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2.1 AC620开发套件介绍

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  • TA的每日心情
    慵懒
    2021-2-24 10:16
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    发表于 2019-6-13 15:46:29 | 显示全部楼层 |阅读模式
    2.1 AC620开发套件介绍
          AC620开发板是小梅哥团队结合当下FPGA在常见嵌入式应用场合的一些基本应用,设计开发的一款资源丰富,功能全面的FPGA教学实验板。基于AC620实验板,用户能够学习基本EDA设计概念、工业通信接口、仪器仪表、工业控制、多媒体处理等方面的知识。
    芯路恒AC620开发板功能特点
    本节说明了芯路恒AC620开发板的功能以及设计特点,图 2.1 1为AC620开发板功能框图。
    2.1-1.png
    2.11 AC620开发板功能框图
    布局及组件
    图 2.1‑2为AC620开发板的元器件布局图, 它们描绘出了开发板布局以及一些接插件和关键元件的位置信息。
    2.1-2.png
    2.12 AC620开发板元器件布局图
    2.1 AC620开发板元器件介绍
      
    1
      
    DC 5V输入
    12
    CH340G
     
    19
    50M有源晶振
    2
    USB转串口接口
    13
    SP3232
     
    20
    W25Q16
    3
    JTAG连接口
    14
    RTL8201CP
     
    21
    EP4CE10F17
    4
    RS232接口
     
    16
    VP230
     
    24
    AT24C64
    5
    以太网接口
     
    17
    SP3485
     
    28
    W9812G6KH-6
    6
    音频输入接口
     
     
     
     
     
     
    7
    麦克风输入接口
     
    15
    WM8731S
     
    18
    电源电路
    8
    音频输出接口
     
    29
    ADC128S022
     
    22
    CMOS后背电池
    9
    RS485接口
     
    30
    TLV5618
     
    33
    74HC595
    10
    CAN接口
     
    31
    LM4040-2.0
     
    34
    11
    供电切换电源开关
     
     
     
     
    38
    供电输出接口
    25
    通用40针扩展接口
     
    27
    无源蜂鸣器
     
     
     
    26
    芯路恒显示扩展接口
     
    32
    HS38B
     
     
     
    35
    通用摄像头接口
     
    36
    8位数码管
     
     
     
    37
    ADC输入接口
     
    40
    3位轻触按键
     
     
     
    39
    DAC输出接口
     
    41
    4位LED灯
     
     
     

    AC620开发板拥有非常丰富的功能,从简单的逻辑到各种各样的多媒体项目,允许使用者在一个较为宽广的领域内进行数字逻辑设计。
    AC620开发板器件资源
    表2.2描述了AC620开发板上各硬件资源的详细信息。
    2.2 AC620开发板硬件资源信息
      
    FPGA主芯片EP4CE10F17C8N,拥有10K的逻辑单元,两个独立锁相环,180个用户IO管脚,423936bit嵌入式RAM,46个9位嵌入式硬件乘法器……资源丰富,完全可以满足绝大部分中小型设计的资源需求。
      
