《电子系统设计与实践》实验教程

电子系统设计与实践实验教程前言PAGE118PAGE117肇庆学院光机电一体化综合性实验教学示范中心实验教材之十一电子系统设计与实践实验教程肇庆学院电子信息与机电工程学院编二00八年九月内容简介本教程是与《电子设计制作与调试》、《电子系统设计与实践》相配套的实验教材。本教程设计开发了一批实验项目，整个教程内容主要分几个模块：综合设计性实验、SOPC系统设计实验、历届全国大学生电子设计竞赛题目集等。各种实验的安排由浅入深，学生可根据不同能力层次选择相应的实验项目。本教程是学生在修完模拟电子技术、数字电子技术、高频电子技术、单片机原理、可编程逻辑器件等课程后的后继综合性设计性实践课程，是对上述课程内容的继承和综合。该教程以实验为主，理论辅导为辅，部分实验为自选实验，可供学生利用课外实验室开放时间进行开放设计性实验，通过自行设计、自己动手实验，在完成比较复杂的综合实验过程中，加深对课本上理论和概念的理解，培养独立获取知识的自学能力、解决问题的实践技能和创新设计的综合能力。本教程可作为高等院校电子信息、电气工程及其自动化等相关专业的电子系统设计实验教材，也可作为部分课程设计、毕业设计选题参考书。前言随着数字电子技术的高速发展，30年前从未有过的大量学科纷纷出现在高等教育的课程设置中。如DSP技术、SOC设计、EDA技术、计算机组成与设计、数字通信、嵌入式系统、工业自动化、硬件描述语言、面向用户的微电子技术、软件无线电、硬件智能演化技术等等。这其中许多被列为当今的核心科技学科，自主型科学技术的重心，引领着未来电子技术的发展方向，也预示着前景良好的就业取向。本教程采用开放式实验教学模式。所谓开放式实验教学,是指由学生自己根据实验题目的要求,独立拟定实验设计方案,设计实验电路,完成实验过程,辅导老师只负责对实验方案进行审查,在实验过程中给予必要的启发与引导,实验完成以后对实验结果和报告进行评价。实验内容及要求应具有开放性、探索性和创新性,让学生在“开放的空间”里自由开动脑筋,形成自由学习的氛围。为了使学生能在这种开放、宽松的实验环境下，充分发挥自己的主观能动性和聪明才智，将实验做得更好、收获更大，特对教程内容进行大幅增删，按照开放式实验教程建设的指导思想:加强基础、突出创新、开拓思维、培养能力、提高素质。大幅压缩验证性实验,保证必要的基础性实验,改造传统实验方法，加强综合设计性实验,加强基础知识和现代工程技术的融合。构建以“基本技能培养→综合设计能力培养→创新设计能力培养”三个培养层次的开放式实验教学体系。在有效地保证大面积学生教学质量的同时,使优秀学生能脱颖而出，使学生创新能力和实践动手能力得到一定程度的锻炼。本实验教程具有如下一些特点：（一）突出强调以学生为主，独立自主地完成实验每次实验前提供一份实验任务书，学生根据任务书的要求，独立选用设计方案，独立进行实验操作，灵活安排实验进程，独立对实验结果进行分析评定，最后独立完成综合实验报告(其格式参照附录A)。在教学方式上表现出以学生独立操作为主，教师指导为辅，教师只是在学生经过了反复实验、深入思考仍存在疑问时才给予必要的指点。同时，实验任务有一定的难度和一定的工作量，其模式模仿电子设计竞赛的格式，一般以三人为一设计小组，实验课题需要学生经过团队的不懈努力和团队协助才可以很好地完成。因此，课程的整个学习过程是教师帮助学生形成自己的问题，学生自觉地控制自己的学习行为。（二）强调实验的设计性与实践探索性整门实验课程的学习充分体现了实验的设计性与实践探索性。设计性：学生根据设计任务书的要求，通过自行到图书馆查阅相关文献资料，通过比较推敲，选定设计方案，并制定相应的实现过程。实践探索性：学生制定的设计方案是否完全可行、如何对实验现象进行合理解释，如何对实验效果进行评定，需要学生自己通过严格的实验来探索、检验、分析和修正，并提出正确的解决方案。特别是，我们要求设计结果实现的系统性能不要局限于基本要求，尽可能拓展功能，以实现越多功能越好。这就要求学生必须查阅更多资料并具有更高的实践动手能力。提高了学生的分析问题和解决问题的能力，又锻炼了学生的实验技能和动手能力。设计性与实践探索性相结合践行了理论联系实践的教学思想，设计性体现出理论知识的具体应用，实践探索性体现出通过实践深化对理论知识的理解，既丰富了学生的理论知识，又培养了学生的创新意识和求真务实的科学精神。（三）采用指定题目和可选题目相结合的实验模式，提高学生选题的自由度和兴趣指定实验题目，是学生必须按照规定的内容去完成实验要求；可选实验模块，是学生可根据提供的实验模块内容，自主选择感兴趣的实验题目。由于这些实验全部是综合性、设计性实验,涉及的知识面较广,所以将实验的选择权交给了学生。对于指定题目的实验，由于设计的内容需要用到规定章节的知识点，一般都限定了题目方向，学生的思维自由度不高，但可对内容实现的功能进行扩展；对于可选题目，学生根据自己的特长爱好选择其中1～2个项目进行研究,设计范畴涉及到:气压、温度、超声波、位移等检测技术和声光报警、电机控制等控制技术。如音乐播放器、水塔水位自动控制系统、出租车计价器设计等。然后再进行理论性设计,并以科技论文的形式撰写实验报告。若有兴趣,还可以在课外进入开放实验室进行设计制作。这种选择模式打破了“学生为做实验而做实验”的局面,真正做到“学生想做实验而做实验”的格局,创造出一种严谨、宽松的氛围。(四)改革实验教学方式,采取了独立自主、分散进行的开放式实验教学模式由于实验有一定的难度，学生对实验设备和操作技术比较陌生，容易在实验过程中出错。因此，允许每位学生根据自己的学习生活具体情况安排各自的实验，实验室对学生开放，这样就使每位学生都有充裕的时间进行实验，而不会因为时间紧迫胡乱对付完成实验，实验失败的同学可以安排时间重做实验，有浓厚兴趣的同学可以安排时间尝试创新，如改进和增加新的功能，例如在数字钟设计实验中，除了必须完成基本的时分秒计时和显示功能外，还可加校时、报时、万年历、触摸报时、测温度等功能。这样既充分发挥了学生的主观能动性使其能够更好地完成实验，又充分利用了设备并避免了因实验条件有限对学生实验的影响，从而保证了实验教学的高质量和良好效果。