自動接線式EDA實驗儀,現代通信技術實驗平臺(高端型)
來源： 作者： 發布時間：2019-8-23 15:42:19
TRY-E802自動接線式EDA實驗儀
一、自動接線式EDA實驗儀簡介：
TRY-E802自動接線式EDA實驗儀是一種多功能、高配置、高品質、具有自動接線功能的EDA教學與開發設備。實驗箱在提供的實驗示例中都可采用自動接線方式完成實驗,適用于高等院校的EDA教學、課程設計和畢業設計。
二、自動接線式EDA實驗儀特點
1．無連線操作方式，系統的實驗電路結構是可控的，采用“多任務重配置”設計方案。即可通過模式選擇鍵MODESELECT，使之自動改變連接方式以適應不同的實驗需要，使學生從傳統的硬件連線搭試方式轉到軟件設計、仿真調試電路系統的實驗方式，使傳統硬件設計方式用EDA技術實現。
2．對于不同的目標芯片可配不同的適配座。可用的目標芯片包括Altera、Lattice、Xilinx等著名FPGA/CPLD廠商幾乎所有CPLD、FPGA等EDA器件。
3．混合電壓系統，具備對5V、3.3V、2.5V、1.8V不同核芯電壓的CPLD/FPGA器件進行在線編程下載和配置。
4．實驗系統配置標準規范：擁有豐富的外圍硬件接口資源，同時，還配置了標準的擴展接口，可以完成各類常規和典型的EDA相關實驗。
(5)系統配有單片機管理系統和128*64LCD,實時提供相關信息。用戶可根據需要對管理信息修改。
三、自動接線式EDA實驗儀硬件配置：
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1.主板可與多種下載板相適配 |
2.6位動態掃描顯示電路 |
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3.6位靜態鎖存顯示電路 |
4.12位發光二極管顯示電路 |
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5.8位二檔開關及其電平指示電路 |
6.8位按鍵開關電路 |
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7.一個16*16的點陣顯示 |
8.一個12864C的液晶顯示 |
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9.一個串行A/D轉換器TLC549 |
10.一個串行D/A轉換器TLC5620 |
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11.A/D轉換器ADC0809 |
12.D/A轉換器DAC0832 |
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13.時鐘信號源：24MHZ、12MHZ、6MHZ、4M、1M、500KHZ、8KHZ、4KHZ、1KHZ、128HZ、64HZ、8HZ、4HZ |
14.MCS-51單片機總線接口電路（AT89S52） |
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15.40芯I/O擴展接口 |
16.一個5V揚聲器 |
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17.一個四相步進電機 |
18.一個5V直流電機 |
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19.0~5V電位器 |
20.一個4*4小鍵盤 |
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21.配有32K存貯器27C256 |
22.一個串行總線存儲器93C46 |
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23.PS/2鍵盤接口 |
24.VGA視頻接口 |
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25.RS232串行通信接口; |
主要實驗課題
<一>基本實驗：
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1.七人表決器 |
2.四位加法器 |
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3.BCD碼加法器 |
4.格雷碼變換器 |
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5.四位并行乘法器 |
6.D觸發器和JK觸發器 |
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7.74LS160功能模塊計數器 |
8.可控脈沖發生器 |
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9..英語字母顯示實驗 |
10.序列檢測器 |
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11.可變模16位加法計數器 |
12.正負脈沖數控調制發生器 |
<二>模塊實驗：