    电可擦除只读存储器(EEPROM)AT24C64,拥有64K位的存储容量,使用两线制IIC接口,可读可写,掉电数据不丢失,可用来存储各种配置数据(如触摸屏校准参数)
    动态刷新随机存取存取存储器(SDRAM)W9812G6KH-6,拥有128Mbit的存储器资源,最高运行速度166MHz,即可使用逻辑直接驱动,用来进行大量数据存储(视频图像数据,ADC采集数据),也可作为NIOS II处理器运行内存,用来运行较大的NIOS II软件系统。
    串行FLASH芯片W25Q16,拥有2M字节的存储空间,使用SPI接口,默认作为FPGA芯片的上电配置器件,当使用NIOS II软核时,还可以作为软件代码的存储空间。同时,在NIOS II中,还可以使用EPCS 控制器,将该存储器当做通用型FLASH进行读写,以存储运行过程中产生的各种数据。
    RS232收发器RS3232,3.3V供电的RS232收发器,实现TTL电平和RS232电平的互转。RS232接口作为标准的工业设备接口,存在于当前在大部分工业设备上,使用该接口,AC620可以实现对带RS232接口的设备控制。
    以太网收发器RTL8201,10M/100M以太网收发器,以太网以其便捷的组网特性,几乎存在于我们生活的每个角落,使用FPGA实现以太网,可以方便的实现采集数据的便捷传输。
    RS485收发器SP3485,3.3V供电的RS485总线收发器。工业设备中,为了保证可靠连接和组网,常使用RS485接口进行数据传输,上层使用MODBUS通信协议如。使用该接口,用户可以学习MODBUS协议的实现。
    CAN收发器VP230,TI公司生产的3.3V CAN收发器芯片,可工作在高达1MBps的速率,CAN总线以其高度的可靠性和便捷组网特性,大量应用于汽车电子系统中,使用该接口,用户可以学习CAN接口的实现和数据传输。
    ADC芯片ADC128S022,TI公司生产的12位8通道ADC芯片,采用标准的SPI串行接口,可实现对模拟信号的采集,实现对模拟信号的分析处理。
    DAC芯片TLV5618,TI公司生产的12位2通道DAC芯片,采用标准的SPI串行接口,可实现数字信号到模拟信号的转换,以实现数控系统的设计。
    USB转串口芯片CH340,实现USB转串口协议,使得AC620开发板能够使用一根普通的USB mini数据线即可与PC进行通信,实现方便灵活的通信和控制。
    红色LED灯,LED最为最基础的输出设备,单个LED能够显示两种不同的状态,4个LED组合能够最多显示16种状态,方便设计和调试。
    音频编解码器WM8731,IIS总线作为一个简单高效的音频传输总线,目前已经成了各种多媒体设备中进行音频数据传输的标配,学习使用IIS接口的音频编解码器,实现对音频数据的处理。
    红外遥控接收,开发板自带红外遥控接收器,可接收38KHz的红外遥控信号,从而为开发板提供红外遥控功能,另外,当开发板上用户按键不够用时,也可以使用红外遥控来作为开发板的扩展键盘。
    蜂鸣器,当用户有输入请求或者系统有输出请求时,使用一个蜂鸣器发声来提示用户输入或者输出有效。以获得更加直观的输入输出体验。
    串行移位寄存器74HC595,使用SPI接口,实现串行数据到并口数据的转换,通过3个IO口扩展得到更多的输出引脚。适用于IO需求量巨大的应用,如大屏LED显示、多位数码管驱动。AC620上使用两片74HC595驱动8位数码管。
    实时时钟(RTC)芯片PCF8563,IIC接口的实时时钟芯片,带后备电池,可掉电走时,为系统提供精准的时钟。
    独立按键,三个独立按键,可以作为用户控制按键,实现对系统运行状态的控制
    核心板接口资源
    同时,为了尽量提升板卡的可扩展性和实用性,AC620开发板上提供了多个通用或专用接插口,用来方便的扩展各种外设模块,接插口如表2.3所述。
    2.3  AC620开发板扩展接口
      
    一个LCD液晶屏的接口,兼容正点原子团队开发的 STM32 开发板配套液晶屏,方便大家使用手头现有的液晶屏插接到开发板上进行数据显示,同时该接口也可用来插接小梅哥 FPGA 团队开发的数码管_VGA_PS2 摄像头模块,以进行简易逻辑功能设计。小梅哥团队开发的 5 寸 TFT 触摸
      
    液晶模组也完美支持该接口,可直接插接在
      
    此接口上,进行图像的显示。
      
    一个CMOS摄像头的摄像头接口,该接口兼容市面上主流的CMOS摄像头,方便需要进行图像采集处理的用户插接摄像头进行项目开发(OV7670,OV7725,OV2640,OV5640全兼容)

