-401IZ

PM

nnPn

徽

殷

□0S□缴0

出

殷

.缴

□2L.c3L

PULS1pupu-puS4

PULSE&CLOCKGENERATOR

图2.1.4时钟单元

晶体震荡器U7提供40M时钟脉冲，通过EPM3064分频为0.供z』Hz,10Hz,100Hz,IK,I0K,

100K,IM,10M,40M.十组时钟信号，由指拨旋转开关SW7(GCLK1)挑选输出频率；另外由SW1

(GCLK2)按钮压按循环挑选十段频率输出。SW2(PB/EP14)起拨动开关的作用。

5.4X4键盘

1090、1091、1092、1093为行信号，1094、1095、1096、1097为列信号。而列讯号各接有lOKfi

的电阻。

JP19III

RP13||pHI

KKKKKKKK

oOOOOooo

KEYBOARD99999999

《，01234567

图2.1.5键盘

2.2输出单元

1.LED

1077-1084CT85-CT88

<?□QQOOOQo口。。。。。。□OOOOOO

Ar~~i

咫二二I,lOOOOOOOOOOOCIo

BC9BOOOOOOBC13.QQQQ8BC14辟,T票'MlPQCOOQOOOCd名

U9U13EX01-EX12

EXEXEXEX.EXEXEXEXEXEXEXEX

DlD2D3D4D5D6D7D8D9DIOD11D12D13D14D15DIGD17D18D19D20D21D22D23D24D25D26D27D2$D29D30D31D32D33D34D35D36

史_I______RP2RP3RP4RP5

■OQQQQOCCjLEDDISPLAY■OQCQOQOCI■OOOQOOQQ■OQQQOCQq

图2.2.1LED

IO对照表:

DID2D3D4D5D6D7D8

025026027028029030031032

D9DIODllD12D13D14D15D16

033034035036037038039040

D17D18D19D20D21D22D23D24

041042043044045046047048

D25D26D27D28D29D30D31D32

1077/1078/1079/1080/1081/1082/1083/1084/

EXO1EXO2EXO3EXO4EXO5EXO6EXO7EXO8

1085/1086/1087/1088/

EX09EX010EXO11EXO12

表2.2.1LEDI/O对照表

使用JP28/JP27来对应LEDD25-D36,EXO1-EX12是挑选由IO77-IO88显示或是由

EXO1-EX12来力口以显示，此EXO1-EX12仅在CYCLONE的EP1C6QC240芯片才有可用的I/O

接脚。

2.七段码显示管

DPI〜DP8为共阴七段码显示码，可以以独立及扫描方式显示。如图2.2.2,当需扫描方式

显示时，八个短路夹JP3〜JP10短接到左端“S”(sacn)处，八个八位短路夹分别由JP1和JP2

挑选驱动讯号。扫描挑选由74LS06驱动完成，各信号对应关系见表2.2.2。

*模块8DIGITAL7-SEGMENTDISPLAY.中的“050,051,052,053,054,055,056,057”驱动或是改

由M124,M125,M126,M127,M128,M129,M130,M131等驱动。

厂S058S059S060Sd§LS062S063sosqS弊

P3TTCiJP4<22JT5・TO陋BC8<XK>

JP6KE3JP72JP8K23J?9KSJP10E3H

SGSGSGSGSGSGSGo5■4

o*«2

Q。。。。QQOQ。0000000000Q。。。。OOOOOOOOOOOOOOOo5lIM■.25

OAAA-0R2Khj«6

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OWVOR3o53Ax127

o54Qj128

OAAArOR5o5QN23

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日OVW<JR6o5130

日Q

日E

■OOQBBOAAA^JR?N

。■OOOO■Q0Q0■cocoBo531

■OOQO■QOQ■OOQQI

。OAAA-OR87K

DF'-iDP4DP5DP6DPTDP8

8DIGITAL7-SEGMENTDISPLAY

图2.2.2七段数码管

050051052053054055056057

ABCDEFGDP.

表2.2.2七段数码管I/O对照表

在独立方式下，将七条八位排线从JP3〜JP10接到对应在FPGA定义的引脚上，并把短路

夹J3〜J10接到GND端。

3.LCDM模块

SS16P80DLYG-2K04LCDM模块采用MT7086液晶显示控制驱动器，带有中英文字库,

布局图如下：

图2.2.3LCDM模块

12345678910ii1213141516

asE寸m9

a£sCOGQcaCQ8CQ

>能aaaQaaaa

9oc6cpiE

9599

888ooOooooo

表2.2.3LCDM模块脚位对照表

4.米字管模块

米字管显示器为共阴显示，11脚为公共脚。其布局、脚位对应分别见图2.2.4及表224。

Ta

r

一r密

i->s

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N国i

密

RI5R13R11冷

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冷\"

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I

R18a^

050—057S053—SO65I

P13N

SIXTEENSEGMENTDISPLAYlg

DSP

图224米字管

I23456789101112131415161718

d

CM(N04QzzCMCMda

<<2a5uE6DEHo

_9.652UE

Kgsgsu

8obo88sos0A>OH

表224米字管I/O表

5.8X8X2彩色点阵LED

共阴LEDDOTMATRIX,模块布局见图2.2.5,10对照见表2.2.5。

・•幻

-

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R0SRB+RB3MR9SCO晒2回卷够的筋电酚的

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LEDDOTMATR.A-SD50—SC65-

图2.2.58X8X2点阵LED

12345678910111213141516

C1RC2RC3RC4RC5RC6RC7RC8RCIGC2GC3GC4GC5GC6GC7GC8G

041042043044045046047048050051052053054055056057

SCOSCISC2SC3SC4SC5SC6SC7

SO58SO59SO60SO61SO62SO63SO64SO65

表2.2.58X8X2彩色点阵LED

6.音频功放

如图2.2.6,U5为音频放大器件LM386,电位蒲R26调剂输出功率，JP16为信号输入端，JP6O接扬声器,

也可有插针输出到其它设备。此模块为独立区域，并未与其它的区域连接。

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4C2CleJP60

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PAin.Jfr

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GND^t

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图226音频功放

2.3接口单元

1.USB接口

如图2.3.1为接口单元布局，图2.3.2为USB控制单元布局，驱动控制芯片U16采用PHILIPS

PDIUSB12D。PDIUSB12D支持USB1.1标准，6M时钟供给。JP3O、JP32为USB控制信号及状态信

号接口，J30为USB八位并行数据输入接口。LEDD37为USB器件与主机连接状态指示。当D37连

续亮时，表示连接已建立；当D37闪烁显示时，表示正在接收或发送数据；当其连续暗时，无连接。

图2.3.1USB接口单元

如

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3.VGA接口

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图2.3.4VGAft□

RGB各为3位的8阶颜色组成8X8X8的256色阶的VGA显示接口，对应I/O接口配置如下:

I23456789IOll

g2zCM