eda课程设计__多路彩灯设计

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1、多路彩灯控制器的设计O引言   硬件描述语言(HDL)是相对于一般的计算机软件语言如C，Pascal而言的。HDL是用于设计硬件电子系统的计算机语言，它描述电子系统的逻辑功能、电路结构和连接方式。设计者可以利用HDL程序来描述所希望的电路系统，规定其结构特征和电路的行为方式，然后利用综合器和适配器将此程序变成能控制FPGA和CPLD内部结构，并实现相应逻辑功能的门级或更底层的结构网表文件和下载文件。VHDL(VeryHighSpeedIntegratedCircuitHardwaredescriptionLangtuag

2、e)主要用于描述数字系统的结构、行为、功能和接口。与其他的HDL语言相比，VHDL具有更强的行为描述能力，从而决定了它成为系统设计领域最佳的硬件描述语言。强大的行为描述能力是避开具体的器件结构。从逻辑行为上描述和设计大规模电子系统的重要保证。在文献中作者从不同的角度阐述了EDA技术的应用，它具有功能强大、描述能力强、可移植性好、研制周期短、成本低等特点，即使设计者不懂硬件的结构，也能进行独立的设计。本文以Alter公司提供的Max+PlusⅡ为平台，设计一个可变速的彩灯控制器，可以在不修改硬件电路的基础上，仅通过更改软件

3、就能实现任意修改花型的编程控制方案，实现控制16只LED以6种花型和两种速度循环变化显示，而且设计非常方便，设计的电路保密性。（一）实验目的1．进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。2．了解数字电路设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。3．熟悉几种常用集成数字芯片，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。4.培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度一、设计任务与要求（1）要有多种花形变花。（2）多路花形可以自动变换循环往复。（3）彩灯变幻的快慢接拍可以选择。（4）具有清零开关。二、总体框图（一）设计思路

4、用VHDL进行设计，首先应该理解，VHDL语言是一种全方位硬件描述语言，包括系统行为级，寄存器传输级和逻辑门级多个设计层次。应充分利用VHDL“自顶向下”的设计优点以及层次化的设计概念，层次概念对于设计复杂的数字系统是非常有用的，它使得我们可以从简单的单元入手，逐渐构成庞大而复杂的系统。   首先应进行系统模块的划分，规定每一个模块的功能以及各模块之间的接口，最终设计方案分为三大模块：16路花样彩灯显示器、时序控制器、整个电路系统，从而达到控制彩灯闪烁速度的快慢和花型的的变换。1.自动控制多路彩灯按预设的花型进行变换；2

5、、花型种类不少于三种，花型自拟；3.分别用快慢两种节拍实现花型变换。4.选择：用可编辑逻辑器件实现。(二)总体方案的设计根据题目实际要求，经过分析与思考，拟定以下两种方案：方案一：总体分为三个模块。第一块实现花形的演示，，第二块实现花形的控制及节拍控制；第三块实现时钟信号的产生。方案二：整体电路分为四块。第一块实现花形的演示；第二块实现花形的控制；第三块实现节拍控制；第四块实现信号产生。方案三：有三个模块，第一个模块是时钟控制模块，第二块是花形控制模块，第三块是整体模块。（三）总体设计的选择三种方案比较发现，第三种方案相

6、对简单。这样设计其优点在于：设计思想比较简单，元件种类使用较少，且易于连接电路。基于以上原因，加上短时间内完成课程设计，我选择了连线少的，易于连接和调试的方案。（四）总体设计的选择1设计原理  时序控制电路SXKZ根据输入信号CKL_IN，CLR，CHOSE_KEY产生符合一定要求的、供显示控制电路ＸＳＫＺ使用的控制时钟信号，而显示控制电路XSKZ则根据时序控制电路SXKZ输入的控制时钟信号，输出６种花形循环变化的、控制１６路彩灯工作的控制信号，这些控制信号加上驱动电路一起控制彩灯工作。2系统设计方案根据系统设计方案要求

7、可知，整个系统共三个输入信号：控制彩灯节拍快慢的基准时钟信号CLK_IN，系统清零信号CLR，彩灯节拍快慢选择开关CHOSE_KEY：共有16个输出信号LED【15..0】，分别控制16路彩灯。我们可将整个彩灯控制器CDKZQ分为两大部分：时序控制电路SXKZ和显示控制电路XSKZ，整个系统的组成原理如下图。三、选择器件16X16LED显示EPI１２版上SW【０】拨码ＣＬＫ１p四、功能模块（一）时序控制电路的ＶＨＤＬ源程序――SXKZ。ＶＨＤＨlibraryieee;useieee.std_logic_1164.all;

8、useieee.std_logic_unsigned.all;entitysxkzisport(chose_key:instd_logic;clk_in:instd_logic;clr:instd_logic;clk:outstd_logic);endentitysxkz;architectureartofsxkzi