基于实验系统采用电路可动态重组的设计方案

　　(2)把基本外设模块、预留扩展接口模块、信号产生和测量连接到单片机模块，实现独立单片机实验平台的功能。

　　(3)把单片机模块与PLD 模块进行连接，再通过PLD 模块连接基本外设模块、预留扩展接口模块等，实现综合实验平台的功能。

　　对用户来说，这些模块之间是直接连接的，用户只能接触到基于动态重组电路之上的各个功能模块。

　　主控电路EPM570T144C5 的具体连接电路如图3所示。

　　1.2 单片机模块

　　单片机模块目前选用器件为SST89E516RD,是SST公司生产的一款基于8051内核一体成型电感器的8位单片机，最大特点是具有在线下载和在线调试功能。其管脚兼容AT89C51,时钟频率0~40 MHz,集成1 KB 片内RAM,64 KB+8 KB 的FLASH E2PROM.此外，单片机模块还配置温度传感器DS18B20,8 KB 串行E2PROMAT24C08.单片机器件通过标准接插件连接到EPM570T144C5N,可根据需要随时更换。

　　1.3 PLD模块该模块可根据需要更换不同的EDA核心板。本实验系统采用自行设计的EDA核心板，选用Altera公司的CycloneⅢ系列EP3C10E144C8,含有10 320个逻辑单元(LE)、46 个M9K 模块、423Mbit 的RAM、以及23 个18×18硬件乘法器、2个PLL、10个Gclks.该EDA核心板还提供8个独立差模电感器按键，1个40 MHz的有源晶振。

　　1.4 其他外围硬件资源

　　在人机交互模块、显示模块、以及矩阵按键模块还提供一些常用的硬件资源，包括：10电感单位位高精度A/D转换器ADS7822、12位高精度D/A转换器TLC5615、8个发光二极管、8个共阴7段数码管、字符液晶1602、带字库点阵液晶12864、蜂鸣器、4×4矩阵按键等。

　　1.5 扩展接口

　　可通过P3、P4两个40针双排插座实现与其他电路的连接，灵活支撑各类设计项目，有利于学生综合、创新能力的训练。

　　图4所示为扩展接口与核心电路EPM570T144C5N的连接示意。

　　2 实验系统模式

　　综合实验系统采用模式化结构，有0~7 共8 个模式，可通过人机交互模一体成型电感器块中的按键S0~S4进行选择。其中模式0~4是单片机模式，模式5~7是可编程逻辑器件模式。不同模式下，电路的结构以及外围硬件资源均有不同。

　　2.1 单片机模式

　　图5 所示为模式0 的电路结构。在模式0 下，发光二极管连接在单片机的P0口，如果P0口相应位是逻辑“1”,则能够点亮对应的发光二极管。需要注意的是，P0口作为普通I/O口使用，需要接上拉电阻，图5仅为电路结构示意，实际电路中连接有5.1 kΩ。在模式0下，4×4矩阵按键不再作为矩阵按键使用，而是取矩阵按键中的K0~K7 作为独立按键连接到单片机的P2 口。该模式下，连接有DS18B20,AT24C08和ADS7822等硬件资源。

　　图6 所示为模式1 的电路结构。在模式1 下，矩阵按键中的K0~K3作为独立按键，连接到单片机的P2.0~P2.3 口。模式1 相对于模式0,增加了LCD1602、TLC5615 以及蜂鸣器。LCD1602 的数据线连接到单片机的P0 口，控制信号RS、RW 和E 分别连接到P2.5 口，P2.6口，P2.7口。为了简化编程，在模式1下，LCD1602被禁止读&电感生产厂家ldquo;忙”.这意味着，如果选用模式1对1602进行操作时，只能通过延时来实现控制。TLC5615的控制信号nCS和SCK分别连接到P3.2口和P3.6口，而串行数据则通过P3.7口进行传输。

　　模式2与模式1基本一致，区别在于将LCD1602换为12864.同样，模式2 也不允许对12864 进行读“忙”

　　操作。

　　模式3是单片机I/O扩展模式，通过P0口和P2口进行I/O扩展;其中P0口用作数据通道，P2口用作控制通道。如：P2.0口用于使能发光二极管，P2.1口用于使能数码管的段选信号，P2.2 口用于使能数码管的位选信号，P2.3和P2.4控制矩阵按键，P2.5和P2.6控制液晶显示器。在模式3下，单片机可以使用实验系统上的所有外围硬件资源。

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