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1、《EDA技術(shù)與VHDL》課程設(shè)計多路彩燈控制器院系電子信息工程學(xué)院班級10通信工程1班姓名尹星學(xué)號10084311132013年6月多路彩燈控制器摘要隨著EDA技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大與深入，EDA技術(shù)在電子信息、通訊、自動控制及就算幾應(yīng)用等領(lǐng)域的重要性突出，隨著技術(shù)市場與人才市場對EDA的需求不斷提高，產(chǎn)品的市場需求和市場的要求也必然會反映到教學(xué)領(lǐng)域和科研領(lǐng)域中來，因此學(xué)好EDA技術(shù)對我們有很大的一處，EDA是指以計算機為工具，在EDA軟件平臺上，根據(jù)設(shè)計描述的源文件，自動完成系統(tǒng)的設(shè)計，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應(yīng)的開關(guān)按鈕
2、，能夠控制多個彩燈的輸出狀態(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、劇場燈光，櫥窗裝飾中。關(guān)鍵字：EDA；多路彩燈；VHDL目錄1引言11.1課程設(shè)計的目的和意義11.2課程設(shè)計內(nèi)容及要求12設(shè)計方案13模塊設(shè)計23.1時序控制模塊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)計程序65仿真波形65.1時序控制模塊仿真波形65.2顯示模塊仿真波形76試驗總結(jié)77心得體會88參考文獻89/91引言1.1課程設(shè)計的目的和意義鞏固所學(xué)的專業(yè)技術(shù)知識，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識與生產(chǎn)實踐經(jīng)
3、驗，分析和解決工程技術(shù)問題的能力，培養(yǎng)初步的獨立設(shè)計能力；通過課程設(shè)計實踐，了解并掌握一般的綜合設(shè)計過程，訓(xùn)練并提高學(xué)生在理論計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計、工程繪圖、查閱設(shè)計資料、運用標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范和應(yīng)用計算機等方面的能力，更好地將理論與實踐相結(jié)合，提高綜合運用所學(xué)理論知識獨立分析和解決問題的能力。再設(shè)計完成后，還要將設(shè)計的電路進行安裝、調(diào)試，加強我們的動手能力。在此過程中培養(yǎng)從事設(shè)計工作的整體觀念。通過課程設(shè)計學(xué)習(xí)掌握適用EDA軟件QUARTUS,電路描述，綜合，模擬仿真過程。同時掌握EDA的VHDL語言。1.2課程設(shè)計內(nèi)容及要求設(shè)計一個多路彩燈控制器，能夠在6種不同的彩燈花型之
4、間進行循環(huán)變化，并可設(shè)置花型變化的節(jié)奏，且可進行復(fù)位。要求給出系統(tǒng)總體組成框圖，設(shè)計思路，完成以上模塊的VHDL實現(xiàn)及功能仿真，頂層文件及整體仿真。2設(shè)計方案整個系統(tǒng)有三個輸入信號，分別為由系統(tǒng)晶振產(chǎn)生的時鐘信號CLK脈沖，控制快慢的信號C,復(fù)位清零信號RESET,輸出信號是8路彩燈輸出狀態(tài)。系統(tǒng)框圖如圖1-1：9/9圖1-1主要模塊有時序控制電路模塊和顯示電路模塊，時序控制電路實現(xiàn)的功能是產(chǎn)生和的時鐘信號，原理是根據(jù)輸入信號的設(shè)置得到相應(yīng)的輸出信號，并將此信號作為顯示電路的時鐘信號；顯示電路輸入時鐘信號的周期，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3.1
5、時序控制模塊時序控制模塊是本程序的時鐘信號選擇模塊，它的功能是產(chǎn)生輸入脈沖的分頻脈沖信號和分頻脈沖信號，以此控制八路彩燈的快慢節(jié)奏變化。時序控制模塊在本電路中起著至關(guān)重要的作用，它以彩燈閃動快慢節(jié)奏的變化實現(xiàn)了多路彩燈絢麗多彩的花型節(jié)奏變化。時序控制電路的模塊框圖如圖1-2所示，CLK為輸入時鐘信號，電路在時鐘上升沿變化；RESET為復(fù)位清零信號，高電平有效，一旦有效時，電路無條件的回到初始狀態(tài)；C為頻率快慢選擇信號，低電平節(jié)奏快，高電平節(jié)奏慢；CQ為輸出信號，RESET有效時輸出為零，否則，隨C信號的變化而改變。圖1-2時序控制電路模塊框圖我們假設(shè)時序控制電路所
6、產(chǎn)生的控制時鐘信號的快慢兩種節(jié)奏分別為輸入時鐘信號頻率的1/4和1/8，因而輸出時鐘控制信號可以通過對輸入時鐘的計數(shù)來獲得。當(dāng)C為低電平時，輸出沒經(jīng)過兩個時鐘周期進行翻轉(zhuǎn)，實現(xiàn)四分頻的快節(jié)奏；當(dāng)C為高電平時，輸出每經(jīng)過四個時鐘周期進行翻轉(zhuǎn)，實現(xiàn)八分頻的慢節(jié)奏。9/93.2顯示控制電路顯示控制電路的模塊框圖如圖1-3所示，輸入信號clk和clr的定義與時序控制電路一樣，輸入信號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顯示控制電路模塊框圖多路彩燈在多種花型之間的轉(zhuǎn)換可以通過狀態(tài)機實現(xiàn)，當(dāng)復(fù)位信號clr有效時，彩燈恢復(fù)初始狀態(tài)s0，否則，每個
7、時鐘周期，狀態(tài)都將向下一個狀態(tài)發(fā)生改變，并對應(yīng)輸出的花型，這里的時鐘周期即時時序控制電路模塊產(chǎn)生的輸出信號，它根據(jù)control信號的不同取值得到兩種快慢不同的時鐘頻率。3.3總體模塊框圖總體模塊框圖如1-4圖1-4總體模塊框圖9/94模塊程序4.1時序控制電路模塊程序9/94.2顯示模塊電路程序9/94.3頂層模塊設(shè)計程序5仿真波形5.1時序控制模塊仿真波形9/9從圖中可以看出，當(dāng)復(fù)位信號為高電平時，電路時鐘輸出清零，當(dāng)快慢信號c為低電平時，時序控制電路四分頻起作用，當(dāng)快慢信號c為高電平時，時序控制電路八分頻起作用，仿真結(jié)果符合電路要求。5.2顯示模塊仿真波形當(dāng)
8、復(fù)位信號有
