万 军衡雪永.常州大学城市轨道交通学院 江苏常州 364 .常州大学怀德学院 江苏常州 364



基于FPGA的单片机课程实验平台的构建与应用

万 军1衡雪永2
1.常州大学城市轨道交通学院 江苏常州 213164 2.常州大学怀德学院 江苏常州 213164

摘 要：针对单片机课程现行主流实验平台存在的问题，设计和开发了一种基于 FPGA 技术的单片机实验平台。给出了平台的硬件设计框架和单片机IP核的实现方法，结合具体实例讲解了平台实验的具体步骤。该平台能满足单片机课程实验教学的需要，且能有效地培养学生的单片机软硬件设计能力。

关键词：FPGA；单片机；实验平台；IP核

目前，大多数高校所采用的单片机课程实验平台主要有两类。(1)Proteus虚拟仿真平台：该平台可以让学生克服实验设备硬件在空间和时间上对学生学习单片机技术产生的束缚[1]，自主的进行实验，但学生无法接触真正的硬件。(2)单片机实验装置：实验装置上已经将单片机芯片及各种接口扩展电路全部固定，学生实验时仅需理解电路原理图，进行部件间的少量连线，学生缺乏深层次的电路原理设计。

随着FPGA等可编程逻辑器件的飞速发展，集成度越来越高，成为嵌入式领域硬件系统原型设计和产品研发的首选[2]。为了充分训练学生软硬件协同设计能力，本文利用FPGA器件具有片内逻辑资源丰富、扩展性强和编程灵活等特点，开发了基于FPGA的单片机实验平台。此实验平台既有固定的外围电路[3]，又可让学生自行设计和扩展新的功能模块，从而满足单片机课程实验教学、电子竞赛和大学生科技创新活动等要求。……