多路彩燈控制器的設(shè)計(jì)之eda課程設(shè)計(jì)

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1、多路彩燈控制器的設(shè)計(jì)[摘要]：當(dāng)今時(shí)代科技發(fā)展日異月新，彩燈作為一種景觀應(yīng)用越來(lái)越多。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。它的發(fā)展給電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來(lái)了革命性的變化，EDA軟件設(shè)計(jì)工具，硬件描述語(yǔ)言，可編程邏輯器件（PLD）使得EDA技術(shù)的應(yīng)用走向普及。本次設(shè)計(jì)是十六路彩燈控制器,現(xiàn)代生活中,彩燈已經(jīng)成為必不可少的景觀,本次設(shè)計(jì)本著與實(shí)際生活密切聯(lián)系的原則,論述了使用VHDL設(shè)計(jì)十六路彩燈控制器的過程。VHDL為設(shè)計(jì)提供了更大的靈活性，使程序具有更高的通用性。同時(shí)也提高了設(shè)計(jì)的靈活性、可靠性和可擴(kuò)展性,為大學(xué)

2、生更好地認(rèn)識(shí)社會(huì)提供了很好的機(jī)會(huì)。[關(guān)鍵詞]：電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)；VHDL；彩燈控制器；1目錄1設(shè)計(jì)方案11.1方案介紹11.2方案分析12模塊設(shè)計(jì)及其功能22.1模塊功能描述22.2時(shí)序控制模塊22.3顯示控制模塊43十六路彩燈控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)83.1整體功能描述83.2設(shè)計(jì)原理83.3程序編譯與仿真114總結(jié)與體會(huì)13附錄源程序：1521設(shè)計(jì)方案1.1方案介紹用VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)了一個(gè)十六路彩燈控制器，能夠在六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。本控制電路采用VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)，運(yùn)用自頂而下的設(shè)計(jì)思想，按

3、功能逐層分割實(shí)現(xiàn)層次化設(shè)計(jì)。根據(jù)多路彩燈控制器的設(shè)計(jì)原理，將整個(gè)控制器分為兩個(gè)部分，分別為時(shí)序控制模塊和顯示控制模塊。時(shí)序控制模塊實(shí)現(xiàn)的功能是產(chǎn)生14和18的時(shí)鐘信號(hào)。顯示控制模塊中實(shí)現(xiàn)的六種花型分別為："00011""11111""01010""10101""11011""00000"整個(gè)電路僅有時(shí)序控制和顯示控制兩個(gè)模塊。1.2方案分析此方案由時(shí)序控制電路和顯示控制電路組成，電路組成較簡(jiǎn)單。且檢查電路時(shí)易于分析修改，雖然原理相對(duì)復(fù)雜，但單元電路模塊少，而且方案程序編寫簡(jiǎn)單易懂，并能夠靈活地添加或刪減程序?qū)崿F(xiàn)多種花型的變化，有很大的靈活性

4、。因此，選擇了此方案進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)計(jì)。182模塊設(shè)計(jì)及其功能本次設(shè)計(jì)分為兩個(gè)子模塊,即十六路彩燈時(shí)序控制模塊和十六路彩燈顯示控制模塊。2.1模塊功能描述時(shí)序控制模塊的功能是產(chǎn)生輸入脈沖的14分頻脈沖信號(hào)和18分頻脈沖信號(hào)，以此控制十六路彩燈的快慢節(jié)奏變化。顯示控制模塊的功能是使電路產(chǎn)生六種花型并且循環(huán)顯示，以此實(shí)現(xiàn)本次課程設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)的多路彩燈控制器的花型循環(huán)顯示功能。模塊的設(shè)計(jì)使得程序得以實(shí)現(xiàn)，對(duì)于程序的理解和對(duì)模塊的設(shè)計(jì)緊密的聯(lián)系起來(lái)利用EDA技術(shù)方便快捷的實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)。用VHDL進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先應(yīng)該理解，VHDL語(yǔ)言是一種全方位硬件描述語(yǔ)

5、言，包括系統(tǒng)行為級(jí)，寄存器傳輸級(jí)和邏輯門級(jí)多個(gè)設(shè)計(jì)層次。應(yīng)充分利用VHDL“自頂向下”的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)以及層次化的設(shè)計(jì)概念，層次概念對(duì)于設(shè)計(jì)復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)是非常有用的，它使得我們可以從簡(jiǎn)單的單元入手，逐漸構(gòu)成龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)。2.2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14分頻脈沖信號(hào)和18分頻脈沖信號(hào)，以此控制十六路彩燈的快慢節(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)序控制電路是整個(gè)電路中一個(gè)分模塊，它的設(shè)計(jì)對(duì)十六路彩燈控制器設(shè)計(jì)的

6、順利完成起著決定性的作用。以下是時(shí)序控制電路編譯與仿真：1.時(shí)序控制模塊VHDL文本輸入截圖：18圖2-1時(shí)序控制模塊VHDL文本輸入圖Figure2-1sequentialcontrolmoduleVHDLtextinputfigure有以下程序：ifchose_key='1'theniftemp="011"thentemp:="000";cllk<=notcllk;elsetemp:=temp+'1';endif;elseiftemp="111"thentemp:="000";cllk<=notcllk;elsetemp:=temp+'1'

7、;本段程序的作用是：當(dāng)chose_key=’1’18時(shí)產(chǎn)生基準(zhǔn)時(shí)鐘頻率的14的時(shí)鐘信號(hào)，否則產(chǎn)生基準(zhǔn)時(shí)鐘頻率的18的時(shí)鐘信號(hào)。本段簡(jiǎn)短的程序很輕松地實(shí)現(xiàn)了時(shí)鐘頻率的選擇與變換，要想改變彩燈節(jié)奏的快慢，只需利用chose_key選擇開關(guān)置1或置0即可輕松實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)時(shí)鐘頻率的14的時(shí)鐘信號(hào)和基準(zhǔn)時(shí)鐘頻率的18的時(shí)鐘信號(hào)的轉(zhuǎn)換，簡(jiǎn)單并且容易修改，為十六路彩燈控制器的設(shè)計(jì)提供了更大的靈活性。2.時(shí)序控制模塊波形仿真截圖：圖2-2時(shí)序控制模塊波形仿真圖Figure2-2sequentialcontrolmodulewaveformsimulatio

8、ndiagram2.3顯示控制模塊顯示控制模塊是整個(gè)電路的顯示控制模塊。它的主要功能是使電路產(chǎn)生六種花型并且循環(huán)顯示，以此實(shí)現(xiàn)本次課程設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)的多