eda課程設(shè)計(jì)--用vhdl實(shí)現(xiàn)多路彩燈控制器的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　EDA課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　用VHDL實(shí)現(xiàn)多路彩燈控制器的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　班級(jí)： </b></p><p><b>　　成員：</b></p><p>　　成績(jī)： </p>

2、<p><b>　　電子工程系</b></p><p><b>　　2013年5月</b></p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)彩燈控制程序器?？梢詫?shí)現(xiàn)四種花型循環(huán)變化，有復(fù)位開關(guān)。整個(gè)系統(tǒng)共有三個(gè)輸入信號(hào)CLK，RST，Sel，八個(gè)輸出信號(hào)控制

3、八個(gè)彩燈。時(shí)鐘信號(hào)CLK脈沖由系統(tǒng)的晶振產(chǎn)生。各種不同花樣彩燈的變換由Sel控制.此彩燈控制系統(tǒng)設(shè)定有四種花樣變化，這四種花樣可以進(jìn)行切換，四種花樣分別為:</p><p>　　(1) 彩燈從左到右逐次閃亮。</p><p>　?。?）彩燈從左向右逐次點(diǎn)亮，且亮后不熄滅。</p><p>　　(3) 彩燈兩邊同時(shí)亮兩個(gè)，然后逐次向中間點(diǎn)亮。</p>&

4、lt;p>　?。?）彩燈全亮，向中間熄滅，再向兩邊點(diǎn)亮。</p><p>　?。?）彩燈中間兩熄滅，依次向外擴(kuò)兩燈熄滅，呈菱形滅燈。</p><p>　　（6）彩燈呈菱形點(diǎn)亮。</p><p>　　（7）彩燈中間兩個(gè)滅燈，中間兩個(gè)滅燈，依次外擴(kuò)。</p><p>　　(8) 全部彩燈亮與熄滅交替。</p><p>

5、;<b>　　二、設(shè)計(jì)思路</b></p><p>　　彩燈的一種點(diǎn)亮方式經(jīng)過足夠長(zhǎng)的延時(shí)后，轉(zhuǎn)變?yōu)榱似渌狞c(diǎn)亮方式。這就需要一個(gè)CLK信號(hào)完成，CLK信號(hào)可以由晶體振蕩器或者是振蕩電路產(chǎn)生。至于各種不同花樣彩燈的變換，我們可以通過增加輸入信號(hào)Sel來控制。Sel為三位二進(jìn)制數(shù)，分別為000，001，010，100，101，110，111，八種狀態(tài)對(duì)應(yīng)八種花樣。同時(shí)系統(tǒng)還需一個(gè)復(fù)位信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)

6、電路的清零控制。輸出八位彩燈，我們這里用LED發(fā)光二極管代替。當(dāng)電路輸出為“1”時(shí)，LED點(diǎn)亮。當(dāng)電路輸出為“0”時(shí)，LED熄滅</p><p><b>　　三、成員分工</b></p><p><b>　　四、源程序</b></p><p>　　LIBRARY ieee;</p><p>　　US

7、E ieee.std_logic_1164.ALL;</p><p>　　ENTITY deng IS </p><p>　　PORT(cLK,rst:IN std_LOGIC; </p><p>　　sel:in std_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0); </p><p>　　abc:OUT std_

8、LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0) ); </p><p><b>　　END deng;</b></p><p>　　ARCHITECTURE color OF deng IS</p><p>　　TYPE state_1 IS (s0,s1,s2,s3,s4,s5,s6,s7);</p><p>　

9、　SIGNAL state_2:state_1;</p><p><b>　　BEGIN </b></p><p>　　pr_1:PROCESS (cLK,rst) </p><p>　　BEGIN </p><p>　　IF rst='1' THEN

10、 state_2<=s0; </p><p>　　ELSIF cLK'event AND cLK='1' THEN </p><p>　　CASE state_2 IS </p><p>　　WHEN s0=> state_2<=s1; </p><p>　　WHE

11、N s1=> state_2<=s2;</p><p>　　WHEN s2=> state_2<=s3; </p><p>　　WHEN s3=> state_2<=s4; </p><p>　　WHEN s4=> state_2<=s5;</p><p>　　WHEN s

