遼寧工程技術(shù)大學(xué)eda課程設(shè)計(jì)多路彩燈控制器

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1、課程設(shè)計(jì)EDA技術(shù)與VHDL語(yǔ)言課程設(shè)計(jì)報(bào)告班級(jí)：電信11-1姓名：郭凱麗學(xué)號(hào)：1106110109指導(dǎo)教師：徐維成績(jī)：電子與信息工程學(xué)院信息與通信工程系目錄目錄I摘要II關(guān)鍵字II1引言11.1課程設(shè)計(jì)目的11.2課程設(shè)計(jì)內(nèi)容12設(shè)計(jì)方案13模塊設(shè)計(jì)23.1時(shí)序控制模塊23.2顯示控制電路33.3總體模塊框圖34模塊程序44.1時(shí)序控制電路模塊程序44.2顯示模塊電路程序54.3頂層模塊設(shè)計(jì)程序65仿真波形65.1時(shí)序控制模塊仿真波形65.2顯示模塊仿真波形76實(shí)驗(yàn)總結(jié)77心得體會(huì)88參考文獻(xiàn)8II多路彩燈控制

2、器摘要隨著科技的發(fā)展?,?在現(xiàn)代生活中,?彩燈作為一種景觀應(yīng)用越來(lái)越多。EDA技術(shù)的應(yīng)用引起電子產(chǎn)品及系統(tǒng)開發(fā)的革命性變革?,?現(xiàn)介紹了以VHDL為基礎(chǔ)的多路彩燈控制系統(tǒng)。同時(shí)減少了設(shè)計(jì)芯片的數(shù)量、縮小了體積、降低了功耗、提高了設(shè)計(jì)的靈活性、可靠性和可擴(kuò)展性。在電子電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)工具已成為主要的設(shè)計(jì)手段，而VHDL語(yǔ)言則是EDA的關(guān)鍵技術(shù)之一，它采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法，即從系統(tǒng)總體要求出發(fā)，自上至下地將設(shè)計(jì)任務(wù)分解為不同的功能模塊，最后將各功能模塊連接形成頂層模塊，完成系統(tǒng)硬件的整體設(shè)計(jì)

3、。本文介紹了基于EDA技的多路彩燈控制器的設(shè)計(jì)與分析。在MAX+PLUSII環(huán)境下采用VHDL語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，論述?了基于VHDL語(yǔ)言和CPLD芯片的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn)過程。隨著EDA技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大與深入，EDA技術(shù)在電子信息、通訊、自動(dòng)控制及就算幾應(yīng)用等領(lǐng)域的重要性突出，隨著技術(shù)市場(chǎng)與人才市場(chǎng)對(duì)EDA的需求不斷提高，產(chǎn)品的市場(chǎng)需求和市場(chǎng)的要求也必然會(huì)反映到教學(xué)領(lǐng)域和科研領(lǐng)域中來(lái)，因此學(xué)好EDA技術(shù)對(duì)我們有很大的一處，EDA是指以計(jì)算機(jī)為工具，在EDA軟件平臺(tái)上，根據(jù)設(shè)計(jì)描述的源文件，自動(dòng)完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，

4、包括編譯、仿真、優(yōu)化、綜合、適配以及下載。多路彩燈控制器通過對(duì)應(yīng)的開關(guān)按鈕，能夠控制多個(gè)彩燈的輸出狀態(tài)，組合多種變幻的燈光閃爍，它被廣泛應(yīng)用到節(jié)目慶典、劇場(chǎng)燈光，櫥窗裝飾中。關(guān)鍵字：EDA；多路彩燈；VHDLII1引言1.1課程設(shè)計(jì)的目的鞏固所學(xué)的專業(yè)技術(shù)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分析和解決工程技術(shù)問題的能力，培養(yǎng)初步的獨(dú)立設(shè)計(jì)能力；通過課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，了解并掌握一般的綜合設(shè)計(jì)過程，訓(xùn)練并提高學(xué)生在理論計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工程繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料、運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范和應(yīng)用計(jì)算機(jī)等方面的能力，更好地將理論與