总的来说,这种实验模式营造了一种学生独立完成科学实验的学术氛围，有利于提高学生学习的主动性和自觉性,更利于发挥学生的聪明才智,培养学生的工程意识和创新能力。最后要强调的是，本实验教程旨在引路，不会带领同学们掌握更深层次的设计开发，更高级的设计应用要依靠同学们自己去学习和挖掘。本教程适合作为电子信息、电气工程及其自动化等专业电子系统设计实验指导教材。作者相信同学们只要认真、勤奋地实践教程中的内容，就能体会到由实践而带来的一次又一次的成就感；而成就感是学习过程中的快乐源泉，学习效率也会因此而提高。最后感谢肇庆学院省级光机电一体化综合性实验教学示范中心对本教程的资助，使本教程得以快速编写印刷。本教程由元泽怀执笔编写，由于作者的水平有限，加上时间紧迫，书中内容难免有疏忽、不恰当甚至错误的地方，恳请各位同行、老师及同学们不吝指正，以便修订。编者2008年8月电子系统设计与实践实验教程目录目录前言 I第1章综合设计性实验 11.1限选实验题目 11.1.1函数发生器设计 11.1.2数控直流稳压电源设计 21.1.3音频功放器设计 31.1.4数字电压表设计 41.1.5频率合成器设计 41.1.6多功能数字钟设计 51.1.7数字频率计设计 51.1.8红外多路遥控器设计及应用 61.1.9无线多路遥控器设计及应用 71.1.10多功能电子琴设计 71.2自选实验题目（开放性实验） 81.2.1温度测量与控制器设计 81.2.2音乐彩灯控制器 91.2.3多路防盗报警器设计 101.2.4家用风扇控制器设计 121.2.5灌药颗粒计数控制系统 121.2.6电子活动靶红外线光电打靶游戏器 131.2.7无线报警系统的设计 141.2.8水位控制器设计 141.2.9电子秤的设计 151.2.10电子密码锁的设计 151.2.11出租车计价器的设计 151.2.12公共汽车自动报站系统的设计 161.2.13音乐门铃的设计 161.2.14自行车里程表 171.2.15市内电话计费电路的设计 181.2.16点阵电子显示屏制作 181.2.17电表IC卡管理装置的设计 191.2.18自动控制升降旗系统 201.2.19液位自动控制装置 211.2.20消防智能电动车 22第2章SOPC系统设计实验 242.1SOPC软件编程基础实验 242.1.1PIO输出实验1—流水灯控制 242.1.2通过C库函数访问UART 272.1.3通过HALAPI函数访问UART 302.2SOPC软件编程高级实验 332.2.1频率计实验 332.2.2直流电机直流脉宽调速（PWM）实验 362.2.3乐曲播放实验 412.2.416×16点阵LED实验 50第3章历届全国大学生电子设计竞赛题目集 543.1第一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛题目 543.1.1简易数控直流电源 543.1.2多路数据采集系统 553.2第二届（1995年）全国大学生电子设计竞赛题目 563.2.1实用低频功率放大器 563.2.2实用信号源的设计和制作 583.2.3简易无线电遥控系统 593.2.4简易电阻、电容和电感测试仪 603.3第三届（1997年）全国大学生电子设计竞赛题目 623.3.1直流稳定电源 623.3.2简易数字频率计 633.3.3水温控制系统 643.3.4调幅广播收音机* 653.4第四届（1999年）全国大学生电子设计竞赛题目 663.4.1

测量放大器 663.4.2数字式工频有效值多用表 683.4.3频率特性测试仪 703.4.4短波调频接收机 723.4.5

数字化语音存储与回放系统 733.5第五届（2001年）全国大学生电子设计竞赛题目 743.5.1

波形发生器 743.5.2简易数字存储示波器 753.5.3自动往返电动小汽车 773.5.4高效率音频功率放大器 793.5.5数据采集与传输系统 803.5.6调频收音机 823.6第六届（2003年）全国大学生电子设计竞赛题目 843.6.1电压控制LC振荡器 843.6.2宽带放大器 853.6.3低频数字式相位测量仪（C题） 873.6.4简易逻辑分析仪 893.6.5简易智能电动车 913.6.6液体点滴速度监控装置 933.7第七届（2005年）全国大学生电子设计竞赛题目 943.7.1正弦信号发生器 943.7.2集成运放参数测试仪 963.7.3简易频谱分析仪 993.7.4单工无线呼叫系统 1013.7.5悬挂运动控制系统 1023.7.6数控直流电流源（F题） 1043.7.7三相正弦波变频电源 1053.8第八届（2007年）全国大学生电子设计竞赛题目 1073.8.1音频信号分析仪 1073.8.2无线识别装置 1083.8.3数字示波器 1113.8.4程控滤波器 1123.8.5开关稳压电源 1143.8.6电动车跷跷板 116附录A电子系统设计实验报告格式 120附录BSmartSOPC核心板FPGA引脚分配 134参考文献 140电子系统设计与实践实验教程第1章综合设计性实验第1章综合设计性实验本章实验分两部分，第一部分为限选实验题目，主要是结合课堂教学需要而安排的实验选题；第二部分为自选实验题目，可供期末综合考核选题，或学生进行实验室开放实验参考选题，供学生利用计划课时外时间进行设计训练。1.1限选实验题目1.1.1函数发生器设计一、设计任务：设计并制作一个函数（波形）发生器。其参考设计电路见下图1-1所示。二、设计要求：1．基本要求（1）能输出频率f=20Hz~2kHz并连续可调的正弦波，三角波和方波。正弦波：峰-峰值Vp-p≈3V,非线形失真系数≤5%三角波：Vp-p≈5V方波：Vp-p≈10V（2）能输出频率f=20Hz~500Hz并连续可调的锯齿波和矩形波。锯齿波：Vp-p≈3V,负斜率连续可调。矩形波：Vp-p≈12V,占空比为50%~90%并连续可调。（3）用±12V电源供电。2．扩展功能（1）可通过键盘设定信号输出频率,并加入显示电路,将测试频率结果显示出来。（2）能输出扫频波,并要求扫频频率按步进值为10HZ进行扫频测试。（3）设计图形显示电路,显示输出的函数信号。★设计提示：采用8038+单片机的设计方案，比较容易实现系统的扩展功能！图1-1函数信号发生器参考电路图注：将k置于1，将整个电路分成函数波形发生器部分和锯齿波，矩形波发生器部分；当开关k打到2位时，ICL8038输出的是扫频信号。1.1.2数控直流稳压电源设计一、设计任务：设计并制作出有一定输出电压范围和功能的数控电源。其原理示意图如下：图1-2数控直流稳压电源系统组成框图二、设计要求：1．基本要求

