一种基于fpga的新型高校微机接口实验系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种新型高校微机接口实验系统，特别涉及一种基于FPGA的新型闻校微机接口实验系统。
【背景技术】
[0002]USB串行总线接口作为外设的通用接口，目前得到了广泛的应用。而我们过去使用过的计算机主板上主要是以ISA总线为主的，这导致在过去开发的一些与计算机通信的外围设备大都围绕ISA总线来开发。而如今随着科技的发展，我们逐步淘汰了那些过时的计算机，同时也逐渐淘汰了 ISA总线，取而代之的是目前很流行了 USB总线等。这就导致过去开发的一些外围设备无法与当今性能更好的计算机进行通信，从而导致报废。笔者所在学校的微机接口实验室的实验箱就面临着这个问题，实验室现在使用的设备比较陈旧，旧的主板上有ISA插槽，接口板直接插在ISA总线的插槽上，接口板把ISA总线上的信号经过译码电路和缓冲电路得到实验台所需要的信号，试验台与主机通过扁平电缆相连接。实验室目前已经更换了一批性能更好的计算机，而新的计算机已不带有ISA插槽。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种基于FPGA的新型高校微机接口实验系统，使ISA总线不再受主板配置的限制，即使不具有ISA总线的新型计算机也能和实验箱进行通信，配合相应的上位机软件和驱动程序就可以完成微机原理接口实验。
[0004]其技术方案是:包括USB总线控制器CY7C68013A、ISA总线控制器EP2C35F484C8、信号调理模块，所述的USB总线控制器CY7C68013A通过信号调理模块与上位机软件系统通信，USB总线控制器完成USB的初始化工作、处理上位机发送来的数据并且可以将从ISA总线接收到的数据由USB总线控制器发送给上位机；所述的USB总线控制器通过ISA总线控制器EP2C35F484C8与标准ISA总线相连，ISA总线控制器EP2C35F484C8主要完成ISA总线时序方面的控制。
[0005]上述的信号调理模块包括一阶滤波电路RC1、二阶滤波电路RC2和RC3、电压跟随器、电压补偿器、电压幅度限位器，其中，电压跟随器由电阻Rl组成，电压补偿器由二极管Dl组成，电压幅度限位器由二极管D2和电容Cl组成，经过处理后的信号进入一阶滤波电路RCl、二阶滤波电路RC2和RC3进行滤波，经过两次滤波后，再通过电压跟随器提高信号的驱动能力，然后信号还要先后经过电压补偿器、电压幅度限位器，限制信号的电压幅值。
[0006]上述的USB总线控制器模块主要由Cypress公司的USB总线控制器CY7C68013A芯片及周边器件组成。
[0007]上述的ISA总线控制器主要由Altera公司的Cyclone II系列器件EP2C35F484C8和及周边器件组成。
[0008]本实用新型的有益效果是:通过本实用新型设计的USB总线与ISA总线的转接卡，使过去开发的一些外围设备实现与当今性能更好的计算机进行通信，以避免报废，虽然ISA总线正在逐渐被时代的洪流所淹没，但是，目前的主流总线如ISA总线和PCI总线正在被大家广泛应用，在这种新旧交替之际，本实用新型就有了很大利用空间，因为它可以把旧设备和新型计算机连接到一起，从而能够继续发挥该设备的价值，所以本系统的开发有着很大的现实意义。
【附图说明】
[0009]附图1是本实用新型的整体电路结构示意图；
[0010]附图2是本实用新型的USB控制器与EP2C35F484C8连接结构图；
[0011]附图3是本实用新型的ISA总线与EP2C35F484C8连接结构图；
[0012]附图4是本实用新型的信号调理模块的电路图。
【具体实施方式】
[0013]结合附图1-3，本实用新型包括USB总线控制器CY7C68013A、ISA总线控制器EP2C35F484C8、信号调理模块，所述的USB总线控制器CY7C68013A通过信号调理模块与上位机软件系统通信，也就是计算机通信，USB总线控制器完成USB的初始化工作、处理上位机发送来的数据并且可以将从ISA总线接收到的数据由USB总线控制器发送给上位机；所述的USB总线控制器通过ISA总线控制器EP2C35F484C8与标准ISA总线相连，ISA总线控制器EP2C35F484C8主要完成ISA总线时序方面的控制，此处所述的上位机为计算机。