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1.A/D0809模數轉換器實驗 |
2.D/A0832數模轉換器實驗 |
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3.步進電機控制實驗 |
4.LED點陣實驗 |
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5.LCD液晶顯示 |
6.鍵盤擴展實驗 |
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7.時鐘顯示實驗 |
8.靜態數碼管顯示電路 |
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9.串行D/A轉換器TLC5620實驗 |
10.串行A/D轉換器TLC549實驗 |
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11.VGA彩條信號發生器 |
12.電子音樂實驗電路 |
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13，RS232串行通訊實驗 |
14，PS/2鍵盤實驗 |
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15，單片機總線接口實驗 |
TRY-8641現代通信技術實驗平臺(高端型)
一．現代通信技術實驗平臺簡介：
TRY-8641現代通信技術實驗平臺(高端型)是針對電子和通信工程類專業學生，系統完成《通信原理》等現代通信技術相關課程實驗專門研制的實驗箱。該實驗平臺最大的特點是系統性強，它真實再現了：信源的模數轉換、模擬調制、信道仿真、模擬解調、信宿的數模轉換的頻帶傳輸過程；信源的模數轉換、信道復接、信道糾錯編碼、光纖傳輸、幀同步位同步、糾錯譯碼、解復接、信宿的數模轉換的基帶傳輸過程；
實驗平臺全部采用模塊化結構，各模塊既能完成完整通信系統中對應單元部分實驗，又能由學生用單元模塊構建一個完整通信系統進行系統實驗，從而有助于學生理解通信系統中各要素的作用；實驗平臺把通信系統中涉及的基本電路、終端編譯碼、線路編譯碼、調制解調、信道傳輸等重要的理論安排了相應的實驗內容；實驗平臺既有基礎性實驗，又有采用新技術新器件（FPGA、DSP）等提高型實驗，從而完成一個理論驗證性、綜合性、二次開發性，由低向高的系統學習過程。通過這些實驗能夠促進學生對《通信原理》課程內容的理解、掌握，并使學生對通信系統、當今新技術、工程實現有一個較全面的了解。系統采用“主板+實驗模塊”相結合的靈活結構，便于學校選擇、定制、硬件升級。
二、現代通信技術實驗平臺技術指標
1.實驗箱的設計是結合了高等學校電子信息類規劃教材，如《通信原理》第2版(宋祖順編著)、《現代通信原理》(曹志剛、錢亞生編著)等教材相關內容所研制的新一代通信技術實驗教學裝置。
2.采用了“底板+實驗模塊”的結構，不僅按實驗內容與功能將電路模塊化，而且各個模塊獨立設計，能方便地組合進行單元實驗和多種單/雙工通信系統實驗。同時可按用戶需求定制模塊、選購模塊、升級模塊。詳細見“系統組成”項。
3.實驗模塊的輸入輸出信號都采用鉚孔開放出來，由實驗者根據實驗需要進行連接組合，增強實驗者的參與性。
4.每個實驗模塊都采用有機玻璃覆蓋保護，方便實驗室管理。
5.實驗中的重要參數都可以調節或設置，方便實驗者分析對比。
6.可完成單元、系統實驗幾十項，涵蓋了終端編譯碼、線路編譯碼、調制解調、信道傳輸等方面的內容。
7.內置函數信號源、數字信號源、電話接口、計算機接口、同軸電纜信道、光信道、音頻功放等功能模塊，詳細見“系統組成”項。
8.內置4組穩壓電源，全部具有短路軟截至保護自動恢復功能，并提供電源輸出接口。
9.系統涉及了計算機通信、MS51、DSP、CPLD等多種技術，并留有開發接口，二次開發性強。
三、現代通信技術實驗平臺系統組成
本實驗系統由1個底板和16個標準配置實驗模塊組成，詳細參數見下表：
底板模塊：
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模擬信號源 |
非同步正弦波 |
頻率0.3～10KHZ連續可調，幅度0～10V連續可調。 | |
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非同步三角波 | |||
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非同步方波 | |||
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同步正弦波 |
頻率2KHZ，幅度0～10V連續可調。 | ||
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電話接口 |
2路電話 |
二四線轉換，提供發送輸出、接收輸入的連接接口 | |
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抽樣脈沖 |
同步矩形脈沖 |
頻率8KHZ | |
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非同步矩形脈沖 |