（1）输出电压：范围0～＋9.9V，步进0.1V，纹波不大于10mV；

（2）输出电流：500mA；

（3）输出电压值由数码管显示；

（4）由“＋”、“－”两键分别控制输出电压步进增减；

（5）为实现上述几部件工作，自制一稳压直流电源，输出±15V，＋5V。2．发挥部分

（1）输出电压可预置在0～9.9V之间的任意一个值；

（2）用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V不变）；

（3）扩展输出电压种类（比如三角波等）；（4）其它功能。1.1.3音频功放器设计一、设计任务：设计并制作一音响放大器，要求具有电子混响延时，音调输出控制、卡拉OK伴唱，对话筒与录音机的输出信号进行扩音。二、技术指标额定功率P0≥1W(γ＜3％)；负载阻抗RL=8Ω；截止频率fL=40Hz，fH=10kHz；音频控制特性1kHz处增益为0dB，100Hz和10kHz处有上±12dB的调节范围，AVL=AVH≥20dB；话放级输入灵敏度5mV；输人阻抗Ri<<20Ω。三、设计要求：1．基本要求（1）测试结果基本符合技术指标要求；（2）音响音质基本没有电流声，整体性能较好。2．扩展功能（1）提升输出功率，如100W；（2）增加数字音量控制及指示电路；（3）增加其它功能。1.1.4数字电压表设计一、设计任务设计并制作一3位半数字电压表。二、技术指标直流电压测量范围（0～200）V，共分4档：200mV、2V、20V和200V；测量速度（2～5）次/s任选；分辨率0.1mV；测量误差γ<±0.1%。三、设计要求1．基本要求：（1）具有正、负电压极性显示。（2）小数点显示。（3）超量程显示。（4）量程自动转换等。2．扩展功能：（1）拓展显示位数，如4位半等。（2）增加测电流、电阻等功能，将电压表拓展为数字万用表。1.1.5频率合成器设计一、设计任务已知电源电压VDD=±5V，晶振频率为1MHZ，用CC4046设计一频率合成器。二、技术指标工作频率范围为100HZ~100KHZ，分为三个频段。100HZ~1KHZ，频率间隔为100HZ；1KHZ~10KHZ，频率间隔为1KHZ；10KHZ~100KHZ，频率间隔为10KHZ。三、设计要求1．基本要求（1）设计其组成电路及确定电路各参数。（2）测量频率合成器的基准频率、工作频率范围、频率间隔。（3）改变电源电压VDD=±12V，重新测量（2）内容。2．发挥部分（1）实现频率显示。（2）采用其它器件或设计方法设计频率合成器。1.1.6多功能数字钟设计一、设计任务设计并制作一多功能数字钟二、设计要求1．基本要求（1）能实现基本的计时功能，输入1kHz的时钟，采用24小时制计时，能在数码管或液晶上正常显示时、分、秒。（2）时间校正功能;时分均有校时功能。（3）正点报时功能。当计时器运行到59分49秒开始报时，每鸣叫1s就停叫1s，共鸣叫6，前5响为低音，频率为750Hz；最后1响为高音，频率为1KHz。（4）可设定至少2个闹钟时间，当按下闹铃开关时，可在规定时间闹铃，当开关复位时，闹铃停止。（5）时钟掉电保持功能，当电源掉电时时钟不停止。2．发挥部分（1）增加日历功能，能正确显示年月日星期等。（2）增加音乐闹钟功能。（3）按键语音报时功能。（4）无线遥控时钟功能。（5）触摸报时功能。1.1.7数字频率计设计一、设计任务设计并制作一台数字显示的简易频率计。二、设计要求1．基本要求（1）频率测量a．测量范围信号：方波、正弦波；幅度：0.5V～5V；频率：1Hz～1MHzb．测量误差≤0.1%（2）周期测量a．测量范围信号：方波、正弦波；幅度：0.5V～5V；频率：1Hz～1MHzb．测量误差≤0.1%（3）显示及工作方式十进制数字显示，显示刷新时间1～10秒连续可调，小数点自动定位转换。（4）自行设计并制作满足本设计任务要求的稳压电源。2．发挥部分（1）扩展频率测量范围为0.1Hz～10MHz（信号幅度0.5V～5V），测量误差降低为0.01%（最大闸门时间≤10s）。（2）测量并显示周期脉冲信号（幅度0.5V～5V、频率1Hz～1kHz）的占空比，占空比变化范围为10%～90%，测量误差≤1%。（3）脉冲宽度测量a．测量范围信号：脉冲波；幅度：0.5V～5V；脉冲宽度≥100μsb．测量误差≤1%★本设计如采用单片机进行设计，应增加外部计数器如74LS393等，可扩大计数数值，扩大频率测量范围；如采用FPGA+单片机进行设计，利用等精度频率计设计方法，可扩展发挥部分的功能。见下图1-3。图1-3等精度频率计系统组成框图1.1.8红外多路遥控器设计及应用一、设计任务设计并制作一多路红外遥控器，并将其应用于某一实用控制系统。二、设计要求1．基本要求（1）遥控路数为8路。（2）可控制受控设备的开、关状态，并且在接收端能判别开、关信号，以发光二极管的亮、暗表示受控设备的开、关。（3）工作频率为50kHz。（4）遥控距离不小于3m。2．发挥部分（1）使遥控距离不小于5m。（2）可控制受控设备的多种状态，如设计成PC机红外遥控器，可应用于多媒体教室的PC机控制。1.1.9无线多路遥控器设计及应用一、设计任务设计并制作一多路无线遥控器，并将其应用于某一实用控制系统。二、设计要求1．基本要求（1）遥控路数为8路。（2）发射端用数字显示所控的路数和状态类别，接收端用数码管作为被控对象，使其显示受控对象及其工作状态。（3）工作频率为10MHZ。（4）遥控距离不小于5m。注：本部分不允许采用现成的发射接收模块。2．发挥部分（1）使遥控距离不小于10m。（2）若采用现成的发射接收模块，应可控制受控设备的多种状态，如设计成无线网络电台等，可通过遥控发射部分的按键控制无线网络电台播放节目或进行音量调节等操作。1.1.10多功能电子琴设计一、设计任务设计并制作一多功能电子琴二、设计要求1．