    一个40Pin的排针接口,该接口与友晶DE2的单个40Pin接口完全兼容,每个接插口提供36个通用IO口,一个5V供电和一个3.3V供电。用户可以使用该接口连接一些扩展模块,以实现自定义功能。
    一组电源接口,方便喜欢DIY的用户直接从开发板上取电,给外挂模块供电,满足无限创意需求。

    开发板使用
    本节给出了AC620开发板的使用说明。
    开发板烧写配置
    AC620开发板提供了一个串行配置设备用来对Cyclone IV E FPGA芯片进行配置,上电以后配置数据可以自动从配置设备加载到FPGA,使用Quartus 软件,我们也可以在任何时候重新配置FPGA,当然也可以改变串行非易失存储设备中存储的内容,下面将描述这两种类型的配置。
    JTAG 配置:这种编程方法将FPGA配置比特流直接下载到了开发板上的 Cyclone IV E FPGA芯片中,在上电状态下,FPGA将保留此配置,逻辑功能可以正常运行,但断电以后,配置信息将会丢失,需要上电以后重新进行配置。
    JIC配置: Altera 允许我们在JTAG下载模式下配置EPCS器件,通过Quartus软件自带的转换工具,我们可以将编译生成的.sof文件转换为.jic文件,然后通过JTAG口下载到EPCS器件,这样就可以做到配置数据掉电不丢失,器件在上电时根据设置从EPCS器件中读取配置数据并完成FPGA的配置和初始化工作。
    轻触按键
    如图 2.1‑3所示,AC620开发板提供了三个轻触按键,三个按键分别被称为S0、S1、S2。此三个引脚直接与FPGA管脚相连,并接上了上拉电阻。在没有按键按下的时候,每个按键端输出的都是高电平,当按键按下的时候,被按下的按键端会输出低电平。轻触按键作为最简单的输入设备,适合在需要给系统输入控制信号的场合使用,表2.4列出了轻触按键和FPGA连接的管脚信息。
    2.1-3.png
    2.13  轻触按键和 Cyclone IV EFPGA连接关系示例
    2.4  按键管脚分配表
      
    Signial Name
      
    FPGA pin No.
    S0
    PIN_M16
    S1
    PIN_E15
    S2
    PIN_E16
    用户LED

    芯路恒开发板提供了四个红色的LED调试灯, 所有的LED灯都是通过 Cyclone IV E FPGA 直接驱动;当FPGA输出低电平时,LED点亮,当LED输出高电平时,LED灯熄灭。图 2.1‑4展示了LED和FPGA的连接关系,表2.5列出了LED和FPGA连接的管脚信息。

    2.14   流水灯 和 Cyclone IV E FPGA连接示例
    2.5 LED管脚分配表
      
    Signial Name
      
    FPGA pin No.
    LED0
    PIN_A2
    LED1
    PIN_B3
    LED2
    PIN_A4
    LED3
    PIN_A3
    时钟输入
    AC620开发板设计了三路时钟源,第一路由板载50MHz有源晶振提供,第二路由同轴接口输入,另外第三路集成在CMOS摄像头接口中(一般用于输入CMOS摄像头时钟像素时钟)。三路时钟均通过 Cyclone IV E专用的时钟引脚进行输入,保证了最好的时钟质量,并保证可以配置到对应的全局时钟链路上。图 2.1‑5展示了时钟和FPGA的连接关系,表2.6列出了FPGA时钟管脚的连接信息。
    2.1-5.png
    2.15晶振和 Cyclone IV E FPGA连接示例
      
