EDA 技术实验讲义
（GW48 系列实验开发系统详细使用说明）
目 录
GW48 EDA 系统使用说明
GW48 教学实验系统原理与使用介绍
实验电路结构图
GW48EK EDA 系统
GWCNF 型 FPGA 掉电保护配置器应用
GW48-PK 系统 LCD 液晶屏使用方法
第一章 GW48 SOC/EDA 系统使用说明
第一节 GW48 教学实验系统原理与使用介绍
一、GW48 系统使用注意事项
a：闲置不用 GW48 EDA/SOC 系统时，关闭电源，拔下电源插头！！！
b：EDA 软件安装方法可参见光盘中相应目录中的中文 README.TXT；详细使用方法可参阅本书或《EDA
技术实用教程》、或《VHDL 实用教程》中的相关章节。
c：在实验中，当选中某种模式后，要按一下右侧的复位键，以使系统进入该结构模式工作。
d：换目标芯片时要特别注意，不要插反或插错，也不要带电插拔，确信插对后才能开电源。其它
接口都可带电插拔（当适配板上的 10 芯座处于左上角时，为正确位置）。
e：对工作电源为 5V 的 CPLD（如 1032E/1048C、95108 或 7128S 等）下载时。最好将系统的电路“模
式”切换到“ b”，以便使工作电压尽可能接近 5V。
g: GW48 详细使用方法可参见《EDA 技术实用教程》配套教学软件*.ppt。
h:主板左侧 3 个开关默认向下，但靠右的开关必须打向上（DLOAD），才能下载。
i:跳线座“SPS” 默认向下短路（PIO48）；右侧开关默认向下（TO MCU）。
j:左下角拨码开关除第 4 档“DS8 使能”向下拨（8 数码管显示使能）外，其余皆默认向上拨。
二、GW48 系统主板结构与使用方法
附图 1-1A 为 GW48-CK 型 EDA 实验
开发系统的主板结构图（GW48-GK/PK
型未画出，具体结构说明应该参考实物
主板），该系统的实验电路结构是可控
的。即可通过控制接口键 SW9，使之改
变连接方式以适应不同的实验需要。因
而，从物理结构上看，实验板的电路结
构是固定的，但其内部的信息流在主控
器的控制下，电路结构将发生变化。这
种“多任务重配置”设计方案的目的有
3 个：1.适应更多的实验与开发项目；
2. 适应更多的 PLD 公司的器件；3. 适
应更多的不同封装的 FPGA 和 CPLD 器
件。系统板面主要部件及其使用方法说
明如下（请参看相应的实验板板面和附
图 1-1A）。
以下是对 GW48 系统主板功能块的
注释，但请注意，有的功能块仅 GW48-GK 获 GW48-PK 系统存在：
附图 1-1B、GW48-GK/PK 系统目标板插座引脚信号图
（1） SW9 ：按动该键能使实
验板产生 12 种不同的实验电路结
构。这些结构如第二节的 13 张实
验电路结构图所示。例如选择了
“NO.3”图，须按动系统板上的
SW9 键，直至数码管 SWG9 显示“3”，
于是系统即进入了 NO.3 图所示的
实验电路结构。
附表 1-1 在线编程坐各引脚与不同 PLD 公司器件编程下载接口说明
PLD 公司 LATTICE ALTERA/ATMEL XILINX VANTIS
编程座
引脚
IspLSI CPLD FPGA CPLD FPGA CPLD
TCK (1) SCLK TCK DCLK TCK CCLK TCK
TDO (3) MODE
TDO
CONF_DONE TDO DONE TMS
TMS (5) ISPEN TMS nCONFIG TMS /PROGRAM ENABLE
nSTA (7) SDO nSTATUS TDO
TDI (9) SDI TDI DATA0 TDI DIN TDI
SEL0 GND VCC* VCC* GND GND VCC*
SEL1 GND VCC* VCC* VCC* VCC* GND
（2） B2 ：这是一块插于主系统
板上的目标芯片适配座。对于不同
2
的目标芯片可配不同的适配座。可用的目标芯片包括目前
数模转换器件
模数转换器件
鼠标接口
PS/2接口
单片机接口器件
S1
在线下载接口
接口电路切换座
模块
配置/下载
在系统