基本要求（1）能够发出1、2、3、4、5、6、7等七个音符。（2）能播放存储的音乐（至少4首）。（3）自动选曲。2．扩展部分（1）能模拟各种传统乐器如笛子、小号、双簧、风琴等的乐音。（2）能通过键盘演奏任意提供的乐曲（如“茉莉花”“生日快乐”等）。（3）显示播放音乐歌词。1.2自选实验题目（开放性实验）1.2.1温度测量与控制器设计一、设计任务与要求设计并制作对某一系统的温度进行测量与控制的电路。电路的要求为：①被测温度和控制温度均可数字显示。②测量温度范围为0℃～120℃，精度为±0.5℃。③控制温度连续可调,精度为±1℃。④温度超过额定值时,产生声、光报警信号。二、总体方案设计（1）设计思路①对温度进行测量、控制并显示，首先必须将温度（非电量）转换成电量，然后采用电子电路实现课题要求。可采用温度传感器，将温度变化转换成相应的电信号，并通过放大、滤波后送A/D转换器变成数字信号，然后进行译码显示。②恒温控制，将要控制的温度所对应的电压值作为基准电压VREF，用实际测量值V1与VREF进行比较，比较结果（输出状态）自动地控制、调节系统温度。③报警部分，设定被控温度对应的最大允许值为Tmax,当系统实际温度达到此对应值Tmax时,产生报警信号.④温度显示部分,采用转换开关控制,可分别显示系统控制温度对应值VREF和报警温度对应值Tmax.（2）原理框图图1-4温度测量与控制器原理框图①传感器可采用铂电阻、精密电阻和电位器RP1组成测量电桥，如下图所示。电桥的输出电压作为运放构成的差动放大器的双端输入信号，将信号放大后由低通滤波器将高频信号滤除。图1-5传感器电路②被测温度信号电压加于比较器1与控制温度电压VREF进行比较，比较结果通过调温控制电路控制执行机构的相应动作，使被控系统升温或降温。③当控制电路出现故障使温度失控时，使被控系统温度达到允许最高温度对应值Vmax，用声、光报警电路发出警报，值班人员将采取相应的紧急措施。④开关S1可分别键合系统温度、控制温度电压VREF和报警温度电压Vmax，通过A/D转换器将模拟量转换成数字量，显示器显示出相应的温度数值。1.2.2音乐彩灯控制器声控音乐彩灯是音乐声响与彩灯灯光的相互组合，使音乐的旋律伴以亮度、颜色和图案不断变换的灯光，使人的视觉和听觉结合在一起获得综合的艺术享受。一、任务和要求（1）任务设计一种组合式彩灯控制电路,该电路由三路不同控制方法的彩灯所组成,采用不同颜色的发光二极管作设计实验。（2）要求①第一路为音乐节奏控制彩灯,按音乐节拍变换彩灯花样。②第二路按音量的强弱(信号幅度大小)控制彩灯。强音时,灯的亮度加大,且灯被点亮的数目增多。③第三路按音调高低(信号频率高低)控制彩灯.低音时,某一部分灯点亮；高音时,另一部分灯点亮。二、总体方案设计（1）设计思路根据课题要求,本控制器可分别用三部分电路实现。①音乐的节奏往往由乐队的鼓点来体现,实质上它是具有一定时间间隔的节拍脉冲信号。因此,可采用计数、译码驱动构成节拍脉冲信号发生器（或称时间顺序控制器），使相应的彩灯按节奏点亮和熄灭。②为实现声音信号强弱的控制，应该将声音信号变成电信号，经过放大、整流滤波，以信号的平均值驱动彩灯发亮。信号强，则灯的亮度大，且点亮灯的数目增多。③为实现高、低音（不同频率信号）对彩灯的控制，采用高、低通有源滤波器电路。低通滤波器限制高音频信号通过，而高通滤波器限制低音频信号通过，分频段输出信号，经过放大驱动相应的发光二极管点亮。（2）控制器原理图图1-6音乐彩灯控制器原理图①采用运算放大器或555定时器构成多谐振荡器,产生矩形波信号作为计数器的时钟脉冲.②计数器输出经译码器可得多路译码输出信号,再通过驱动器使相应的彩灯点亮。③采用动圈式话筒或者扬声器,将声响信号变成电信号输出,并经放大器将其放大。由于音频信号的频率高于发光元件的响应频率，为使发光有适当的显示时间，可加入延时电路，减少发光元件闪烁现象。④人耳听觉范围的信号频率在20Hz～20kHz，为简单起见，可将音频信号分成两个不同频段，分别用低、高通滤波器来区分这两段频率信号，然后经驱动电路使彩灯工作。1.2.3多路防盗报警器设计一、任务和要求（1）任务设计一种防盗报警器,适应仓库、住宅等地防盗报警。（2）要求①防盗路数可根据需要任意设定。②在同一地点(值班室)可监视多处的安全情况,一旦出现偷盗,用指示灯显示相应的地点,并通过扬声器发出报警声响。③设置不间断电源,当电网停电时,备用直流电源自动转换供电。④本报警器可用于医院住院病人有线“呼叫”。（3）电源设计本报警器所需的直流稳压电源。二、总体方案设计（1）设计思路①防盗报警器的关键部分是报警控制电路，它由控制电路控制声、光报警信号的产生。控制电路可采用运算放大器、双稳态触发器或者逻辑门等部件进行控制。比较简单的方法是采用晶体管控制。无偷盗情况时，使晶体管处在截止状态，则被控制的声、光产生电路不工作；一旦有偷盗情况，立即使晶体管导通，被控制的声、光产生电路产生声、光报警信号，呼叫值班人员采取相应措施。②电网正常供电时，通过电源变压器降压后经整流、滤波及稳压得报警器所需直流电压。为防止电网停电，在控制器的输入端设置有备用电源，保证报警器在停电时能正常工作。（2）报警器的原理图图1-7报警器原理图①控制电路由晶体管T、电阻R和稳压二极管DZ组成，见下图。图1-8报警器控制电路电源电压通过R、DZ给T提供基极直流偏置，同时在DZ两端并接设防线使T的基极对地短路，这时T处于截止状态，输出端无信号输出。一旦防线被破坏，DZ击穿稳压，T迅速导通，输出信号使报警电路工作，发出声、光报警信号。②电网电压通过电源变压器降压后，经二极管整流，电容器滤波，集成稳压后供给控制电路，同时将备用直流电源通过二极管并入控制电路的输入端。电网电压正常供电时，二极管截止，一旦电网停电，二极管导通，备用电源自动供电。③指示灯可采用发光二极管LED显示，控制电路输出信号使其发光。显示器可按不同设防地点进行编号。采用NE555时基电路和阻容元件组成音调振荡器，控制器输出信号。输出电压控制其工作，NE555的脚输出音频信号使扬声器发声报警。1.2.4家用风扇控制器设计一、设计任务设计并制作一个家用风扇控制器。