12、5=> state_2<=s6;</p><p>　　WHEN s6=> state_2<=s7; </p><p>　　WHEN s7=> state_2<=s0;</p><p>　　END CASE; </p><p><b>　　END IF; </b></p

13、><p>　　END PROCESS pr_1; </p><p>　　pr_2:PROCESS(sel,state_2) </p><p>　　BEGIN </p><p>　　if sel="000" then —— 彩燈從左到右逐次閃亮</p><p>　

14、　CASE state_2 IS </p><p>　　WHEN s0=> abc<="10000000"; </p><p>　　WHEN s1=> abc<="01000000"; </p><p>　　WHEN s2=> abc<=&quo

15、t;00100000"; </p><p>　　WHEN s3=> abc<="00010000"; </p><p>　　WHEN s4=> abc<="00001000"; </p><p>　　WHEN s5=> abc<="0000010

16、0"; </p><p>　　WHEN s6=> abc<="00000010"; </p><p>　　WHEN s7=> abc<="00000001"; </p><p>　　END CASE; </p><p>　　elsif sel

17、="001" then ——彩燈從左向右逐次點(diǎn)亮，且亮后不熄滅</p><p>　　CASE state_2 IS </p><p>　　WHEN s0=> abc<="10000000"; </p><p>　　WHEN s1=>

18、abc<="11000000"; </p><p>　　WHEN s2=> abc<="11100000"; </p><p>　　WHEN s3=> abc<="11110000"; </p><p>　

19、　WHEN s4=> abc<="11111000"; </p><p>　　WHEN s5=> abc<="11111100"; </p><p>　　WHEN s6=> abc<="11111110"; </p>

20、<p>　　WHEN s7=> abc<="11111111"; </p><p>　　END CASE; </p><p>　　elsif sel="010" then ——彩燈兩邊同時(shí)亮兩個(gè)，然后逐次向中間點(diǎn)亮</p><p>　　CASE state_

21、2 IS </p><p>　　WHEN s0=> abc<="10000001"; </p><p>　　WHEN s1=> abc<="01000010"; </p><p>　　WHEN s2=> abc<=&qu

22、ot;00100100"; </p><p>　　WHEN s3=> abc<="00011000"; </p><p>　　WHEN s4=> abc<="00100100"; </p><p>　　WHEN s5=&

23、gt; abc<="01000010"; </p><p>　　WHEN s6=> abc<="10000001"; </p><p>　　WHEN s7=> abc<="11111111"; </p><p>　　E

24、ND CASE; </p><p>　　elsif sel="011" then ——彩燈全亮，向中間熄滅，再向兩邊點(diǎn)亮</p><p>　　CASE state_2 IS </p><p>　　WHEN s0=> abc<="11111111";

25、 </p><p>　　WHEN s1=> abc<="01111110"; </p><p>　　WHEN s2=> abc<="00111100"; </p><p>　　WHEN s3=> abc<="0001

26、1000"; </p><p>　　WHEN s4=> abc<="00011000"; </p><p>　　WHEN s5=> abc<="00111100"; </p><p>　　WHEN s6=> abc<

27、;="01111110"; </p><p>　　WHEN s7=> abc<="11111111"; </p><p><b>　　END CASE;</b></p><p>　　elsif sel="100" then

28、 ——彩燈中間兩熄滅，依次向外擴(kuò)兩燈熄滅，呈菱形滅燈</p><p>　　CASE state_2 IS </p><p>　　WHEN s0=> abc<="11100111"; </p><p>　　WHEN s1=> abc<="11000011"

29、;; </p><p>　　WHEN s2=> abc<="10000001"; </p><p>　　WHEN s3=> abc<="00000000"; </p><p>　　WHEN s4=> abc<="

30、;10000001"; </p><p>　　WHEN s5=> abc<="11000011"; </p><p>　　WHEN s6=> abc<="11100111"; </p><p>　　WHEN s7=> abc

31、<="00000000"; </p><p><b>　　END CASE;</b></p><p>　　elsif sel="101" then ——彩燈呈菱形點(diǎn)亮</p><p>　　CASE state_2 IS </p&g

32、t;<p>　　WHEN s0=> abc<="00011000"; </p><p>　　WHEN s1=> abc<="00111100"; </p><p>　　WHEN s2=> abc<="01111110";

33、 </p><p>　　WHEN s3=> abc<="11111111"; </p><p>　　WHEN s4=> abc<="01111110"; </p><p>　　WHEN s5=> abc<="00111100