    Signial  Name
      
    FPGA pin  No.
    REF_CLK0
    PIN_E1
    CLK_EX
    PIN_M15
    CMOS_PCLK
    PIN_M2
    表2.6  时钟管脚分配表
    GPIO接口
    芯路恒开发板提供了1个40Pin的与友晶科技DE2开发板兼容的GPIO接口, 端口使用标准的IDC3-40接口。该端口除了有 36 个引脚直接连到了 Cyclone IV E FPGA以外, 还输出了DC +5V (VCC5), DC +3.3V (VCC3P3), 和两个接地的引脚。端口名为GPIO0。 图 2.1‑6展示了 GPIO0 的端子与FPGA管脚连接方式,表2.7列出了GPIO0和FPGA连接的管脚信息。
    2.1-6.png
    2.16 GPIO0 和 Cyclone IV E FPGA连接示例
      
    Signial Name
      
    FPGA pin No.
    Signial Name
    FPGA pin No.
    GPIO0
    PIN_R1
    GPIO18
    PIN_G1
    GPIO1
    PIN_P2
    GPIO19
    PIN_G2
    GPIO2
    PIN_N2
    GPIO20
    PIN_F2
    GPIO3
    PIN_N1
    GPIO21
    PIN_F5
    GPIO4
    PIN_L2
    GPIO22
    PIN_F1
    GPIO5
    PIN_L1
    GPIO23
    PIN_D1
    GPIO6
    PIN_K2
    GPIO24
    PIN_E5
    GPIO7
    PIN_K1
    GPIO25
    PIN_D3
    GPIO8
    PIN_J2
    GPIO26
    PIN_B1
    GPIO9
    PIN_J1
    GPIO27
    PIN_C2
    GPIO10
    PIN_L6
    GPIO28
    PIN_D4
    GPIO11
    PIN_L3
    GPIO29
    PIN_C3
    GPIO12
    PIN_K6
    GPIO30
    PIN_D6
    GPIO13
    PIN_L4
    GPIO31
    PIN_D5
    GPIO14
    PIN_K5
    GPIO32
    PIN_A5
    GPIO15
    PIN_J6
    GPIO33
    PIN_C6
    GPIO16
    PIN_G5
    GPIO34
    PIN_F9
    GPIO17
    PIN_F3
    GPIO35
    PIN_B6
    2.7  GPIO0管脚分配表
    红外接收
    AC620开发板包含一个红外接收模块 IR,使用红外接收电路,我们可以接收38KHz的红外遥控信号,然后使用FPGA解码得到相应的数据内容。图 2.1‑7展示了红外接收电路和FPGA的电路连接关系,表2.8列出了红外接收电路和FPGA连接的管脚信息。
    2.1-7.png
    2.17红外接收电路和 Cyclone IV E FPGA连接示例
      
    Signial Name
      
    FPGA pin No.
    IRDA_RXD
    PIN_M1
    2.8  红外接收电路管脚分配表
    SDRAM
    AC620开发板设计了一个最大可安装256Mb的SDRAM电路,实际生产时使用 128Mb的SDRAM存储器, 该芯片与FPGA相连的数据总线位宽为16 bit, SDRAM采用3.3V供电。
    图 2.1‑8展示了SDRAM和FPGA之间的连接关系,表2.9列出了SDRAM和FPGA连接的管脚信息。
    2.1-8.png
    图 2.1 8 SDRAM 和 Cyclone IV E FPGA连接示例
      
    Signial Name
      
    FPGA pin No.
    Signial Name
    FPGA pin No.
    sdram_addr0
    PIN_P11
    sdram_dqm0
    PIN_T8
    sdram_addr1
    PIN_L10
    sdram_dqm1
    PIN_R10
    sdram_addr2
    PIN_P14
    sdram_dq0
    PIN_R3
    sdram_addr3
    PIN_T13
    sdram_dq1
    PIN_T3
    sdram_addr4
    PIN_N12
    sdram_dq2
    PIN_R4
    sdram_addr5
    PIN_M11
    sdram_dq3
    PIN_T4
    sdram_addr6
    PIN_L11
    sdram_dq4
    PIN_R5
    sdram_addr7
    PIN_T15
    sdram_dq5
    PIN_T5
    sdram_addr8
    PIN_R14
    sdram_dq6
    PIN_R6
    sdram_addr9
    PIN_T14
    sdram_dq7
    PIN_R8
    sdram_addr10
    PIN_M10
    sdram_dq8
    PIN_R9
    sdram_addr11
    PIN_R13
    sdram_dq9
    PIN_K9
    sdram_addr12
    PIN_N11
    sdram_dq10
    PIN_L9
    sdram_ba0
    PIN_T12
    sdram_dq11
    PIN_K8
    sdram_ba1
    PIN_M9
    sdram_dq12
    PIN_L8
    sdram_cas_n
    PIN_R11
    sdram_dq13
    PIN_M8
    sdram_cke
    PIN_T11
    sdram_dq14
    PIN_N8
    sdram_clk
    PIN_T10
    sdram_dq15
    PIN_P9
    sdram_cs_n
    PIN_R12
    sdram_ras_n
    PIN_N9
    sdram_we_n
    PIN_T9
           