[0014]参照附图4，信号调理模块包括一阶滤波电路RC1、二阶滤波电路RC2和RC3、电压跟随器、电压补偿器、电压幅度限位器，其中，电压跟随器由电阻Rl组成，电压补偿器由二极管Dl组成，电压幅度限位器由二极管D2和电容Cl组成，经过处理后的信号进入一阶滤波电路RCl、二阶滤波电路RC2和RC3进行滤波，经过两次滤波后，经过两次滤波后信号基本没有了噪声，但是驱动能力有限，需要通过电压跟随器提高信号的驱动能力；因为微处理器对输入信号的电压幅值有严格的要求，所以信号还要先后经过电压补偿器、电压幅度限位器，使信号的电压幅值满足要求。
[0015]其中，USB总线控制器模块主要由Cypress公司的USB总线控制器CY7C68013A芯片及周边器件组成；上述的ISA总线控制器主要由Altera公司的Cyclone II系列器件EP2C35F484C8和及周边器件组成。
[0016]通过我们设计的USB总线与ISA总线的转接卡，使过去开发的一些外围设备实现与当今性能更好的计算机进行通信，以避免报废。过去在工业控制领域的一些工业控制系统大多基于ISA总线的，因为这样才能与当时的计算机进行数据通信。而目前市面上的计算机几乎是不带有ISA总线的，这就导致这些老牌控制系统的计算机主板一旦损坏则整个系统面临报废。其次，在很多大学过去购买的计算机与实验箱设备都以ISA总线相连，比如我们自己学院的微机原理与接口实验室。当需要更换更好的计算机设备时，我们的实验箱就无法再继续使用了，通过过我们这个USB总线与ISA总线转接卡也能很好的解决这个问题。总之，虽然ISA总线正在逐渐被时代的洪流所淹没，目前的主流总线如ISA总线和PCI总线正在被大家广泛应用。但是就是在这种新旧交替之际，我们的设计就有了很大利用空间，因为它可以把旧设备和新型计算机连接到一起，从而能够继续发挥该设备的价值，所以本系统的开发有着很大的现实意义。
【主权项】
1.一种基于FPGA的新型高校微机接口实验系统，其特征是:包括USB总线控制器CY7C68013A、ISA总线控制器EP2C35F484C8、信号调理模块，所述的USB总线控制器CY7C68013A通过信号调理模块与上位机软件系统通信，USB总线控制器完成USB的初始化工作、处理上位机发送来的数据并且可以将从ISA总线接收到的数据由USB总线控制器发送给上位机；所述的USB总线控制器通过ISA总线控制器EP2C35F484C8与标准ISA总线相连，ISA总线控制器EP2C35F484C8主要完成ISA总线时序方面的控制。
2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的新型高校微机接口实验系统，其特征是:所述的信号调理模块包括一阶滤波电路RC1、二阶滤波电路RC2和RC3、电压跟随器、电压补偿器、电压幅度限位器，其中，电压跟随器由电阻Rl组成，电压补偿器由二极管Dl组成，电压幅度限位器由二极管D2和电容Cl组成，经过处理后的信号进入一阶滤波电路RC1、二阶滤波电路RC2和RC3进行滤波，经过两次滤波后，再通过电压跟随器提高信号的驱动能力，然后信号还要先后经过电压补偿器、电压幅度限位器，限制信号的电压幅值。
3.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的新型高校微机接口实验系统，其特征是:所述的USB总线控制器模块主要由Cypress公司的USB总线控制器CY7C68013A芯片及周边器件组成。
4.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的新型高校微机接口实验系统，其特征是:所述的ISA总线控制器主要由Altera公司的Cyclone II系列器件EP2C35F484C8和及周边器件组成。
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于FPGA的新型高校微机接口实验系统。其技术方案是：包括USB总线控制器、ISA总线控制器、信号调理模块，所述的USB总线控制器通过信号调理模块与上位机软件系统通信，USB总线控制器完成USB的初始化工作、处理上位机发送来的数据并且可以将从ISA总线接收到的数据由USB总线控制器发送给上位机；所述的USB总线控制器通过ISA总线控制器与标准ISA总线相连，ISA总线控制器主要完成ISA总线时序方面的控制。有益效果是：通过本实用新型使过去开发的一些外围设备实现与现有计算机进行通信，以避免报废，从而能够继续发挥该设备的价值。
【IPC分类】G06F13-10
【公开号】CN204463102
【申请号】CN201520085088
【发明人】李林, 陈璨, 万书红, 张旭, 姜文聪
【申请人】中国石油大学(华东)
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年2月6日