基于上位机控制自动接线的单片机实验系统研究

　　FPGA芯片采用赛灵思公司（Xilinx,Inc.）的Spartan?3E系列中XC3S1200E[3],器件密度多于百万门，该系列能方便实现微处理器、微控制器和数字信号处理器功能。

　　支持的通用I/O种类多，可通过串行（SPI）和并行闪存进行器件配置，也可作为普通DDR存储接口，这些特性减少了对其他分立器件的需求，从而可大大简化应用系统的设计。低导通电阻模拟开关阵列ADG1611[4]由ADI公司开发销售，为每片4个通道的模拟开关，宽电压供电，轨到轨输出，其低到1 Ω的导通电阻和大到每通道175 mA的连续电流非常适合于本研发项目的实际应用。

　　3 控制实验项目电路设计举例

　　LED发光二极管流水灯[5]和4×4矩阵键盘是单片机实验中最常用的两个实验实例，这里给出该研发项目中关于这两个实验项目的切换的设计电路原理图，见图3.

　　由图3可知，FPGA 控制着两组ADG1611模拟开关阵列，第一组连接LED 流水灯；第二组连接矩阵键盘。

　　当选择做LED 流水灯实验时，FPGA 控制第一组ADG1611 模拟开关接通、第二组模拟开关断开；反之，当选择做矩阵键盘实验时，FPGA控制第一组ADG1611模拟开关断开、第二组模拟开关接通。当要同时使用LED发光二极管和矩阵键盘实验时，可以通过FPGA控制第三组（或第若干组）的ADG1611模拟开关阵列接通实验单片机别的IO口（图中未画出）。如何进行现场自动重接线，完全由当前实验号所对应的实验电路图指导控制，项目研发时已经充分加以考虑了。限于篇幅，这里不具体赘述。

　　4 结语

　　经过20台（套）样机试制成功并付诸于实验时正常使用一个学期以来，证明采用基于上位机控制自动接线单片机实验系统进行实验教学后，由于由系统启动现场自动重接线，节省了以往老师指导学生进行手工重接线时间，克服了手工重接线容易接错或接触不良或线芯断线等导致的实验失败现象，提高了实验效率，使学生在有限的实验教学课时内学到更多的知识。