专利名称：一种fpga实验开发板的制作方法
技术领域：
—种FPGA实验开发板技术领域[0001]本实用新型属于实验设备技术领域，尤其是涉及一种FPGA实验开发板。
背景技术：
[0002]随着计算机技术和半导体技术的迅猛发展，单片机等嵌入式微控制器在各个领域 取得了广泛的应用。FPGA微处理器已广泛应用于无线产品、PDA、GPS、消费电子、汽车电子、 工业控制、医疗产品、智能卡等领域。传统的FPGA实验箱将所有的模块集合在一块电路板 上，在学生进行实验时只需根据实验手册进行简单操作即可，而且，只能将自己编好的程序 加载到FPGA实验箱中的微处理器上进行实验，学生只会对程序进行修改，但不能很好的了 解硬件电路的连接关系，也不能很好地理解软件和硬件之间的联系，所以不利于掌握这门 技术，也不利于学生实际动手能力的培养。实用新型内容[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种FPGA 实验开发板，其结构简单，设计合理，接线方便，使用灵活方便，有利于学生迅速掌握当前飞 速发展的FPGA微处理器技术，实现成本低且使用效果好，便于推广使用。[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种FPGA实验开发板，其 特征在于包括FPGA最小系统、总线接口、输入设备、输出设备和为各用电单元供电的电源 电路，所述FPGA最小系统包括微处理器以及与微处理器相接的晶振电路、复位电路、JTAG 接口电路、ASP接口电路和测试电路，所述总线接口包括与微处理器相接的PS/2接口和 RS-232总线接口，所述输入设备包括与微处理器的输入端相接的4X4矩阵键盘和独立按 键，所述输出设备包括与微处理器的输出端相接的数码管和VGA显示器。[0005]上述的一种FPGA实验开发板，其特征在于所述微处理器为Cyclone系列的FPGA 器件。[0006]上述的一种FPGA实验开发板，其特征在于所述微处理器为芯片EP1C3T144C8N。[0007]上述的一种FPGA实验开发板，其特征在于所述测试电路为LED灯。[0008]上述的一种FPGA实验开发板，其特征在于所述电源电路上连接有USB接口。[0009]上述的一种FPGA实验开发板，其特征在于所述独立按键由两个按键组成。[0010]上述的一种FPGA实验开发板，其特征在于所述数码管和VGA显示器均通过 IDClO连接线与微处理器的输出端相接。[0011]本实用新型与现有技术相比具有以下优点[0012]1、本实用新型电路结构简单，设计合理，接线方便。[0013]2、本实用新型既可以加工成成品直接提供给学生使用，也可以制作成开发板套件 提供给学生学习使用，开发板套件由本实用新型的电路图、印制好的PCB板和PCB板上需要 焊接的元器件构成，使用灵活方便。[0014]3、使用本实用新型进行实验，学生既能够掌握FPGA实验开发板的电路连接，又能够掌握FPGA编程，能够很好的了解硬件电路的连接关系以及软件和硬件之间的联系，有利于学生迅速掌握这门技术，也利于学生实际动手能力的培养。[0015]4、本实用新型的实用性强，较之传统的实验箱实现成本低且使用效果好，便于推广使用。[0016]综上所述，本实用新型结构简单，设计合理，接线方便，使用灵活方便，有利于学生迅速掌握当前飞速发展的FPGA微处理器技术，实现成本低且使用效果好，便于推广使用。[0017]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
[0018]图1为本实用新型的电路原理框图。[0019]附图标记说明[0020]I—FPGA最小系统；1-1 一微处理器；1-2—晶振电路；[0021]1_3一复位电路；1-4一 JTAG接口电路;1-5—ASP 接口电路；[0022]1_6一测试电路；2—总线接口；2-1—PS/2 接口 ；[0023]2-2—RS-232 总线接口;3一输入设备；3-1—4 X 4矩阵键盘；[0024]3-2一独立按键；4一输出设备；4-1 一数码管；[0025]4—2—VGA显不器；5—电源电路；6 — USB 接口。
具体实施方式
[0026]如图1所示，本实用新型包括FPGA最小系统1、总线接口 2、输入设备3、输出设备4和为各用电单元供电的电源电路5，所述FPGA最小系统I包括微处理器1-1以及与微处理器1-1相接的晶振电路1-2、复位电路1-3、JTAG接口电路1_4、ASP接口电路1_5和测试电路1-6，所述总线接口 2包括与微处理器1-1相接的PS/2接口 2-1和RS-232总线接口2-2，所述输入设备3包括与微处理器1-1的输入端相接的4X4矩阵键盘3-1和独立按键3-2，所述输出设备4包括与微处理器 1-1的输出端相接的数码管4-1和VGA显示器4_2。[0027]本实施例中，所述微处理器1-1为Cyclone系列的FPGA器件。具体地，所述微处理器1-1为芯片EP1C3T144C8N。