    摄像头接口
    芯路恒开发板支持视频图像项目的开发,板载的CMOS接口可以用来连接OV7670(30W)、OV7725(30W)、OV2640(200W)、OV5640(500W)、OV5642(500W)等常用图像采集摄像头,如图 2.1 9所示。配合AC620开发板板载的片外SDRAM数据存储器,用户可以进行数字图像的采集处理,也可以很方便地验证图像领域的各种算法。图 2.1 10给出了CMOS端子和FPGA连接关系,表2.13列出了摄像头接口和FPGA连接的管脚信息。
    2.1-9.jpg


    2.19 Camera常见的兼容模组
    2.1-10.png
    2.110 Camera和 Cyclone IV E FPGA连接示例
    2.13 摄像头管脚分配表
      
    Signial Name
      
    FPGA pin No.
    Signial Name
    FPGA pin No.
    CMOS_D0
    PIN_K10
    CMOS_HREF
    PIN_N3
    CMOS_D1
    PIN_P8
    CMOS_PCLK
    PIN_M2
    CMOS_D2
    PIN_M7
    CMOS_PWDN
    PIN_P1
    CMOS_D3
    PIN_T6
    CMOS_SCLK
    PIN_T2
    CMOS_D4
    PIN_N6
    CMOS_SDA
    PIN_R7
    CMOS_D5
    PIN_P6
    CMOS_RST
    PIN_T7
    CMOS_D6
    PIN_L7
    CMOS_VSYNC
    PIN_M6
    CMOS_D7
    PIN_P3
    CMOS_XCLK
    PIN_N5
    IIC总线(EEPROM+RTC+WM8731)

    芯路恒开发板有4个设备使用IIC总线,分别为AT24C64的EEPROM存储器、PCF8563型实时时钟芯片、WM8731控制接口以及CMOS摄像头接口,其中,CMOS摄像头接口上的IIC配置总线单独与FPGA连接,不与其他IIC器件共享总线,EEPROM存储器、PCF8563型实时时钟芯片、WM8731控制接口共享同一个IIC总线。图 2.1‑11给出了EEPROM+RTC+WM8731与FPGA的连接关系,表2.10列出了IIC接口器件和FPGA连接的管脚信息,表2.11列出了三个IIC器件的器件地址。
    2.1-11.png
    图 2.1 11 IIC总线和 Cyclone IV E FPGA连接示例
    2.10 IIC管脚分配表
      
    Signial Name
      
    FPGA pin No.
    IIC_SCL
    PIN_D8
    IIC_SDA
    PIN_F7
    2.11 IIC器件的器件地址

      
    器件名称
      
    器件地址
    AT24C64
    0xA0
    PCF8563
    0xA2
    WM8731
    0x34
    通用显示扩展接口
    AC620开发板上提供了一个兼容性强大的2*18通用显示扩展接口,该接口的引脚配置完全兼容正点原子团队推出的STM32F103系列开发板的液晶屏接口。用户通过该接口可以连接非常多的显示设备,如图 2.1 12所示的正点原子团队推出的各尺寸MCU液晶屏接口,也可连接小梅哥FPGA团队推出的5寸800*480 RGB接口的显示屏(代替VGA显示器),还可连接小梅哥FPGA团队推出的24位高性能VGA输出模块。当然,用户也可以使用该接口作为通用扩展接口连接用户自己的设备。图 2.1 13给出了通用显示扩展接口与FPGA的连接关系,表2.12列出了通用显示扩展接口和FPGA连接的管脚信息。
    2.112   兼容第三方显示屏列表
    2.1-13.png