頻率2～35KHZ連續可調 | ||
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計算機接口 |
RS232 |
提供發送輸出、接收輸入的連接接口 | |
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電源 |
提供-12V、+12V、+5V、-5V等系統電源，另提供輸出接口 | ||
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實際通信信道 |
同軸電纜 |
1310nm、1550nm一體化光端機，此部分選配 | |
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光纖通信 | |||
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音頻終端 |
終端濾波放大器 |
提供多組濾波器、音頻功放、喇叭 | |
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眼圖觀測 |
可觀測噪聲、串擾、理想眼圖 | ||
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實驗模塊接口 |
可同時安放9個實驗模塊，完成單元、系統性實驗 | ||
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數字信號源 |
15位m序列 |
頻率2KHZ、32KHZ可設置，另可根據用戶要求配置 | |
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127位m序列 | |||
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手工設置序列，全1、全0，其它 | |||
實驗模塊：
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1 |
時鐘與基帶數據發生模塊 |
提供系統時鐘和各類數字信號源 |
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2 |
PAM脈沖幅度調制模塊 |
完成抽樣定理、PAM調制、傳輸模擬實驗 |
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3 |
PCM/ADPCM編譯碼模塊 |
完成PCM、ADPCM編譯碼單元實驗 |
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4 |
CVSD增量調制編譯碼模塊 |
完成CVSD編譯碼單元實驗 |
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5 |
AMI/HDB3編譯碼模塊 |
完成AMI/HDB3編譯碼單元實驗 |
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6 |
頻分復用 |
完成線路成形與頻分復用 |
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7 |
數字頻率合成模塊 |
完成壓控振蕩器、頻率合成實驗 |
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8 |
FSK(MSK)調制模塊 |
完成MSK、FSK調制實驗 |
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9 |
FSK(MSK)解調模塊 |
完成MSK、FSK解調實驗 |
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10 |
BPSK(DPSK)調制模塊 |
完成BPSK、DPSK調制實驗 |
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11 |
BPSK(DPSK)解調模塊 |
完成BPSK、DPSK解調實驗 |
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12 |
噪聲模塊 |
提供白噪聲 |
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13 |
復接/解復接、同步提取模塊 |
完成多種數據的時分復接解復接、碼分復接解復接、位同步幀同步提取實驗 |
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14 |
卷積、漢明、交織、循環編碼模塊 |
完成卷積、卷積、漢明、交織、循環編碼實驗，多種碼型變換 |
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15 |
卷積、漢明、交織、循環傳輸模塊 |
信道仿真 |
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16 |
卷積、漢明、交織、循環譯碼模塊 |
