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DICE-E213 EDA/SOPC綜合實驗儀
一、系統簡介
DICE-E213型實驗開發系統是一種經典的、高品質的EDA／SOPC教學與實驗開發平臺。核心板可以根據需求更換，主板提供了豐富的外圍電路模塊，滿足各類實驗和開發需求，為各類院校的教學實驗、課程設計、畢業設計提供了良好的實驗開發環境，也是科研、開發工作者的得力助手。
（1）色彩不僅僅為了美觀
PCB板，元器件，接插件和每個模塊外圍邊框的顏色我們都經過精心選擇和設計，不但使實驗設備整體感覺美觀，有良好的視覺效果，更重要的是從使用者的角度考慮，使得實驗設備上所有實驗模塊分布一目了然，元器件和接插件也能夠通過顏色很容易的區分開，減少連線的復雜度．長期的經驗告訴我們，學校需要耐用，耐臟的機器，不希望2年以后的實驗儀器看起來如同一堆廢品，黑紅灰，經典，耐用。
（2）布局是門藝術活
核心板部分位于實驗箱的中心區域，這樣使得核心板到所有外圍模塊的距離近，縮短了連線長度，增加了電氣連接的可靠性和穩定性．幾個模塊共用一個信號接插件時，我們也通過仔細斟酌，將共用的＂信號接插件＂置于幾個模塊的中心點，而且共用模塊的內部邊框也相應要細一些，這樣用戶很容易找到所需接口的位置．每個模塊的正下方也用比較大的字體標明了該實驗模塊的名稱．
（3）少即是多，經典而不盲從
目前市面上的同類產品一味地追求實驗設備的復雜度，堆砌一堆難得有機會用到的硬件指標，讓人忘而卻步，而卻忽視了用戶的真正需求．我們的產品更強調設備的穩定性，可靠性，實用性和易學性。從細節入手，讓學生和初學者能夠盡快的掌握FPGA/SOPC的基本設計和開發流程．
（4）穩定壓倒一切
實驗設備將所有實驗模塊所需的電源已經內部連好，用戶只要連接所需信號線即可．而且改掉了以前每個信號單獨連接的模式，采用IDC10接口，排線連接，大小減少了連線數量和復雜度．核心板也增加了有機玻璃保護，防止核心模塊人為的靜電損壞．核心模塊所有開放的I/O都增加了限流電阻，增強了核心模塊的安全性和可靠性．
（5）開放從底層做起
該系統采用“主板+適配板（核心板）”的雙板式結構：配置靈活，系統提供良好的混合電壓兼容功能，具備了5V、3.3V、2.5V、1.8V不同芯核電壓，可對不同工作電壓CPLD/FPGA的編程，安全可靠，適合學生高密度的實驗操作。同時主板上還提供了實驗模塊擴展區，解決了實驗系統擴展和升級問題．開放式接口和開放式模塊的設計解決了大部分實驗設備只能完成簡單的驗證性實驗，而不能真正用于課題設計，科研開發和工程測試的難題。
（6）標配USB-Blaster下載器，筆記本臺式機通吃，XP/WIN7全行！
1．支持ALTERA 公司全系列器件，全系列。
CPLD：MAX3000、MAX7000、MAX9000 和MAXII 等
FPGA：Stratix、StratixII、StratxIII、Cyclone、CycloneII、CycloneIII、CycloneIV、ACEX1K、APEX20K 和FLEX10K等。主動串行配置器件：EPCS1、EPCS4、EPCS16、EPCS64等
增強配置器件：EPC1、EPC4 等。
2．支持三種下載模式：AS、PS和JTAG；
3．支持與Nios II 嵌入式軟核處理器的通信和在系統調試，Rev.C版固件！；
4．速度快：比常用的并口下載線ByteBlasterII快6倍；
5．使用方便： MiniUSB接口，連接方便，2個狀態指示燈使調試更加得心應手。
6．必須：目前筆記本電腦幾乎已經淘汰了并口，所以常用得ByteblasterMV和ByteblasterII下載線都已經不能在筆記本上使用，所以對于筆記本用戶來說，選用USB下載線即是方便，更是必須。
7．完全兼容ALTERA USB Blaster ，使用方法、功能和性能都和ALTERA原廠下載線一致。
8、支持WindowsXP,Windows Vista, Windows7(32bit/64bit)系統，USB 2.0 接口；
9、支持Quartus II 版本4.0及其以上版本(目前的是Quartus II12.0).