    2.113   通用显示扩展接口与FPGA连接
    2.12 通用显示扩展接口管脚分配表
      
    Signial Name
      
    FPGA pin No.
    Signial Name
    FPGA pin No.
    GPIO2_0
    PIN_F13
    GPIO2_14
    PIN_L15
    GPIO2_1
    PIN_F16
    GPIO2_15
    PIN_J13
    GPIO2_2
    PIN_F15
    GPIO2_16
    PIN_K12
    GPIO2_3
    PIN_G15
    GPIO2_17
    PIN_L12
    GPIO2_4
    PIN_F14
    GPIO2_18
    PIN_M12
    GPIO2_5
    PIN_G11
    GPIO2_19
    PIN_L13
    GPIO2_6
    PIN_J11
    GPIO2_20
    PIN_L14
    GPIO2_7
    PIN_J12
    GPIO2_21
    PIN_N16
    GPIO2_8
    PIN_K11
    GPIO2_22
    PIN_N15
    GPIO2_9
    PIN_J14
    GPIO2_23
    PIN_P16
    GPIO2_10
    PIN_J16
    GPIO2_24
    PIN_P15
    GPIO2_11
    PIN_J15
    GPIO2_25
    PIN_R16
    GPIO2_12
    PIN_K16
    GPIO2_26
    PIN_N13
    GPIO2_13
    PIN_K15
    GPIO2_27
    PIN_N14
    USBto UART

    为了方便开发板与PC机相连,AC620上提供了一个USB转串口的电路,该USB可以直接作为开发板供电端口,也可以作为一个串口电路使用,通过串口(UART),可以很方便的实现芯路恒开发板与计算机之间的通信。图 2.1‑14给出了USB转TTL电路和FPGA连接关系,表2.14列出了USB转TTL电路和FPGA连接的管脚信息。
    2.1-14.png
    2.114   USB转TTL电路和 Cyclone IV E FPGA连接示例
    2.14 UART管脚分配表
      
    Signial Name
      
    FPGA pin No.
    UART_RX
    PIN_B5
    UART_TX
    PIN_A6
    电源拓展端口

    为了方便用户添加DIY模块或者其他外设,AC620开发板提供了一组电源拓展端子,通过这些端子,其他类型的开发板或外设可以方便的实现和AC620开发板的共地或者共电源,以此形成一个大型的系统。图 2.1‑15展示了三组电源拓展端子的连接属性。
    2.1-15.png
    图 2.1 15   电源拓展端子示例
    无源蜂鸣器驱动电路
    芯路恒开发板为用户配备了发声装置—无源蜂鸣器。用户可以根据自己的喜好播放音乐,也可以将蜂鸣器作为报警装置,在某些需要的时刻发出警报声。图 2.1 16给出了无源蜂鸣器和FPGA的连接关系,表2.15列出了蜂鸣器电路和FPGA连接的管脚信息。
    2.15 蜂鸣器管脚分配表
      
    Signial Name
      
    FPGA pin No.
    BEEP
    PIN_L16
    音频编解码电路
    AC620开发板上提供了一个高品质的24位音频接口,该接口使用Wolfson公司的WM8731音频编解码芯片。WM8731带有麦克风输入,音频输入和音频输出端口,音频采样率从8KHz到96Khz可设置。该芯片使用IIS接口传输音频,使用IIC接口接受来自FPGA的控制,AC620上,IIC总线上总共连接了EEPROM、RTC和WM8731三个设备,因此当需要同时使用到此三个设备时,请重点关注IIC主机的逻辑设计。图 2.1‑17为WM8731与Cyclone IV E的连接关系,表2.16列出了音频编解码电路和FPGA连接的管脚信息。
    2.1-17.png
    2.117   WM8731与Cyclone IV E的连接关系
    2.16 音频编解码器管脚分配表
      