完成漢明、交織、循環譯碼實驗， |
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17 |
軟件無線電-調制模塊 |
完成PSK調制；FSK調制；MSK調制；QPSK調制；OQPSK調制；CDMA編碼和多種模擬調制； 線路均衡、頻譜分折； |
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18 |
軟件無線電-解調模塊 |
PSK解調；FSK解調；MSK解調；QPSK解調等；OQPSK調制；CDMA譯碼 |
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19 |
模擬調頻模塊 |
集成塊調頻和變容二極管調頻兩種 |
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20 |
模擬調頻解調模塊 |
集成塊解調和鑒頻器解調兩種 |
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21 |
模擬幅度調制模塊 |
完成：AM、DSB、SSB調制 |
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22 |
模擬調幅解調模塊 |
包絡檢波和同步檢波 |
注：標準配置16個模塊，紅字標的6個模塊為選配模塊。(需要另收費)
四. 現代通信技術實驗平臺實驗目錄
以下實驗目錄，摘自TRY8641型說明書前言
撥碼器開關設置一覽表
第一部分基礎實驗
實驗1555自激多諧振蕩器實驗
實驗2模擬信號源實驗
實驗3CPLD可編程邏輯器件實驗
實驗4接收濾波放大器實驗
實驗5計算機串口實驗
實驗6數字光纖通信實驗
第二部分原理實驗
實驗1基帶信號的常見碼型變換實驗
實驗2抽樣定理及其應用實驗
實驗3PCM編譯碼系統實驗
實驗4ADPCM編譯碼系統實驗
實驗5CVSD編譯碼系統實驗
實驗6FSK（ASK）調制解調實驗
實驗7相位鍵控PSK（DPSK）調制解調實驗
實驗8數字同步技術實驗
實驗9眼圖觀察測量實驗
實驗10線路成形與頻分復用
實驗11時分復用與解復用
實驗12碼分復用與解復用
實驗13波分復用與解復用（需另配光端機）
實驗14數字頻率合成實驗
實驗15AMI/HDB3編譯碼實驗
實驗16卷積編譯碼及糾錯能力驗證實驗
實驗17漢明碼編譯碼及糾錯能力驗證實驗
實驗18漢明、交織碼編譯碼及糾錯能力驗證實驗
實驗19循環碼編譯碼及糾錯能力驗證實驗
實驗20信道仿真與信道均衡實驗
實驗21現代調制技術實驗之一（FSK調制解調）
實驗22現代調制技術實驗之二（BPSK調制解調）
實驗23現代調制技術實驗之三（QPSK調制解調）
實驗24現代調制技術實驗之四（OQPSK調制解調）
實驗25現代調制技術實驗之五（MSK調制解調）
實驗26現代調制技術實驗之六（直接序列擴頻DS編解碼）
實驗27現代調制技術實驗之七（AM調制）
實驗28現代調制技術實驗之八（DSB調制）
實驗29現代調制技術實驗之九（SSB調制）
實驗30虛擬頻譜儀虛擬誤碼儀實驗
第三部分綜合實驗
實驗1信源、PCM、HDB3傳輸系統實驗
實驗2信源、PCM、漢明碼傳輸系統實驗
實驗3信源、PCM、漢明、交織碼傳輸系統實驗
實驗4信源、CVSD、漢明碼傳輸系統實驗
實驗5信源、CVSD、漢明、交織碼傳輸系統實驗
實驗6信源、時分復接/解復接系統實驗
實驗7信源、碼分復接/解復接系統實驗
實驗8信源、CVSD、DPSK傳輸系統實驗
實驗9通信信道誤碼測試實驗
第四部分開發實驗
實驗1M序列產生實驗
實驗2PCM時序控制與PCM數據采集實驗
實驗3CMI編譯碼實現實驗
實驗4絕對/相對碼轉換實驗
實驗5FSK系統建模與設計（VHDL）實驗
實驗6信道編譯碼開發實驗
實驗7PC機數據、PSK傳輸系統實驗
實驗8PC機數據、FSK傳輸系統實驗
實驗9碼型變換、基帶編碼開發實驗
五.實驗箱特色
1.與國內主流《通信原理》教材配套，符合教學大綱要求。由理工大學實驗中心一線教師設計，滿足實驗教學需要。
2.全模塊化設計，結構合理、擴展性強，模塊配置靈活，滿足不同層次各類學校的教學要求。
3.自帶模擬同步信號源，使用普通示波器，觀測波形穩定；設備完全自主研發、生產，售后服務保障；軟件部分可免費升級。
4.既有全部用硬件電路設計完成的模塊，也有采用軟、硬件相結合的系統實現的模塊；既可進行傳統的原理實驗及驗證型實驗，也可進行開放性及研究型實驗。
5.實驗箱采用分立元件、中大規模集成電路、DSP、CPLD等多種電路實現，并采用表面貼裝工藝，使學生得到全面的實踐鍛煉。
6.各模塊獨立，接口總線公開，并提供各種電源，便于學生自行設計模塊、二次開發和進行系統實驗。
7.結構合理，性能穩定，各測試點標識清楚，鉚孔接線可鎖定，保證連接可靠。
8.各模塊用有機玻璃覆蓋，既美觀大方又能起到防靜電等保護作用。
教學配置：
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序號 |
設備名稱 |
型號 |
備注 |
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1-1 |
現代通信技術實驗平臺 |
TRY8641 |
每組一臺 |
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出廠 附件 |
