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1、第五章实验平台概述一、数字系统设计实验平台以高速SoC单片机C8051F360和FPGAEP2C8T144 为核心，主要包括哪些模块。表字1数字系统设计实验平台的主要配置型号名称主要配置备注EZ-001MCU模块SoC 单片机 C8051F360、CPLD 芯片 EPM3064ATC44EZ-002FPGA模块EP2C8T144.串行配置芯片、JTAG和AS配置接口EZ-003LCD和键盘模块HS12864中文液晶（含中文字库）和16个按键EZ-0048位高速A/D模块30MHz 8位A/D转换器ADS930、信号调理电路EZ-00510位高速D/A模块双路100MHz 10位D/A转换器TH
2、S5651、差分放大电路、反相 放大电路EZ4XJ6反码显示和温度检测模块4位数码管、LED显示器、DS1624温度传感器EZ-007量SRAM模块512Kx 8 位 SRAM 芯片 IS61WV5128EZ-008音频如拾音需 放大电路、4阶有源带通漉波器做在一块电路 板EZC809上EZ-009音频块4阶有源带通滤波器（300Hz3.4kilz）、音频功放LM386、8Q/05W 扬声器二、I/O端口初始化包括哪些步骤。I/O端口初始化包括下面步骤：使用端口输入方式寄存器PnMDIN,选择所有端口的输入模式（模拟或数字）。用于电 压比较器、A/D模拟量输入、D/A输出、外部晶振输入、外部参
3、考电压输入对应的引脚必须 设置为模拟量输入。使用端口输出方式配置寄存器PnMDOUT,选择所有端口的输出模式 （漏极开路还是推拉式输出）。一般模拟量输入引脚、数字量输入引脚需要漏极开路输出的I/O 引脚，需设置为漏极开路输出。使用端口跳过寄存器PnSKIP,选择需要跳过的JO引脚。 使用XBRn选择内部数字资源。使能交叉开关（XBRAE=1）。三、在编写初始化程序时，应注意哪些。由于C8051F360的SFR比MCS-51单片机多，MCS-51单片机指令无法识别增加的SFR, 为此C8051F360厂商提供了所有SFR及相应位的地址定义文件，用户只需在程序前面加 “ #include” 语句即
4、可。由于SFR的数量较多，C8051F360采用了 SFR分页机制，允许将很多SFR映射到 80HFFH内部存储器地址空间。C8051F360使用两个SFR页：0和F页。使用SFR页面寄 存器SFRPAGE扩展了 SFR页。在设计初始化程序时，要先确定SFR所在的页（参照第13 章中各SFR的定义），再对相应寄存器设置初始化参数。C8051F360执行以上初始化函数后，实现表5-7所示的状态，之后就可以与MCS-51单 片机一样使用了。四、请简单说明QuartusH的测试原理和测试方法。原理：利用QuartusII软件在FPGA内部配置两个简单计数器(分频电路)，使FPGA的 每个10引脚产生
5、不同频率的方波信号，以测试FPGA模块的JTAG配置接口、时钟电路、 I/O引脚工作是否正常。外部有源晶振产生的50MHz时钟经分频电路后，得到各分频频率 并输出到各I/O引脚，用示波器测试11/0引脚，正常工作时相邻10引脚的方波频率按二分 频递减。方法：(1)建立工作文件夹即设计项目(2)输入测试电路逻辑设计(3)项目编译(4)引脚锁定(5)编程下载五、HS12864内置3种类型的字库以及内置3种不同类型的RAM分别是什么。HS12864内置3种类型的字库汉字字库。HS12864提供8192个16X16点阵的中文字形，汉字字形点阵数据存放在 2MB的中文字形ROM(CGROM)中。西文字符
6、字库.HS12864提供128个16X8点阵的西文字形，其点阵数据存放在16KB 半宽字形ROM(HCGROM)中。自造汉字字库。为了显示汉字字库中没有的生僻汉字或特殊符号，允许用户自行设计 4个16X16点阵的汉字或符号。将每个自造汉字的32B点阵数据存入CGRAM,即可建立 一个自造汉字。HS12864内置3种不同类型的RAM显示数据 RAM(DisplayDataRAM, DDRAM).自造汉字库 RAM(CharacterGeneratorRAM, CGRAM)。图形显示 RAM(GraphicDisplayRAM, GDRAM)。六、对A/D转换器的选择主要考虑哪几个方面的技术指标。
7、1 .转换速率A/D转换速率取决于模拟信号的采样频率。采样频率必须满足采样定理，即采样频率至 少是被测信号最高频率的2倍以上。2 .量化位数AD转换过程中不可避免地存在量化误差，量化误差取决于量化位数。n位的A/D转换 器，其量化误差为1/2用位数越多，量化误差越小。高质量的CD采用16位转换器，BZ-003 模块采用8位AD转换器。3 .输入信号的电压范围AD转换器对输入模拟信号的电压范围有严格的要求，输入模拟信号电压只有在A/D转 换器的满量程输入电压范围，才能得到线性的数字量。另外，被测信号的电压最大值在满量 程时才能得到所有量化位数的精度。例如，AD转换器的满量程电压为5V,量化位数为
8、8 位。4 .参考电压A/D转换的过程就是不断将被测模拟信号的电压与参考电压VREP相比较的过程，参考 电压的准确度和稳定度与转换精度直接相关。一般选用芯片内部含有参考电压源的AD转换 器，可以简化电路设计，否则应采用外部基准电压源作为参考电压。5 .逻辑接口及电平AID转换器工作时一般由单片机或FPGA控制，因此，选择A/D转换器时，应考虑接 口的方便性和逻辑电平的兼容性。EZ004模块采用Cyclonell系列FPGA对AD转换器进行 控制，由于CyclonelH系列FPGA为3V器件，因此，应采用与3V器件兼容的AD转换器。七、请说明EZ-008模块的调试步骤。将JUMPER上的短路块去除，用信号发生器输出的正弦信号（Vpp设为2V）从J1接口输 入,用示波器观测J3接口的输出信号，将正弦信号的频率从100Hz增加到5kHz,观察输出 信号的幅值变化，应符合带通滤波器的幅频特性。JUMPER加上短路块，用示波器观测J3接口 Vout点的信号波形，用手机对准拾音器播 放音乐，能观测到声音信号波形，通过调整电位器PR1调节差分放大器的增益，使声音信 号的Vpp为03 V。