5、實(shí)踐相結(jié)合，提高綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)獨(dú)立分析和解決問題的能力。再設(shè)計(jì)完成后，還要將設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行安裝、調(diào)試，加強(qiáng)我們的動(dòng)手能力。在此過程中培養(yǎng)從事設(shè)計(jì)工作的整體觀念。通過課程設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)掌握適用EDA軟件QUARTUS,電路描述，綜合，模擬仿真過程。同時(shí)掌握EDA的VHDL語(yǔ)言。1.2課程設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)一個(gè)多路彩燈控制器，能夠在6種不同的彩燈花型之間進(jìn)行循環(huán)變化，并可設(shè)置花型變化的節(jié)奏，且可進(jìn)行復(fù)位。要求給出系統(tǒng)總體組成框圖，設(shè)計(jì)思路，完成以上模塊的VHDL實(shí)現(xiàn)及功能仿真，頂層文件及整體仿真。2設(shè)計(jì)方案整個(gè)系統(tǒng)有三個(gè)輸

6、入信號(hào)，分別為由系統(tǒng)晶振產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)CLK脈沖，控制快慢的信號(hào)C,復(fù)位清零信號(hào)RESET,輸出信號(hào)是8路彩燈輸出狀態(tài)。系統(tǒng)框圖如圖1-1：圖1-1主要模塊有時(shí)序控制電路模塊和顯示電路模塊，時(shí)序控制電路實(shí)現(xiàn)的功能是產(chǎn)生和的時(shí)鐘信號(hào)8，原理是根據(jù)輸入信號(hào)的設(shè)置得到相應(yīng)的輸出信號(hào)，并將此信號(hào)作為顯示電路的時(shí)鐘信號(hào)；顯示電路輸入時(shí)鐘信號(hào)的周期，有規(guī)律的輸出設(shè)定的六種彩燈變化類型。3模塊設(shè)計(jì)3.1時(shí)序控制模塊時(shí)序控制模塊是本程序的時(shí)鐘信號(hào)選擇模塊，它的功能是產(chǎn)生輸入脈沖的分頻脈沖信號(hào)和分頻脈沖信號(hào)，以此控制八路彩燈的快慢

7、節(jié)奏變化。時(shí)序控制模塊在本電路中起著至關(guān)重要的作用，它以彩燈閃動(dòng)快慢節(jié)奏的變化實(shí)現(xiàn)了多路彩燈絢麗多彩的花型節(jié)奏變化。時(shí)序控制電路的模塊框圖如圖1-2所示，CLK為輸入時(shí)鐘信號(hào)，電路在時(shí)鐘上升沿變化；CLR為復(fù)位清零信號(hào)，高電平有效，一旦有效時(shí)，電路無(wú)條件的回到初始狀態(tài)；C為頻率快慢選擇信號(hào)，低電平節(jié)奏快，高電平節(jié)奏慢；CQ為輸出信號(hào)，RESET有效時(shí)輸出為零，否則，隨C信號(hào)的變化而改變。圖1-2時(shí)序控制電路模塊框圖我們假設(shè)時(shí)序控制電路所產(chǎn)生的控制時(shí)鐘信號(hào)的快慢兩種節(jié)奏分別為輸入時(shí)鐘信號(hào)頻率的1/4和1/8，因而輸

8、出時(shí)鐘控制信號(hào)可以通過對(duì)輸入時(shí)鐘的計(jì)數(shù)來(lái)獲得。當(dāng)C為低電平時(shí)，輸出沒經(jīng)過兩個(gè)時(shí)鐘周期進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)四分頻的快節(jié)奏；當(dāng)C為高電平時(shí)，輸出每經(jīng)過四個(gè)時(shí)鐘周期進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)八分頻的慢節(jié)奏。3.2顯示控制電路顯示控制電路的模塊框圖如圖1-38所示，輸入信號(hào)clk和clr的定義與時(shí)序控制電路一樣，輸入信號(hào)led[7...0]能夠循環(huán)輸出8路彩燈6種不同狀態(tài)的花型。圖1-3顯示控制電