控制器面板为:按钮3个,分别为风速、风种和停止;LED指示灯6个,指示风速强、中、弱,风种为睡眠、自然和正常。二、设计要求①电扇处于停转状态时,所有指示灯不亮,只有按下"风速"键时，才会响应,进入起始工作状态;电扇在任何状态,只要按停止键,则进入停转状态。②处于工作状态时,有下列规则:初始状态时,风速为"弱",风种为"正常"。按"风速"键,其状态由"弱"→"中"→"强"→"弱"……往复循环改变,每按一下按键改变一次;按"风种"键,其状态由"正常"→"睡眠"→"自然"→"正常"……往复循环改变。③风速的弱、中、强对应于电扇的转动由慢到快。④风种的不同选择,分别为:正常,电扇连续运转;自然,电扇模拟自然风,即转4s,停4s;睡眠,电扇慢转,产生轻柔的微风,运转8s,停转8s。⑤按照风速与风种的设置输出相应的控制信号。⑥直接用供风扇的电源供电。⑦按键用"轻触"键。1.2.5灌药颗粒计数控制系统设计任务与要求为:①工艺过程:如下图1-9所示的自动药粒灌装系统,当瓶口到达料口处时,下料管通过叶轮转动使药粒逐粒落下,叶轮是通过直流伺服电机M1减速后转动。当落下药粒达到设定值n后,叶轮停止转动。伺服电机M2使传送带向前传动,直到随后的一个空瓶瓶口对准下料口时,传送带停止传动,料口叶轮开始转动送料。重复此过程。图1-9自动药粒灌装系统②要求选择并设计下落药粒检测和药瓶定位的传感器装置。③要求有每瓶药粒值设定装置,在药粒下落时,有计数显示装置。④设计电机M1的控制系统，当空瓶瓶口对准时启动M1，当下落药粒数等于设定值n时，M1停止。⑤设计传送带电机M2的控制装置,当完成一个药瓶装药后,启动M2向前传送,直至下一个空瓶瓶口对准料口,停止M2。⑥设计整个系统的供电电源。1.2.6电子活动靶红外线光电打靶游戏器设计任务与要求为:①设计并制作红外线光电打靶游戏器,采用电子活动靶,用LED指示目标位置,目标以一定的时间间隔无规则移动,紧靠每个目标有红外光敏三极管,当红外光电枪打中目标时,记分。②红外光电枪。用开关模拟扳机,当扣动扳机时,应能定向发射红外光,有效距离6m~8m,光线到达目标点,有效范围不大于15mm。扣动一次扳机,发光时间不超过100m。在扣动扳机时,能发出模拟机枪声。红外光电枪用2节5号干电池供电。电子活动靶有10个可能目标,目标停留时间约2s,目标用发光二极管指示,在其相邻处应有一个红外光敏三极管,两者中心距离不大于7mm。当击中目标时,发出信号声音,时间1s左右。③记分及显示。每次打中目标,记1分,并用7段LED显示。最高分为999分。④打靶时间。可设定0~30min,时间间隔为1min,当设定时间到,停止计分,并发出相应的声音。1.2.7无线报警系统的设计本系统适用于物业管理系统。本系统有1个接收站,接收本区16户住户的报警。要求设计一个发射机及接收站。(1)基本设计要求①各户的报警发射机可发出火警、匪警、盗警、求助、求医报警信号、密码锁错误信号以及本户号码。②接收站可以接收各户发出的报警信号及住户号码。可以轮流显示各户报警信号及号码。③发射频率为业余频段。④发射功率<1W。⑤报警距离>25m。⑥全部使用电池供电。⑦可以使用部分专用芯片(如接收机芯片〉(2)发挥部分①增加语言报警功能。②增加对讲功能。1.2.8水位控制器设计1、设计任务与要求：（1）设计并制作一个水塔水位控制器，该控制器具有4个水位检测输入，由低水位到高水位检测点分别为H1、H2、H3、H4，控制器根据水位状态控制两台水泵的工作；（2）要求个水位检测点应能准确可靠地检测出水位状态，所设计（或选购）的传感器应能经受长期水泡的工作环境而不影响其性能；（3）两台水泵分别为M1和M2，当水位低于H1时，开水泵M1和M2，当水位低于H1时，开水泵M1和M2，当水位高于H4时，关掉两台水泵；（4）水位由H1上升到H3时，关掉水泵M1；（5）水位由H4降至H2时，打开水泵M1；2、备用水泵的控制：（1）当两台工作水泵任一台发生故障时，应能检测出故障，并使备用水泵投入工作而取代故障水泵；（2）在备用水泵投入运行后，对故障水泵有相应的指示；（3）每台水泵的功率设为10KW。1.2.9电子秤的设计设计一个实用的电子秤。（1）基本设计要求①重量显示——单位:g，最大秤重10kg，重量误差不大于5g；②单价全额及总金额显示——单价金额单位“分”，最大金额999．99元，单价误差不大于1分；③有去皮，累计运算功能。（2）发挥部分①全部数据可以单向传输至管理中心，传输距离不大干500m；②管理中心可检测、管理16个电子秤的数据；③管理中心具有统计、报表、打印功能。1.2.10电子密码锁的设计设计一个可供家庭使用的电子密码锁．（1）基本设计要求①密匙容量>6×104；②使于预制、更换密码，使用方便；③连续三次输入错误密码即产生报警信号,报警信号有两种；声光报警、向物业管理中心发出报警信号（联网）；④设有主电源和备用电池,备用电池在主电源断电时自动快速接入。（2）发挥部分紧急处置方案的研究。一旦发生断电、电池失效（地震情况、火警等）情况或是不能确定密码（忘记新换密码）情况，设计一个妥善解决途径。1.2.11出租车计价器的设计1．里程计费（1）顾客上车后即显示起步价8元,行车距离小于5km时车费为起步价;（2）里程价为1.8元/km,当行车距离大于5km后每增加0.5km,车费增加0.9km,小于0.5km不计.2．计误时费车速低于100m/min为误时状态,误时10s后开始计误时.误时价为0.6元/min,要求开始计误时后,每误时10s车费增加误时价0.1元,误时小于10s不计价.总车费为里程费与误时费之和.3．面板显示（1）时间显示,显示时、分、秒，可手工切换或自动切换分别显示实际行车时间和误时时间，有校正实际行车时间按钮，误时时间人工不能修改。自动切换是指当有误时时自动切换到显示误时时间，让乘客看到累计的误时时间。（2）计费显示，显示里程费与误时费总和，显示器为4位，价格上限为999.9元。4．计价器的工作程序（1）无乘客时，空车标牌亮，计价器的显示为零，误时时间累计为零，显示北京时间。（2）乘客上车后，司机按下空车标牌，计价器显示起步价，然后运行。（3）当乘客要求下车时，计价器保持并显示车费总额，误时计时器保持总误时时间并可由人工选择显示。（4）乘客下车后，司机翻上空车标牌，所有的数据清零，恢复初态。