蔚蓝的心SOPC-NIOSII EDA/SOPC System Platform 用户使用手册
图2-20 DA转换TLC5602接口电路图
直流电机与步进电机：
电机是工业过程控制及仪表中常用的控制元件之一，例如在机械装置中可以用丝杆把角度变为直线位移，也可以用步进电机带动螺旋电位器，调节电压或电源，从而实现对执行机械的控制。步进电机可以直接用数字信号驱动，使用非常方便。步进电机还具有快速启停、精确步进和定位等特点，因而在数控机床、绘图仪、打印机以及光学仪器中得到广泛的应用。直流电机和步进电机的内部结构如图2-21、2-22所示。
图2-21 直流电机结构图 图2-22 三相步进电机结构图
在开发平台上使用的直流电机是一个由12V电压控制的电机，为了测量其转子的转速，我们在电机外部加入了一个开关型的霍尔元件（44E），同时在转子的转盘上加入一个能够使霍尔器件产生输出的磁钢片来进行测速。用户可以通过平台上的三个跳线来决定是由电压来控制其转速还是由FPGA产生的PWM信号来控制电机。如果使用电压来控制电机，则可以通过调节边上的电位器来改变其转速。
在开发平台上使用的步进电机是一个四相的步进电机，其最小步进度为7.5度。通过对其四个相位输入端口输入不同相位的信号来驱动步进电机进行精确转动。在模块的左下方有一个跳线来控制电机的电源，当跳线位于上方ON位置时，电机电源打开，位于下方OFF位置时电源关闭。
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SOPC-NIOSII EDA/SOPC System Platform 用户使用手册 直流电机与步进电机与FPGA的I/O接口对应关系见附表二。其硬件电路如图2-23、2-24所示。
图2-23 直流电机、霍尔器件电路图 图2-24 步进电机驱动电路图
信号源模块
系统开发平台上提供一路48M-1HZ的数字时钟源和一路幅度和频率均可调节的模拟信号源（正弦波、三角波、方波）。其模块位于开发平台的右上方。
数字时钟源提供共十个不同频率的时钟源供用户使用，用户只需要通过边上一组十位的对应频率的跳线进行设置就可以使用想要的时钟源。以下是平台上提供的十组不同的频率的时钟源：
48MHZ、24MHZ、12MHZ、1MHZ、100KHZ、10KHZ、1KHZ、100HZ、10HZ、1HZ。
数字时钟的输出与FPGA的I/O接口对应关系见附表二。
模拟信号源通过模块下方的一组三位波形选择跳线来选取想要的模拟信号。其频率和幅度分别通过跳线左右两边的两个电位器进行调节。模拟信号的输出已连接至AD模块的输入端。其信号的观测和输出通过模块右下方的探钩进行观测和输出。其信号选择跳线对应关系如下表2-9所示：
跳线位置 1 2 3 输出周期信号波形 方波 三角波 正弦波 表2-9 信号选择对应表
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IIC接口的EEPROM：
该模块是了让用户学习IIC总线而设计的，模块中包含了一个IIC接口的EEPROM，用户可以通过IIC总线写入数据和读出写入的数据，用以证明IIC接口通信正常。实验箱上使用的IIC EEPROM为AT24C08，容量为1024×8（8Kbytes），支持2.7V～5.5V工作电压。当工作电压为5V的时候，其接口速度可以达到400kHz。实验箱上的供电为3.3V，所以其接口速度最高只能达到100kHz。
AT24C08与FPGA的I/O接口对应关系见附表二（EP2C35核心板与开发平台硬件资源I/O接口对照表）。 其硬件电路如图2-25所示。
基于1-Wire接口的数字温度传感器：
该模块采用了具有1-Wire接口的温度传感器——DS18B20，目的是为了让用户了解1-Wire协议，以及如何用CPU控制该温度传感器，从而加深对1-Wire总线协议的理解。
本实验中用到的1-Wire器件是DS18B20——数字温度传感器，它可以提供9～12位（由软件配置）的数据，来表示不同的温度（位数越高，测量温度的精度也越高）。所有写入DS18B20的数据或从DS18B20读出的数据都是通过1-Wire接口来实现，并且整个读、写以及温度转换过程所需的电源，都可以由与其相连接的总线自动供给，无需外接电源。由于每个DS18B20都包含有一个唯一的序列号，因此多个DS18B20可以同时挂接在一个1-Wire总线上，这样就可以实现利用1-Wire读取多个不同位置温度的目的。归纳起来，DS18B20有如下特性：
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采用1-Wire总线接口
支持多个器件同时连接在一个1-Wire总线上 无需外接任何元件，便可正常工作 供电电压支持3.0V到5.5V 支持零功耗掉电模式
测量温度范围为－55℃到＋125℃（－67℉到＋257℉） 测量范围在－10℃到＋85℃之间可以达到±0.5℃的误差 温度转换位数可配置为9到12位 转换成12位数据的时间仅750ms
支持用户自定义报警设置，且数据采用非挥发性介质存储
DS18B20详细的资料请参考其数据手册。其与FPGA的I/O接口对应关系见附表二。其硬件电路如图2-26所示。
扩展接口：
开发平台提供了三路扩展接口供用户自由扩展，接口中包括电源接口以及FPGA的部分IO接口。
扩展接口具体的参数请参照附表。
其它模块：
开发平台上还提供了如下的模块：4×4键盘阵列、8位动态七段码管显示、用户自定义LED、用户自定义开关输入和用户自定义按键输入，16*16点阵显示、交通灯、串行AD/DA、VGA接口、串行COM接口、PS2键盘接口、PS2鼠标接
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SOPC-NIOSII EDA/SOPC System Platform 用户使用手册 口等接口，用户模块通过上述的这些模块，可以完成的人机交互实验。 以上的这些接口模块将在实验中做详尽的说明，在这里就不再赘述。其模块与FPGA的I/O接口对应关系见附表。
其它使用说明：
1、 以上模块说明只是简单介绍了每个模块的功能和组成，详细的介绍将在实验
指导书中说明。
2、 以上模块与FPGA具体的管脚连接请参照附表。
3、 需要注意的是，本说明书标注的管脚为EP2C35核心板的管脚与开发平台硬
件资源的连接，用户使用时请注意所选用的核心板的型号。以免因为管脚的不正确而影响使用的效果。
注意事项：
1、 USB下载电缆并不是SOPC-NIOSII EDA/SOPC实验箱标配的电缆。 2、 严格按照 “硬件连接”中提及的顺序进行操作。 3、 禁止在数据下载过程中拔掉USB-Blaster下载电缆。
4、 USB-Blaster下载电缆与目标板连接前，请确认板上10针插座的顺序与
USB-Blaster下载电缆的10孔插头相一致，且供电电压等满足表2-4列出的要求。
疑难解答：
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