（7）學以致用，DICE-DAQ數控式創新實驗平臺！
DICE-DAQ數控式創新實驗平臺，是將一些復雜的例如交通燈控制系統、四層電梯控制系統、刀庫捷徑選擇等實驗通過當前流行的二維動畫技術制作出來，借助PC要資源，仿真實物的控制系統。通過USB接口電路，實現CPU（單片機）對虛擬被控對象的控制和雙向通信。該實驗平臺形象生動、可操作性強、可實現復雜的閉環控制，大大提高學生的學習興趣和創新思維。與傳統的實物模型相比：性價比極高、無需后續的保養和維修、使用安全方便。目前該創新實驗平臺有15個典型的系統實驗。上位機仿真界面如下圖所示：
二、系統組成：
?。?）核心模塊： CycloneIV EP4CE6E22C8N適配卡：Altera公司250000門FPGA/SOPC器件，帶配置芯片：EPCS16（16Mbits）
?。?）標配USB-blaster下載電纜。
1．支持ALTERA 公司全系列器件，全系列。 CPLD：MAX3000、MAX7000、MAX9000 和MAXII 等 FPGA：Stratix、StratixII、StratxIII、Cyclone、CycloneII、CycloneIII、CycloneIV、ACEX1K、APEX20K 和FLEX10K等。主動串行配置器件：EPCS1、EPCS4、EPCS16、EPCS64等增強配置器件：EPC1、EPC4 等。
2．支持三種下載模式：AS、PS和JTAG；
3．支持與Nios II 嵌入式軟核處理器的通信和在系統調試，Rev.C新版固件??；
4．速度快：比常用的并口下載線ByteBlasterII快6倍；
5．使用方便： MiniUSB接口，連接方便，2個狀態指示燈使調試更加得心應手。
6．必須：目前筆記本電腦幾乎已經淘汰了并口，所以常用得ByteblasterMV和ByteblasterII下載線都已經不能在筆記本上使用，所以對于筆記本用戶來說，選用USB下載線即是方便，更是必須。
7．完全兼容ALTERA USB Blaster ，使用方法、功能和性能都和ALTERA原廠下載線一致。
8、支持WindowsXP,Windows Vista, Windows7(32bit/64bit)系統，USB 2.0 接口；
9、支持Quartus II 版本4.0及其以上版本(目前是Quartus II12.0).
（3）電氣性能與尺寸重量：
電氣性能與尺寸重量 | |
1 | 輸入電源：AC 220V±10% 50HZ |
2 | 輸出電源：DC 1.8V、2.5V、3.3V、5V、+12V、-12V |
3 | 工作環境：溫度-10~+40攝氏度 相對濕度<85%（25攝氏度） 海拔<4000m |
4 | 裝置容量：<0.5 KVA |
5 | 重 量：約5 KG |
6 | 外形尺寸：450*310*140mm |
7 | 安全保護：具有短路保護、自恢復功能，安全符合標準 |
8 | 箱體材料：采用輕便鋁合金框架木箱作為實驗儀機箱，美觀大方，結實耐用。 |
（4）硬件模塊：
硬件模塊 | |||
1 | 128*64 LCD液晶顯示模塊 | 13 | EDA/SOPC核心板模塊 |
2 | 時鐘信號模塊 | 14 | TLC5620串行DA轉換模塊 |
3 | DC:0~5V可調電壓模塊 | 15 | VGA模塊 |
4 | 8位LED數碼管顯示模塊 | 16 | TLC549串行AD轉換模塊 |
5 | 16位LED發光二極管顯示模塊 | 17 | RS232串口通訊模塊 |
6 | 步進電機模塊 | 18 | 蜂鳴器模塊 |
7 | 直流電機模塊 | 19 | 繼電器模塊 |
8 | PS/2鍵盤鼠標模塊 | 20 | 16＊16點陣模塊 |
9 | 實驗模塊擴展區 | 21 | 8位按鈕開關模塊 |
10 | DICE-DAQ創新實驗平臺模塊 | 22 | 8位撥碼開關模塊 |
11 | ADC 0809并行AD轉換模塊 | 23 | 單脈沖模塊 |
12 | DAC 0832并行DA轉換模塊 | 24 | 4＊4矩陣鍵盤模塊 |
四、實驗項目
軟件實驗 | |
1.七人表決器 | 2.格雷碼變換電路 |
| 3.BCD碼加法器 | 4.四位全加器 |
| 5.英語字母顯示電路 | 6.四位并行乘法器 |
| 7.設計基本觸發器 | 8.設計74LS160計數器功能模塊 |
| 9.正負脈寬數控調制信號發生器 | 10.序列檢測器 |
| 11.四位移位乘法器 | |
硬件實驗 | |
1.ADC0809并行A/D轉換實驗 | 2.DAC0832并行D/A轉換實驗 |
| 3.步進電機控制實驗 | 4.16＊16 LED點陣顯示實驗 |
| 5.4＊4矩陣鍵盤實驗 | 6.時鐘顯示實驗 |
| 7.128＊64 LCD液晶顯示實驗 | 8.VGA彩條信號發生器 |
| 9.硬件電子琴電路實驗 | 10.RS232串口通訊實驗 |
| 11.PS/2鍵盤接口邏輯設計 | 12.TLC5620串行D/A轉換實驗 |
| 13.TLC549串行A／D轉換實驗 | |
DICE-DAQ數控式創新實驗平臺（標配，配置上位機仿真軟件） | |
1.機器人掃地雷實驗（閉環實驗） | 2.刀庫捷徑選擇實驗（閉環實驗） |
| 3.四層電梯實驗（閉環實驗） | 4.四級傳送帶實驗（閉環實驗） |
| 5.郵件分揀實驗（閉環實驗） | 6.水塔水位控制實驗（閉環實驗） |
| 7.交流電機Y/△起動實驗（閉環實驗） | 8.交通信號燈實驗（開環實驗） |
| 9.步進電機實驗（開環實驗） | 10.舞臺燈實驗（開環實驗） |
| 11.LED數碼管顯示實驗（開環實驗） | 12.液體混合裝置實驗（開環實驗） |
| 13.八通道邏輯分析實驗（開環實驗） | 14.溫度壓力實驗（開環實驗） |
| 15.連線自檢實驗（開環實驗） | |