1-10出租车计价器面板图1.2.12公共汽车自动报站系统的设计1．基本设计要求（1）按压到站控制键，通知乘客到站，介绍到站的有关情况，下车、上车的注意事项；（2）汽车启动后，自动介绍前方的有关情况，汽车启动后的注意事项；（3）其他信息、紧急情况、误点等；（4）具有放音乐的功能、收音的功能，放录音机的功能。2．发挥部分（1）具有前门、后门的监视系统，停车时开启。（2）具有对讲系统，中门和后门各有一对话筒，控制话筒按纽即可对讲。1.2.13音乐门铃的设计设计一个可以演奏乐曲的红外遥控门铃，其原理框图如下：图1-11红外遥控门铃原理框图1．基本设计要求（1）按一下键音乐门铃奏三遍乐曲（主旋律）；（2）可以区分家人与客人，家人与客人奏不同乐曲，乐曲的音阶限于12个音阶内；作用距离不小于2m；（4）放大器输出功率P0=1W；（5）节拍频率在0.5Hz~5Hz范围内可调.2．发挥部分使电路可以演奏有特色的乐曲,例如音阶超过12个;有不同节奏,例如可以有华尔兹、探戈、迪斯科；有不同音色，例如小提琴、单簧管、吉他等以及其他的打击乐配音如低音鼓、沙锤等。3．乐曲建议选用《草原晨曲》及《军港之夜》的主旋律。1.2.14自行车里程表设计一个可以适用各种自行车（不同尺寸）的轻便、省电、全天候野外使用的自行车里程表。1．基本设计要求（1）总里程<999.99km.（2）可以轮流显示或选择显示(用十进制);里程——当前行驶里程；速度——当前平均速度（km/h）；最大速度——本次行驶中的最大速度；时间——当前行驶累计时间（时、分、秒）。电源为3V。体积小、结构可靠、便于安装及使用。2．发挥部分（1）可以显示最大加速度；（2）用可编程逻辑器件实现；1.2.15市内电话计费电路的设计设计一个家庭用监测电话费开支的检测电路。1．基本设计要求①通信检测功能。检测本电话打出的有效电话次数及时间。②每次通话以3min为计时单位,不满3min以3min计算。③计费装置可以设置计费标准并可显示每次通话的单价(3min为单位),可显示一个月的总费用,最多不超过999.99元。④每日0时至7时半价计费。2．发挥部分①长话电话计费功能如上。②长话计费与市话计费分别显示(可选择)并可累计总费用。1.2.16点阵电子显示屏制作一、任务设计并制作一台简易LED电子显示屏，16行*32列点阵显示，原理示意图如下：LED显示控制显示器LED显示控制显示器控制器串行口键盘接口数据存储器PC机键盘键盘图1-12LED电子显示屏原理框图二、要求1、基本要求：设计并制作LED电子显示屏和控制器。(1)自制一台简易16行*32列点阵显示的LED电子显示屏；(2)自制显示屏控制器，扩展键盘和相应的接口实现多功能显示控制，显示屏显示数字和字母亮度适中，应无闪烁。(3)显示屏通过按键切换显示数字和字母；(4)显示屏能显示4组特定数字或者英文字母组成的句子，通过按键切换显示内容；(5)能显示4组特定汉字组成的句子，通过按键切换显示内容。2、发挥部分：(1)自制一台简易16行*64列点阵显示的LED电子显示屏；(2)LED显示屏亮度连续可调。(3)实现信息的左右滚屏显示，预存信息的定时循环显示；(4)实现实时时间的显示，显示屏数字显示：时∶分∶秒（例如18∶38∶59）；(5)增大到10组（每组汉字8个或16个数字和字符）预存信息，信息具有掉电保护；(6)实现和PC机通讯，通过PC机串口直接对显示信息进行更新（须做PC机客户程序）；(7)其他发挥功能。三、说明显示格式和显示信息可以自定义。电子显示屏LED显示灯只允许使用8*8LED点阵显示模块。显示屏的显示控制方案和控制器的选择方案任选。不允许使用LED集成驱动模块。1.2.17电表IC卡管理装置的设计IC卡管理装置配置于用户电表中,用以接收用户交纳的电费,显示用户当前用电情况,对用户用电情况进行必要的管理。1．基本设计要求①用密码方式设置电费单价和最大用电量(由电力公司统一进行)。②随时显示当月用电量、累计用电量、电费余款,最多可显示9999.9度电、999元余款。③当余额不足3天电费时(当月平均值),每天早、晚各报警(声光)一次。当余款不足1天时,每小时报警一次,当电费出现赤字时,报警灯始终亮。④电表最多允许欠费1天,超过1天,加倍收费,超过10天加3倍收费,最多允许欠费20天,20天以后停止供电。2．发挥部分：通过电源线可以实行中央集中抄表。1.2.18自动控制升降旗系统一、设计任务设计一个自动控制升降旗系统，该系统能够自动控制升旗和降旗，升旗时，在旗杆的最高端自动停止；降旗时，在最低端自动停止。自动控制升降旗系统的机械模型如图所示。旗帜的升降由电动机驱动，该系统有两个控制按键，一个是上升键，一个是下降键。二、设计要求（一）基本部分1.按下上升按键后，国旗匀速上升，同时流畅地演奏国歌；上升到最高端时自动停止上升，国歌停奏；按下下降按键后，国旗匀速下降，降旗的时间不放国歌，下降到最低端时自动停止。2.能在指定的位置上自动停止。3.为避免误动作，国旗在最高端时，按上升键不起作用；国旗在最低端时，按下降键不起作用。4.升降旗的时间均为43秒钟，与国歌的演奏时间相等，同时，旗从旗杆的最下端上升到顶端。降旗不演奏国歌，同时，旗从旗杆的最上端下降到底端。5.数字即时显示旗帜所在的高度，以厘米为单位，误差不大于2厘米。（二）发挥部分增设一个开关，由开关控制是否是半旗状态，该状态由一发光二极管显示。1.半旗状态（根据《国旗法》）。升旗时，按上升键，奏国歌，国旗从最低端上升到最高端之后，国歌停奏，然后自动下降到总高度的2/3高度处停止；降旗时，按下降键，国旗先从2/3高度处上升到最高端，再自动从最高端下降到底之后自动停止，国歌停奏。2.不论旗帜是在顶端还是在底端，关断电源之后重新合上电源，旗帜所在的高度数据显示不变。3.要求升降旗的速度可调整，旗杆高度不变的情况下，升降旗时间的调整范围是30—120秒钟，步进1秒。此时国歌停奏。4.具有无线遥控升、降旗及停止功能。说明：旗帜用大于100克的重物代替。滑轮最高点1．8米电动机起始点图1-13自动控制升降旗系统模型1.2.19液位自动控制装置一、任务设计并制作一个水位监测与控制装置，示意图如下图所示。