所述测试电路1_6为LED灯，用于测试FPGA最小系统I是否能够正常工作。所述电源电路5上连接有USB接口 6，这样使得本实用新型既可以采用 5V直流电源供电，也可以采用USB线缆连接电脑的USB接口进行供电，使用灵活方便。所述独立按键3-2由两个按键组成。所述数码管4-1和VGA显示器4-2均通过IDClO连接线与微处理器1-1的输出端相接。[0028]具体实施时，所述电源电路5由用于将5V电压转换成3. 3V电压的3. 3V降压电路和用于将3. 3V电压转换成1. 5V电压的1. 5V降压电路构成，具体地，3. 3V降压电路可以采用芯片ASM1117-3. 3来实现，1. 5V降压电路可以采用芯片ASM1117-1. 5来实现。本实用新型中，芯片EP1C3T144C8N由1. 5V降压电路和3. 3V降压电路共同供电，其余用电单元均由 3. 3V降压电路供电。[0029]本实用新型使用时，实验老师可以提供开发板套件给学生，套件包括本实用新型的电路图、印制好的PCB板和PCB板上需要焊接的元器件，即构成本实用新型中各功能单元的元器件。学生拿到开发板套件后，可以先学习电路图，然后根据电路图中的连接关系将元器件焊接在PCB板上，这样就完成了本实用新型的制作。制作完成后，学生可以通过测试电 路1-6测试本实用新型的核心，即FPGA最小系统I是否能够正常工作，当FPGA最小系统I 能够正常工作时，学生便可以根据具体的课程内容，将自己编好的程序加载到微处理器1-1 上进行实验，学习4X4矩阵键盘3-1和独立按键3-2的使用，学习数码管4-1和VGA显示 器4-2的使用，并学习PS/2接口 2-1和RS-232总线接口 2_2的使用。[0030]使用本实用新型进行实验，学生既能够掌握FPGA实验开发板的电路连接，又能够 掌握FPGA编程，有利于学生迅速掌握当前飞速发展的FPGA微处理器技术，必将使学生在未 来的工作中能够迅速进入角色。[0031]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根 据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍 属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求1.一种FPGA实验开发板，其特征在于包括FPGA最小系统(I)、总线接口(2)、输入设备(3)、输出设备(4)和为各用电单元供电的电源电路(5)，所述FPGA最小系统(I)包括微处理器(1-1)以及与微处理器(1-1)相接的晶振电路(1-2)、复位电路(1_3)、JTAG接口电路 (1-4)、ASP接口电路(1-5)和测试电路(1-6)，所述总线接口(2)包括与微处理器(1_1)相接的PS/2接口(2-1)和RS-232总线接口(2_2)，所述输入设备(3)包括与微处理器(1_1) 的输入端相接的4X4矩阵键盘(3-1)和独立按键(3-2)，所述输出设备(4)包括与微处理器(1-1)的输出端相接的数码管(4-1)和VGA显示器(4-2)。
2.按照权利要求1所述的一种FPGA实验开发板，其特征在于所述微处理器(1-1)为 Cyclone系列的FPGA器件。
3.按照权利要求2所述的一种FPGA实验开发板，其特征在于所述微处理器(1-1)为芯片 EP1C3T144C8N。
4.按照权利要求1所述的一种FPGA实验开发板，其特征在于所述测试电路(1-6)为 LED 灯。
5.按照权利要求1所述的一种FPGA实验开发板，其特征在于所述电源电路(5)上连接有USB接口(6)。
6.按照权利要求1所述的一种FPGA实验开发板，其特征在于所述独立按键(3-2)由两个按键组成。
7.按照权利要求1所述的一种FPGA实验开发板，其特征在于所述数码管(4-1)和VGA 显示器(4-2)均通过IDClO连接线与微处理器(1-1)的输出端相接。
专利摘要本实用新型公开了一种FPGA实验开发板，包括FPGA最小系统、总线接口、输入设备、输出设备和为各用电单元供电的电源电路，所述FPGA最小系统包括微处理器以及与微处理器相接的晶振电路、复位电路、JTAG接口电路、ASP接口电路和测试电路，所述总线接口包括与微处理器相接的PS/2接口和RS-232总线接口，所述输入设备包括与微处理器的输入端相接的4×4矩阵键盘和独立按键，所述输出设备包括与微处理器的输出端相接的数码管和VGA显示器。本实用新型结构简单，设计合理，接线方便，使用灵活方便，有利于学生迅速掌握当前飞速发展的FPGA微处理器技术，实现成本低且使用效果好，便于推广使用。
文档编号G09B23/18GK202887556SQ201220504928
公开日2013年4月17日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日
发明者柴钰, 景宁波, 张肖波, 王沙沙 申请人:西安科技大学