电位器
VR1
显示控制器件2
显示控制器件1
检测电源
在线下载通讯接口
电路
接口
模拟接口
模式配置键
系统复位
键B
键A
5V ,+/-12V
3.3V, 2.5V
1.8V
电压源模块
SWG9
模式指示
CON1
B2
适配座
目标芯片
J3B
在线下载口
目标板插座1
目标板插座2 CON2
21
CPLD/FPGA
目标芯片
EDA实验开发
数码5 数码4 数码3 数码2
D5 D4 D3 D2
键8 键1
频率计
时钟频率选择
JP1A JP1B JP1C
中频组 高频组低频组
Clock0
UART接口
时钟发生电路
接口电路
视频接口电路
RS-232
B8
B4
B3
VGA
VGA
视频接口
RS-232
J8
C38
扬声器
50M晶振
ASIC
KONXIN
D/A信号输出
A/D信号输入
A/D信号输入
J2
AOUT
AIN1
AIN0
JP2
D9D10D11D12D16 D15 D14 D13
键2键3键4键7 键6 键5
ByteBlasterMV
ByteBlaster
散热器
数码8 数码7 数码6 数码1
FUSE
K1
电源开关
D8 D7 D6 D1
附图 1-1A
GW48-CK 实验开发系统的板面结构图
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世界上最大的六家 FPGA/CPLD 厂商几乎所有 CPLD、FPGA 和所有 ispPAC 等模拟 EDA 器件 。第三节的
表中已列出多种芯片对系统板引脚的对应关系，以利在实验时经常查用。
（3） J3B/J3A：如果仅是作为教学实验之用，系统板上的目标芯片适配座无须拔下，但如果要进
行应用系统开发、产品开发、电子设计竞赛等开发实践活动，在系统板上完成初步仿真设计后，就有
必要将连有目标芯片的适配座拔下插在自己的应用系统上（如 GWDVP 板）进行调试测试。为了避免
由于需要更新设计程序和编程下载而反复插拔目标芯片适配座，GW48 系统设置了一对在线编程下载
接口座：J3A 和 J3B。此接口插座可适用于不同的 FPGA/CPLD（注意，1、此接口仅适用于 5V 工作
电源的 FPGA 和 CPLD；2、5V 工作电源必须由被下载系统提供）的配置和编程下载。 对于低压
FPGA/CPLD，（如 EP1K30/50/100、EPF10K30E 等，都是 2.5V 器件），下载接口座必须是另一座：
ByteBlasterMV。注意，对于 GW48-GK/PK，只有一个下载座：ByteBlasterMV，是通用的。
(4)混合工作电压使用：对于低压 FPGA/CPLD 目标器件，在 GW48 系统上的设计方法与使用方
法完全与 5V 器件一致，只是要对主板的跳线作一选择（对 GW48-GK/PK 系统不用跳线）：
JVCC/VS2：跳线 JVCC（GW48—GK/PK 型标为“VS2”）对芯片 I/O 电压 3.3V(VCCIO)或 5V
（VCC）作选择，对 5V 器件，必须选“5.0V”。例如，若系统上插的目标器件是 EP1K30/50/100
或 EPF10K30E/50E 等，要求将主板上的跳线座“JVCC”短路帽插向“3.3V”一端；将跳线座“JV2”
短路帽插向“+2.5V”一端（如果是 5V 器件，跳线应插向“5.0V”）。
（5）并行下载口 ：此接口通过下载线与微机的打印机口相连。来自 PC 机的下载控制信号和
CPLD/FPGA 的目标码将通过此口，完成对目标芯片的编程下载。编程电路模块能自动识别不同的
CPLD/FPGA 芯片，并作出相应的下载适配操作。
（6）键1~键8 ：为实验信号控制键，此 8 个键受“多任务重配置”电路控制，它在每一张电路
图中的功能及其与主系统的连接方式随 SW9 的模式选择而变，使用中需参照第二节中的电路图。
（7）键 9~键 12 ：实验信号控制键（仅 GW48—GK/PK 型含此键）此 4 个键不受“多任务重配置”
电路控制，使用方法参考“实验电路结构 NO.5”。
（8） 数码管 1~8/发光管 D1~D16 ：也受“多任务重配置”电路控制，它们的连线形式也需参照