图1-14水位监测与控制装置二、要求1、基本要求（1）通过键盘可以设定B瓶里的液位（0-25cm内的任意值），并通过控制电磁阀（或类似于电磁阀的装置）使B瓶的液位达到设定值。（2）液位误差不超过±0.3cm。（3）液位超过25cm或液位低于2cm时发出警报。（4）显示器能实时显示当前液位状态和瓶内液体重量，以及阀门状态。2、发挥部分设计并制作一个由主站控制8个从站的有线监控系统。8个从站中，只有一个从站是按基本要求制作的一套液位监控装置，其它从站为模拟从站(仅要求制作一个模拟从站)。（1）主站功能：a．具有所有基本要求里的功能。b．可显示从站传输过来的从站号和液位讯息，可控制从站液位。c．在巡回检测时，主站能任意设定要查询的从站数量、从站号和各从站的液位讯息。d．收到从站发来的报警信号后，能声光报警并显示相应的从站号；可自动调整从站液位为20cm。（2）从站功能：a．能输出从站号、液位讯息和报警信号；从站号可以任意设定。b．接收主站设定的液位控制信息并显示。c．对异常情况进行报警和自动调整。（3）主站和从站间的通信方式不限，通信协议自定，但应尽量减少信号传输线的数量。（4）其它。三、说明1、电磁阀类型不限或采用类似装置替代，其安装位置及安装方式自定。2、储液瓶和受液瓶可用2.25升可乐瓶（透明容器、容器中为无色透明液体）。3、测试时，仅提供医用移动式点滴支架，其高度约1.8m，也可自带支架；测试所需其它设备自备。1.2.20消防智能电动车一、任务设计制作一个消防智能小车模型，能到指定区域进行抢险灭火工作。以蜡烛模拟火源，随机分布在场地中，场地如图所示：180cm安全区180cm安全区180cm障碍物180cm障碍物30cm30cm30cm30cm图1-15消防模拟场地二、要求1、基本要求（1）智能小车从安全区域启动，自动寻找到火源并显示。（2）除安全区外，场地随机出现2个火源，要求智能小车能够发现其中一个火焰并将其完全扑灭。（3）能够发现并扑灭第二个火焰。（4）扑灭二个火焰的总时间不超过5分钟。（5）能够自动计算和显示扑灭的火源数。2、发挥部分（1）抢险完毕后智能小车能够返回到安全区域（原位）。（2）能够自动计算和显示路程。（3）能够用不同声音对不同的状态进行报警。（4）其他三、说明1、小车尺寸小于30cm×30cm，所用电源电压小于等于24V。2、控制电机类型不限，其安装位置及安装方式自定。3、灭火方式不限，但不允许碰倒蜡烛。4、小车不能完全离开场地。5、允许一次重启动机会。6、蜡烛高度：15—20厘米。蜡烛置于方框的中间位置。7、障碍物尺寸15cm×15cm×15cm，且位置固定。8、试验场地可采用黑胶皮，网格线可采用宽度为2.5—3.0cm的白色单面胶纸，测试时可自带。电子系统设计与实践实验教程第2章SOPC系统设计实验第2章SOPC系统设计实验SOPC(SystemOnProgrammableChip)即可编程的片上系统，或者说是基于大规模FPGA的单片系统。SOPC的设计技术是现代计算机辅助设计技术、EDA技术和大规模集成电路技术高度发展的产物。SOPC技术是将尽可能大而完整的电子系统，包括嵌入式处理器系统、接口系统、硬件协处理器或加速系统、DSP系统、数字通信系统、存储电路以及普通数字系统等，在单一FPGA中嵌入实现。大量采用IP复用、软硬件协同设计、自顶向下和自底向上混合设计的方法，边设计、边调试、边验证。原本需要写上几千行的VHDL代码的功能模块，通过嵌入IP核后，只需几十行C代码即可实现。因此，可以使得整个设计在规模、可靠性、体积、功耗、功能、性能指标、上市周期、开发成本、产品维护及其硬件升级等多方面实现最优化。传统的设计技术已经很难满足系统化、网络化、高速度、低功耗、多媒体等实际需求，SOPC（片上可编程系统）可将处理器、存储器、外设接口和多层次用户电路等系统设计需要的功能模块集成到一块芯片上，因其灵活、高效、设计可重用特性，已经成为集成电路未来的发展方向，广泛应用到汽车、军事、航空航天、广播、测试和测量、消费类电子、无线通信、医疗、有线通信等领域。SOPC技术是一门全新的综合性电子设计技术，涉及面广。因此在知识构成上对于新时代嵌入式创新人才有更高的要求，除了必须了解基本的EDA软件、硬件描述语言和FPGA器件相关知识外，还必须熟悉计算机组成与接口、汇编语言或C语言、DSP算法、数字通信、嵌入式系统开发、片上系统构建与测试等知识。显然，知识面的拓宽必然推动电子信息及工程类各学科分支与相应的课程类别间的融合，而这种融合必将有助于学生的设计理念的培养和创新思维的升华。本章SOPC实验全部基于SmartSOPC核心板,其FPGA引脚分配表见附录B。这些实验也可在其它FPGA核心板上实现，只是需要修改其IO适配即可。本章将从基础实验开始，分层次由浅入深，带领大家实践SOPC的设计方法。这些实验可作为开放性实验，供大家课外进行训练，以提高实践动手能力和培养创新意识。2.1SOPC软件编程基础实验2.1.1PIO输出实验1—流水灯控制一、实验目的熟悉NiosIIPIO设备的访问方法。二、实验设备硬件：PC机一台SmartSOPC教学实验开发平台（或自制实验板）SmartSOPC_standard_1c6/1c12NiosII系统软件：NiosIIIDE5.0或以上版本。三、实验内容使用PIO口控制8个LED进行流水灯显示。实验模板位于：配套光盘\SmartSOPC\SmartSOPC_Software_Template\led_flow。四、实验步骤(1)启动NiosIIIDE并新建一个空白C\C++工程，然后命名为led_flow。(2)参考提供的参考程序在led_flow工程文件夹中新建应用程序文件led_flow.c。(3)在SystemLibrary设置页中，把程序和数据区都指定为sdram。(4)编译整个工程，查找语法错误。(5)将实验箱主板上JP6中有关LED的跳线全部短接。(6)下载硬件配置文件(SmartSOPC_standard_1c6)到FPGA。(7)Debug或全速运行整个程序，看输出是否正确。五、实验参考程序PIO输出控制实验的例程见程序清单2.1。