34、"; </p><p>　　WHEN s6=> abc<="00011000"; </p><p>　　WHEN s7=> abc<="00000000"; </p><p><b>　　END CASE;</b>

35、;</p><p>　　elsif sel="110" then ——彩燈中間兩個(gè)滅燈，中間兩個(gè)滅燈，依次外擴(kuò)</p><p>　　CASE state_2 IS </p><p>　　WHEN s0=> abc<="11100111";

36、 </p><p>　　WHEN s1=> abc<="00011000"; </p><p>　　WHEN s2=> abc<="11000011"; </p><p>　　WHEN s3=> abc<="00111100&quo

37、t;; </p><p>　　WHEN s4=> abc<="10000001"; </p><p>　　WHEN s5=> abc<="01111110"; </p><p>　　WHEN s6=> abc<="

38、11000011"; </p><p>　　WHEN s7=> abc<="00111100"; </p><p><b>　　END CASE;</b></p><p>　　elsif sel="111" then —

39、—全部彩燈亮與熄滅交替 </p><p>　　CASE state_2 IS </p><p>　　WHEN s0=> abc<="11111111"; </p><p>　　WHEN s1=> abc<="00000000";

40、 </p><p>　　WHEN s2=> abc<="11111111"; </p><p>　　WHEN s3=> abc<="00000000"; </p><p>　　WHEN s4=> abc<="11111111&quo

41、t;; </p><p>　　WHEN s5=> abc<="00000000"; </p><p>　　WHEN s6=> abc<="11111111"; </p><p>　　WHEN s7=> abc<="00

42、000000"; </p><p><b>　　END CASE;</b></p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　END PROCESS pr_2;</p><p>　　END color;</p><p>&l

43、t;b>　　五、仿真結(jié)果</b></p><p>　　（1）當(dāng)sel為000時(shí)的圖形，彩燈從左到右逐次閃亮。</p><p>　?。?）當(dāng)sel為001時(shí)的圖形，彩燈從左向右逐次點(diǎn)亮，且亮后不熄滅</p><p>　?。?）當(dāng)sel為010時(shí)的圖形，彩燈兩邊同時(shí)亮兩個(gè)，然后逐次向中間點(diǎn)亮</p><p>　?。?）當(dāng)sel為

44、011時(shí)的圖形，彩燈全亮，向中間熄滅，再向兩邊點(diǎn)亮</p><p>　?。?）當(dāng)sel為100時(shí)的圖形，彩燈中間兩熄滅，依次向外擴(kuò)兩燈熄滅，呈菱形滅燈</p><p>　?。?）當(dāng)sel為101時(shí)的圖形，彩燈呈菱形點(diǎn)亮</p><p>　?。?）當(dāng)sel為110時(shí)的圖形，彩燈中間兩個(gè)滅燈，中間兩個(gè)滅燈，依次外擴(kuò)</p><p>　?。?）當(dāng)s

45、el為111時(shí)的圖形，全部彩燈亮與熄滅交替</p><p><b>　　引腳鎖定完成（9）</b></p><p>　　引腳鎖定完成（10）</p><p><b>　　六、收獲體會(huì)</b></p><p>　　1，從仿真波形可以看出，此程序可以實(shí)現(xiàn)八種不同花樣彩燈的相互變換，每種花樣彩燈可以循環(huán)變

46、化。然后就可以實(shí)現(xiàn)程序下載和硬件測(cè)試。主頻時(shí)鐘clk接CLOCK0(第83腳)，但是如果系統(tǒng)的固有頻率很大，彩燈的閃爍速度非常快，看到的現(xiàn)象是每個(gè)花樣的八個(gè)彩燈同時(shí)被點(diǎn)亮，為了實(shí)現(xiàn)絢麗多彩的景象，選擇不同的頻率（在1Hz--46Hz之間選擇）能使彩燈點(diǎn)亮速度適宜。復(fù)位RST和Sel的高位與地位分別接四個(gè)鍵控。輸出八位彩燈分別對(duì)應(yīng)接八個(gè)LED發(fā)光二極管。實(shí)驗(yàn)表明，此設(shè)計(jì)方法能夠滿足八種不同花樣彩燈的變化要求，并且該方法便于擴(kuò)展不同變化模式