第二节的电路图。
（9） 数码管 9~14/发光管 D17~D22 ：不受“多任务重配置”电路控制（仅 GW48—GK/PK 型含
此发光管），它们的连线形式和使用方法参考“实验电路结构 NO.5”。
（10）“时钟频率选择”P1A/JP1B/JP1C ：为时钟频率选择模块。通过短路帽的不同接插方式，使
目标芯片获得不同的时钟频率信号。对于“CLOCK0”JP1C，同时只能插一个短路帽，以便选择输向
“CLOCK0”的一种频率：
信号频率范围： 1Hz – 50MHz（对 GW48-CK 系统）
信号频率范围： 0.5Hz – 50MHz（对 GW48-GK 系统）
信号频率范围： 0.5Hz – 100MHz（对 GW48-PK 系统）,
由于 CLOCK0 可选的频率比较多，所以比较适合于目标芯片对信号频率或周期测量等设计项目的
信号输入端。JP1B 分三个频率源组，即如系统板所示的“高频组”、“中频组”和“低频组”。它们分
别对应三组时钟输入端。例如，将三个短路帽分别插于 JP1B 座的 2Hz、1024Hz 和 12MHz；而另三个短
路帽分别插于 JP1A 座的 CLOCK4、CLOCK7 和 CLOCK8，这时，输向目标芯片的三个引脚：CLOCK4、CLOCK7
和 CLOCK8 分别获得上述三个信号频率。需要特别注意的是，每一组频率源及其对应时钟输入端，分
别只能插一个短路帽。也就是说，通过 JP1A/B 的组合频率选择，最多只能提供三个时钟频率。
注意，对于 GW48-GK/PK 系统，时钟选择比较简单：每一频率组仅接一个频率输入口，如低频端
的 4 个频率通过短路帽，可选的时钟输入口仅为 CLOCK2，因此对于 GW48-GK/PK，总共只有 4 个时钟
可同时输入 FPGA：CLOCK0（Pin126）、CLOCK2（Pin54）、CLOCK5（Pin56）、CLOCK9（Pin126）。
（11）扬声器 S1：目标芯片的声讯输出，与目标芯片的“SPEAKER”端相接，即 PIO50。
通过此口
可以进行奏乐或了解信号的频率。
（12） PS/2 接口：通过此接口，可以将 PC 机的键盘和/或鼠标与 GW48 系统的目标芯片相连，从
而完成 PS/2 通信与控制方面的接口实验，GW48-GK/PK 含另一 PS/2 接口，参见实验电路结构 NO.5。
（13）VGA 视频接口：通过它可完成目标芯片对 VGA 显示器的控制。
(14) 单片机接口器件：它与目标板的连接方式也已标于主系统板上：连接方式可参见附图 2-13。
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注意 1，对于 GW48-GK/PK 系统，实验板左侧有一开关，向上拨，将 RS232 通信口直接与 FPGA 的
PIO31 和 PIO30 相接；向下拨则与 89C51 单片机的 P30 和 P31 端口相接。于是通过此开关可以进行不
同的通信实验，详细连接方式可参见附图 2-13。平时此开关向下打，不要影响 FPGA 的工作。
注意 2，由附图 2-13 可知，单片机 89C51 的 P3 和 P1 口是与 FPGA 的 PIO66-PIO79 相接的，而这
些端口又与 6 数码管扫描显示电路连在一起的，所以当要进行 6 数码管扫描显示实验时，必须拔去右
侧的单片机，并安实验电路结构 NO.5，将拨码开关 3，拨为使能，这时 LCD 停止工作。
（15） RS-232 串行通讯接口：此接口电路是为单片机与 PC 机通讯准备的，由此可以使 PC 机、单
片机、FPGA/CPLD 三者实现双向通信。当目标板上 FPGA/CPLD 器件需要直接与 PC 机进行串行通讯时，
可参见附图 2-13，和实验电路结构图 NO.5，将实验板右侧的开关向上打“TO FPGA”，从而使目标芯
片的 PIO31 和 PIO30 与 RS232 口相接，即使 RS232 的通信接口直接与目标器件 FPGA 的 PIO30/PIO31
相接。而当需要使 PC 机的 RS232 串行接口与单片机的 P3.0 和 P3.1 口相接时，则应将开关向下打“TO