程序清单2.1流水灯实验/*********************************************************************文件名：led_flow.c*功能：LED显示控制。*通过PIO直接控制8个LED产生流水灯效果*说明：********************************************************************/#include"system.h"#include"altera_avalon_pio_regs.h"#include"alt_types.h"/*******************************************************************与硬件相关的宏定义，用户根据实际情况修改******************************************************************///LED_PIO_BASE是用户添加并命名的外设基地址,在SYSTEM中定义,用户需要根据不同的命名来修改此处#ifndefLED_PIO_BASE//这是LED_PIO核的基地址#defineLED_PIO_BASE0xffffffff//user'sdefinitionhere#endif#ifLED_PIO_BASE==0xffffffff#error"NodefinitionofLED_PIOcore.\n"#endif/*流水灯花样，低电平点亮，注意调用时候用了取反操作*/constalt_u32LED_TBL[]={0x00,0xFF,//全部熄灭后，再全部点亮0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80,//依次逐个点亮0x01,0x03,0x07,0x0F,0x1F,0x3F,0x7F,0xFF,//依次逐个叠加0xFF,0x7F,0x3F,0x1F,0x0F,0x07,0x03,0x01,//依次逐个递减0x81,0x42,0x24,0x18,0x18,0x24,0x42,0x81,//两个靠拢后分开0x81,0xC3,0xE7,0xFF,0xFF,0xE7,0xC3,0x81//从两边叠加后递减};/*********************************************************************名称：main()*功能：控制LED流水显示。********************************************************************/intmain(void){alt_u8i;alt_u32j;while(1){for(i=0;i<42;i++){/*流水灯花样显示*/IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(LED_PIO_BASE,~LED_TBL[i]);j=0;while(j<100000)//延时j++;}}return0;}下面，我们按照以上的实验步骤进行演示操作。首先，打开NiosIIIDE软件，并将工作路径指定到SmartSOPC_standard_1c6的工程文件。此文件夹在准备工作中，我们已经将其从光盘拷贝到了我们的硬盘中。然后，点击浏览选择其所在路径，点击OK按钮，再点击右上角的workbench图标进入IDE的工作界面。接下来，我们新建一个C＋＋工程，选择【File】>>【New】>>【C/C++Application】,在弹出的新建工程向导中，我们为其选择目标硬件。在此使用我们为大家提供的标准硬件系统。点击浏览按钮，找到放置硬件系统的文件夹并双击其中的niosII_1c6.ptf文件。在左侧的工程模板中选择我们为大家提供的本实验的模板Led_flow。然后单击finish。C++工程创建完成先设置C++工程的属性。在左侧Led_flow_0文件夹上单击鼠标右键，选择最后一项。在此对话框中，本实验只需保持默认的选项即可，然后点击OK返回。进行编译C++工程的工作。右键点击左侧模板中的led_flow_0文件夹。选择BuildProject对工程进行编译。在编译的这段时间里我们可以做一些其他的工作，我们将FPGA的配置文件下载到FPGA中，点击在后台运行的按钮，再选择【Tools】>>【Programmer】来打开编程器窗口。然后在File栏下双击找到SmartSOPC_standard_1c6文件夹下的.sof文件。选中Program下的复选框，确认进行编程操作。然后点击Srart开始下载。下载完成后，关闭编程窗口。返回到IDE界面后，C++工程已经编译完成，现在已经可以运行程序了。右键单击led_flow_0文件夹，选择Rusas->NiosIIHardward。软件经过一系列操作后，便可在实验板上看到运行结果。2.1.2通过C库函数访问UART一、实验目的了解使用ANSIC标准库函数访问UART的方法。二、实验设备硬件:PC机,SmartSOPC教学实验开发平台（或自制实验板）,串口电缆线,SmartSOPe-standard-1c6/1c12NiosII系统;软件:NiosIIIDE5.0或以上,超级终端。三、实验内容用ANSIC标准库函数从UART中读入字符。如果检测到符合要求的字符,则输出提示信息。学习printf()、scanfO、fopenO和fwrite()等函数的用法。实验模板位于:配套光盘＼SmartSOPC＼SmartSOpe-Software\Template＼Uart-testl。四、实验步骤（1）启动NiosIIIDE,新建一个空白C＼C++工程,并命名为Uart-test1。（2）根据提供的参考程序在Uart-test1工程文件夹中新建应用程序文件Uart_test1.c,如程序清单4.10所示(波特率为11520Obps)。（3）在SystemLibrary设置页中,先将标准输入/输出设备指定为uart,再将程序和数据区都指定为sdram,如图2-1所示。（4）编译整个工程,查找语法错误。（5）连接串口线到PC机串口。（6）下载硬件配置文件(Smartsope-standard-lc6)到FPGA。（7）全速运行程