    Signial Name
      
    FPGA pin No.
    AUD_ADCLRCK
    PIN_B10
    AUD_ADCDAT
    PIN_A10
    AUD_DACLRCK
    PIN_A9
    AUD_DACDAT
    PIN_F8
    AUD_XCK
    PIN_A7
    AUD_BCLK
    PIN_B8
    I2C_SCLK
    PIN_D8
    I2C_SDAT
    PIN_F7
    以太网收发器
    AC620开发板通过一片Realtek的RTL8201以太网PHY提供对以太网连接的支持,RTL8201是一片10M/100M自适应以太网收发器,提供MII/SNI接口的MAC连接。在Cyclone IV E器件中,调用三速以太网IP核(MAC),实现完整的以太网连接。或者用户使用Verilog编写的自定义用户逻辑来实现以太网连接。图 2.1‑18为RTL8201与Cyclone IV E的连接关系,表2.17列出了以太网电路和FPGA连接的管脚信息。
    2.118   为RTL8201与Cyclone IV E的连接关系
    表2.11 以太网收发器管脚分配表
      
    Signial Name
      
    FPGA pin No.
    Signial Name
    FPGA pin No.
    ETH0_TX_EN
    PIN_C14
    ETH0_RX_DV
    PIN_A15
    ETH0_TXCLK
    PIN_D11
    ETH0_RX_ER
    PIN_F11
    ETH0_TXD0
    PIN_C11
    ETH0_RXCLK
    PIN_A13
    ETH0_TXD1
    PIN_B12
    ETH0_RXD0
    PIN_E10
    ETH0_TXD2
    PIN_A12
    ETH0_RXD1
    PIN_B14
    ETH0_TXD3
    PIN_B11
    ETH0_RXD2
    PIN_A14
    ETH0_MDC
    PIN_E11
    ETH0_RXD3
    PIN_B13
    ETH0_MDIO
    PIN_D12
    ETH0_COL
    PIN_A11
    ETH0_RST_N
    PIN_D14
    ETH0_CRS
    PIN_F10
    RS232接口

    AC620开发板上,提供了一个RS232接口,用于实现和带标准RS232接口的设备进行连接,以实现相应的数据传输和控制功能。RS232接口使用标准的DB9公口连接器,和Cyclone IV E之间使用电平转换芯片,实现TTL电平和RS232电平之间的转换。图 2.1‑19为SP3232与Cyclone IV E的连接关系,表2.18列出了RS232电路和FPGA连接的管脚信息。
    2.1-19.png
    2.119   SP3232与Cyclone IV E的连接关系
    xxx    RS232管脚分配表
      
    Signial Name
      
    FPGA pin  No.
    RS232_TXD
    PIN_A8
    RS232_RXD
    PIN_B9
    RS485接口

    AC620开发板上,提供了一个RS485接口,用于实现和常见的带RS485接口的工业设备进行连接,以实现相应的数据传输和控制功能。RS485接口配合上层MODBUS协议,广泛应用于各种自动化工业设备接口。RS485接口使用XH2.54防呆连接器,和Cyclone IV E之间使用SP3485收发器芯片进行连接,实现TTL电平和RS485电平之间的转换。图 2.1‑20为SP3485与Cyclone IV E的连接关系,表2.19列出了RS485电路和FPGA连接的管脚信息。
    2.1-20.png
    图 2.1 20   SP3485与Cyclone IV E的连接关系
      