MCU”既可（平时不用时也应保持在个位置）。
（16） “AOUT” D/A 转换 ：利用此电路模块（实验板左下侧），可以完成 FPGA/CPLD 目标芯片
与 D/A 转换器的接口实验或相应的开发。它们之间的连接方式可参阅“实验电路结构 NO.5” ：D/A
的模拟信号的输出接口是“AOUT”，示波器可挂接左下角的两个连接端。当使能拨码开关 8：“滤波 1”
时，D/A 的模拟输出将获得不同程度的滤波效果 。
注意，进行 D/A 接口实验时，需打开左侧第 2 个开关，获得+/-12 伏电源，实验结束后关上此电源。
（17） “AIN0”/“AIN1”：外界模拟信号可以分别通过系统板左下侧的两个输入端“AIN0”和“AIN1”
进入 A/D 转换器 ADC0809 的输入通道 IN0 和 IN1，ADC0809 与目标芯片直接相连。通过适当设计，目
标芯片可以完成对 ADC0809 的工作方式确定、输入端口选择、数据采集与处理等所有控制工作,并可
通过系统板提供的译码显示电路，将测得的结果显示出来。此项实验首先需参阅第二节的“实验电路
结构 NO.5”有关 0809 与目标芯片的接口方式，同时了解系统板上的接插方法以及有关 0809 工作时序
和引脚信号功能方面的资料。
注意：不用 0809 时，需将左下角的拨码开关的“A/D 使能”和“转换结束”打为禁止：向上拨，
以避免与其他电路冲突。
ADC0809 A/D 转换实验接插方法（如实验电路结构 NO.5 图所示）：
1． 左下角拨码开关的“A/D 使能”和“转换结束”打为使能：向下拨，即将 ENABLE(9)与 PIO35
相接；若向上拨则禁止，即则使 ENABLE(9)Å0，表示禁止 0809 工作，使它的所有输出端为高阻态。
2．左下角拨码开关的“转换结束”使能，则使 EOC(7)ÅPIO36，由此可使目标芯片对 ADC0809 的
转换状态进行测控。
（18） VR1/“AIN1”：VR1 电位器，通过它可以产生 0V~+5V 幅度可调的电压。其输入口是 0809
的 IN1（与外接口
AIN1 相连，但当 AIN1 插入外输入插头时，VR1 将与 IN1 自动断开）。若利用 VR1 产
生被测电压，则需使 0809 的第 25 脚置高电平，即选择 IN1 通道，参考“实验电路结构 NO.5”。
（19） AIN0 的特殊用法 ：系统板上设置了一个比较器电路，主要以 LM311 组成。若与 D/A 电路
相结合，可以将目标器件设计成逐次比较型 A/D 变换器的控制器件参考“实验电路结构 NO.5”。
（20） 系统复位键：此键是系统板上负责监控的微处理器的复位控制键，同时也与接口单片机的
复位端相连。因此兼作单片机的复位键。
(21) 下载控制开关 ：在系统板的左侧第 3 个开关。当需要对实验板上的目标芯片下载时必须将
开关向上打（即“DLOAD”）；而当向下打（LOCK）时，将关闭下载口，这时可以将下载并行线拔下而
作它用（这时已经下载进 FPGA 的文件不会由于下载口线的电平变动而丢失）；例如拔下的 25 芯下载
线可以与 GWAK30+适配板上的并行接口相接，以完成类似逻辑分析仪方面的实验。
(22)跳线座 SPS ：短接“T_F”可以使用在系统频率计。频率输入端在主板右侧标有“频率计”
处。模式选择为“A”。短接“PIO48”时，信号 PIO48 可用，如实验电路结构图 NO.1 中的 PIO48。平
时应该短路“PIO48”
(23) 目标芯片万能适配座 CON1/2 ：在目标板的下方有两条 80 个插针插座（GW48-CK 系统），
其连接信号如附图 1-1B 所示，此图为用户对此实验开发系统作二次开发提供了条件。此二座的位置
设置方式和各端口的信号定义方式与综合电子设计竞赛开发板 GWDVP-B 完全兼容！！！
对于 GW48-GK/PK 系统，此适配座在原来的基础上增加了 20 个插针，功能大为增强。增加的 20
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