51单片机与FPGA实战教程：涵盖实验与理论

本教程深入浅出地介绍了51单片机和FPGA的基本原理与应用，适合电子科学与工程专业学生或初学者使用。课程分为两大部分。 第一部分，51单片机开发基础与应用，涵盖了五个核心实验。首先，实验基础部分介绍了一个实验板，通过实验让学生熟悉硬件环境。实验一包括按键和发光二极管实验，旨在练习数字输入输出操作，了解基本的控制电路设计。实验二涉及串口调试，提升通信接口技能；实验三是数码管显示，讲解如何利用单片机控制LED矩阵；实验四是外部RAM读写，学习扩展存储器的使用；最后，实验五涉及外部EEPROM读写，通过I2C接口实现数据存储。 附录一详细列出了实验板的开发套件组成和器件清单，以及原理图，帮助学生理解硬件结构。这部分内容对于理解后续实验至关重要。 第二部分转向可编程逻辑器件（FPGA）的学习。首先，安全使用规范确保了学生在实验中的操作安全。接着，课程设计了一系列实验，从组合逻辑电路设计（如二极管门电路、逻辑运算等）到更复杂的时序逻辑电路设计，通过这些实践，学员将掌握基本的逻辑设计原则。实验三引入状态机的概念，用于解决状态控制问题。实验四——交通灯模拟，结合实际应用场景，训练逻辑设计和控制能力。 此外，还有音乐播放器（蜂鸣器演奏实验）和字符型LCD驱动的实验，前者展示了音频信号处理，后者则演示了字符显示的硬件驱动。串口通信实验则重点在于理解和应用数据传输技术，实验背景知识和参考程序为学生提供了深入学习的资源。 总体来说，本教程不仅教授理论知识，还提供了丰富的实战项目，旨在通过实际操作，使学生掌握51单片机和FPGA的硬件设计、软件编程和应用技巧，为电子工程领域的进一步学习打下坚实基础。