    Signial Name
      
    FPGA pin No.
    RS485_TXD
    PIN_C16
    RS485_REN
    PIN_D16
    RS485_RXD
    PIN_D15

    CAN接口
    AC620开发板上,提供了一个CAN接口,用于实现和常见的带CAN接口的工业设备进行连接,以实现相应的数据传输和控制功能。CAN总线以其高度的可靠性和便捷的组网特性,广泛应用于汽车电子系统中。CAN接口使用XH2.54防呆连接器,和Cyclone IV E之间使用VP230 CAN收发器芯片进行连接,实现TTL电平和CAN总线电平之间的转换。图 2.1 21为VP230与Cyclone IV E的连接关系,表2.20列出了CAN电路和FPGA连接的管脚信息。
    2.1-21.png

    2.121   VP230与Cyclone IV E的连接关系
    xxx   CAN管脚分配表
      
    Signial Name
      
    FPGA pin No.
    CAN_TXD
    PIN_B16
    CAN_RXD
    PIN_C15
    12位8通道ADC
    AC620开发板上使用一片TI公司生产的ADC128S022型ADC芯片实现模拟和数字信号之间的转换,该芯片提供一个12位采样精度的ADC和8个模拟输入通道,转换速率最高200Ksps,模拟输入信号电压范围为0~VA(模拟供电电压),使用该电路,用户可以非常方便的实现多路模拟电源的高精度测量。ADC128S022对外提供一个标准的SPI数字接口,将该数字接口连接到Cyclone IV E上,可以实现通过Cyclone IV E控制ADC128S022实现模拟电源到数字信号的转换。图 2.1‑22为ADC128S022与Cyclone IV E的连接关系,表2.21列出了ADC电路和FPGA连接的管脚信息。

    2.1-22.png
    图 2.1 22    ADC128S022与Cyclone IV E的连接关系

    12位2通道DAC
    AC620开发板上使用一片TI公司生产的TLV5618型DAC芯片实现数字信号到模拟信号之间的转换。TLV5618提供两个12位采样精度的DAC输出通道,转换速率最短为1us,模拟输出信号电压范围为0~2Vref,AC620开发板上使用一颗LM4040-2.0精密参考源芯片,为TLV5618提供2.048V的精密参考源,因此整个DAC电路的输出电压范围为0V~4.096V。使用该电路,用户可以非常方便的实现多路模拟信号输出,进行数控系统的设计。ADC128S022对外提供一个标准的SPI数字接口,将该数字接口连接到Cyclone IV E上,可以实现通过Cyclone IV E传输数字信号给TLV5618,最终得到对应的模拟电压信号的功能。图 2.1 23为TLV5618与Cyclone IV E的连接关系,表2.22列出了DAC电路和FPGA连接的管脚信息。
    2.1-23.png
    2.123   TLV5618与Cyclone IV E的连接关系
    xxx   DAC管脚分配表
      
    Signial Name
      
    FPGA pin No.
    DAC_CS_N
    PIN_E8
    DAC_DIN
    PIN_C8
    DAC_SCLK
    PIN_E7
    7段8位数码管
    为了提供一种最简单直观的显示,AC620开发板上提供了一个7段8位共阳极数码管电路,为了减少对FPGA引脚资源的占用,AC620开发板上的数码管采用串行移位寄存器芯片将串行数据转化为16位并行数据后进行驱动。Cyclone IV E通过3根数据线,连接到两片级联的串行移位器芯片74HC595上,再由74HC595将每次16位串行的数据转化为16位并行的数据,分别用以驱动7段8位数码管的段选和位选,图 2.1‑24为74HC595与Cyclone IV E的连接关系,表2.23列出了数码管电路和FPGA连接的管脚信息。
    2.1-24.png
    2.124   74HC595与Cyclone IV E的连接关系
    xxx   74HC595数码管驱动电路管脚分配表

      
    Signial Name
      
    FPGA pin No.
    SEG7_SCLK
    PIN_F6
    SEG7_DIO
    PIN_E6
    SEG7_RCLK
    PIN_B4






    2.1-4.png
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