[发明专利]EDA教学开发实验箱

说明书

技术领域

本发明涉及教学设备领域，尤其涉及一种EDA教学开发实验箱。

背景技术

EDA(Electronic Design Automation)电子设计自动化是集成电路设计的一个重要特征。高等院校针对微电子、电子工程、通信工程、计算机等专业的学生由浅入深开设了数字集成电路、大规模可编程器件、硬件描述语言、现代DSP技术、嵌入式Nios处理器原理与应用等EDA相关课程，由于目前用于EDA相关课程的教学实验箱包含的模块不够全面，从而导致许多高校学生空有理论知识，实践动手能力和创新能力却普遍欠缺。因此，为了逐步提高学生的动手实践能力和创新思维能力，急需一套能够适用于不同教学阶段且能够开展创新性实验的实验箱来配合理论教学。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种EDA教学开发实验箱，旨在解决用于EDA相关课程的教学实验箱包含的模块不够全面的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种EDA教学开发实验箱，用于电子设计自动化EDA、SOPC(System on a Programmable Chip)可编程片上系统教学实验开发，实验箱包括主控芯片及扩展模块，所述主控芯片包括若干I/O口，所述扩展模块包括与对应I/O口通信连接的液晶触摸屏、电机模块、视频模块、接口模块、音频模块、交通灯模块、ADC/DAC模块、存储模块、温度传感器模块、红外收发模块、时钟源模块、信号源模块及显示模块；所述主控芯片发出控制信号控制所述扩展模块的运行。

优选地，所述视频模块包括视频输入模块、视频输出模块，所述视频输入模块的输入端与摄像头连接，所述视频输入模块的输出端与视频输出模块的输入端连接，所述视频输出模块的输出端与液晶触摸屏连接；所述视频输入模块在所述主控芯片的控制下，将摄像头采集的视频数据导入并进行编码输出至视频输出模块，所述视频输出模块在所述主控芯片的控制下，将所述视频输入模块传递的视频数据进行解码并输出至液晶触摸屏进行显示。

优选地，所述接口模块包括VGA(Video Graphics Array)视频图形阵列接口、串行接口、以太网卡接口、USB接口、SD卡接口、PS2接口以及CF卡接口，其中，所述VGA接口的一端与所述视频输出模块的输出端连接，所述VGA接口的另一端与外接显示器连接，用于将所述摄像头采集的视频数据传递至外接显示器显示；所述串行接口用于将主控芯片与外接RS-232协议的通信设备通信连接；所述以太网卡接口用于将主控芯片与外接TCP/IP协议的通信设备通信连接；所述USB接口用于连接所述主控芯片与外接USB存储器，用于主控芯片读取外接USB存储器的数据；所述SD卡接口用于连接所述主控芯片与外接SD卡，用于主控芯片读取外接SD卡内的数据；所述CF卡接口用于连接所述主控芯片与外接CF卡，用于主控芯片读取外接CF卡内的数据；所述PS2接口用于连接主控芯片与外接鼠标、键盘。

优选地，所述时钟源模块包括晶振，所述晶振与所述主控芯片连接，所述晶振用于产生不同频率的时钟信号，传递至主控芯片，为所述主控芯片提供系统时钟信号。

优选地，所述音频模块包括麦克风及耳机接口，所述麦克风用于将音频信号转化为电信号传输至主控芯片处理，所述耳机接口连接耳机，用于播放音频信号。

优选地，所述电机模块包括直流电机单元和步进电机单元，所述直流电机单元包括霍尔传感器和直流电机，所述霍尔传感器与所述主控芯片连接，所述步进电机的控制端与所述主控芯片连接，所述霍尔传感器用于测量所述直流电机的转速，所述主控芯片通过所述霍尔传感器读取所述直流电机的转速，并根据所述转速调节所述PWM的调制频率；所述步进电机单元的控制端与所述主控芯片连接，所述主控芯片用于控制所述步进电机的正转、反转及转动角度。

优选地，所述交通灯模块包括模拟交通灯用的LED灯组，所述LED灯组包括四组，且均与所述控制芯片对应的I/O口连接，所述控制芯片通过I/O口输出控制信息，控制四组LED灯组按照预设的交通灯规则点亮与熄灭。

优选地，所述信号源模块用于提供正弦波、方波、三角波及锯齿波模拟信号，所述模拟信号的频率范围为50Hz-80KHz，幅度为0-3.3V。

优选地，所述ADC/DAC模块包括ADC单元及DAC单元，所述ADC单元包括用于采集模拟信号并将所述模拟信号转换为数字信号传递至主控芯片，所述DAC单元用于将主控芯片输出的数字信号转换为模拟信号并输出。