TRY8641通信原理使用說明書 |
1本 | |
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電源線 |
1根 | ||
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中繼線 |
1根 | ||
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保修卡、合格證 |
1套 | ||
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配套軟件光盤 |
1套 | ||
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2 |
20MHz雙蹤示波器 |
—— |
每組一臺（必配，價格另算） |
|
3 |
函數信號發生器 |
—— |
根據實情配置（選配，價格另算） |
|
4 |
電話單機 |
—— |
每組一部（選配，價格另算） |
|
5 |
數字存儲60MHz示波器 |
—— |
每5組一臺或根據實情配置（選配，價格另算） |
|
6 |
微機 |
—— |
（選配，價格另算） |
|
7 |
MCS-51仿真器 |
—— |
（選配，價格另算） |
|
8 |
DSP仿真器 |
—— |
（選配，價格另算） |
|
9 |
CPLD下載線 |
—— |
（選配，價格另算） |
|
10 |
誤碼測試儀（如RZ88521型） |
—— |
每5組一臺或根據實情配置（選配，價格另算） |
符錄：二次開發例程（舉例）
PCM編譯碼模塊接口設計
（一）設計目的：
1.PCM編譯碼時鐘：編碼時鐘、幀脈沖、線路時鐘設計
2.線路時鐘和信道數的關系
3.頻率特性測試
（二）設計原理
PCM編譯碼是信源編碼中最常用的一種，常用的集成芯片有TP3054（表貼）和TP3067（直插）等，芯片正常工作需要三種時鐘：編譯碼時鐘、幀脈沖、線路時鐘。其中編譯碼時鐘和幀脈沖頻率是固定的分別為：2048KHZ和8KHZ，而線路時鐘是可變的可以從64KHZ到2048KHZ。線路時鐘的不同對應線路上復用信道路數的改變，線路時鐘從64KHZ開始以64KHZ的倍率增加，對應的信道路數從“1”到“32“個信道（線路時鐘為2048時，線路信道數為32，此為標準的基群即E1）。
（三）設計步驟
1.從網上下載TP3054數據手冊，熟悉并理解TP3054的時序關系；
2.熟悉在Quartus環境下用VHLD語言或圖形輸入法編制PCM時序產生軟件；
3.下載并驗證時序是否正確（CPLD程序下載到“時鐘與基帶數據發生模塊”中，用示波器觀測“PCM編譯碼模塊”的34TP01和34TP02波形）；
4.34P01加模擬信號；短接34P02和34P03；用示波器測34P04，觀測譯碼輸出和加入的模擬信號是否相同；
5.改變CPLD中的線路時鐘，觀測34P02信道數（8位PCM數據占一幀或125us的幾分之幾）；
6.用函數信號作PCM模擬輸入信號，改變輸入信號頻率用示波器觀測34P04輸出波形，測出PCM編譯碼芯片的頻響；（思考：如果輸入一個2KHZ的方波，34P04輸出什么波形？）
（三）教師參考
1.原程序（略）
2.學生主要問題：學生沒有注意到幀脈沖的寬度應是線路時鐘的一個周期，線路時鐘改變時幀脈沖寬度同樣要變；
PCM數據和HDB3線路編譯碼接口設計
（一）設計目的：
1.兩個芯片間數據收發的時序設計；
2.HDB3編譯碼的原理
3.HDB3編碼輸出和譯碼輸出的數據延時；
（二）設計原理
HDB3編譯碼是線路編碼的一種，主要用于在同軸電纜上傳輸，編碼的目的是便于線路傳輸和收端時鐘提起。HDB3編碼原理略
HDB3編碼時由于要檢測4個連零的出現，譯碼時要檢測極性反轉點或破壞點，所以HDB3編譯碼時會各出現4個時鐘周期的延時。
在PCM芯片和HDB3芯片構成系統時，要考慮到HDB3的編譯碼延時，因為HDB3編譯碼正好延時8個時鐘周期，這就相當于HDB3譯碼輸出的PCM信號比輸入HDB3的PCM信號延時1個時隙，由此PCM譯碼時序要作相應改變。
（三）設計步驟
1.從網上下載TP3054和CD22103數據手冊，熟悉并理解TP3054和CD22103的時序關系；
2.熟悉在Quartus環境下用VHLD語言或圖形輸入法編制PCM編譯碼和HDB3編譯碼時序產生軟件，PCM線路時鐘和HDB3的編譯碼時鐘為64KHZ；
3.下載并驗證時序是否正確（CPLD程序下載到“時鐘與基帶數據發生模塊”中，用示波器觀測“PCM編譯碼模塊”的34TP01和34TP02波形和“HDB3編譯碼模塊的20TP01，20TP02，20TP03，20TP04的波形）；
4.34P01加模擬信號；連接34P02到20P01；20P02到34P03；用示波器測34P04，觀測譯碼輸出和加入的模擬信號是否相同；
5.改變CPLD中的PCM線路時鐘和HDB3的編譯碼時鐘（如128KHZ或256KHZ），觀測34P04波形是否正確；
（四）教師參考
1.原程序（略）
2.學生主要問題：
a)、學生考慮不到數據收發時鐘沿的問題，上升沿發送下降沿接收（或相反）；
b)、整個系統中PCM譯碼數據延時應是8的整數倍；
c）、PCM譯碼數據延時幾個時隙，PCM譯碼的幀脈沖相對編碼幀脈沖同樣要延時幾個時隙；