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1、FPGA课程设计——8路彩灯控制程序2013年12月12日8路彩灯控制程序一、设计任务1.设计目的：(1)了解及掌握时序电路及组合电路的基本结构常用数字电路（2）通过ModelSim软件编写组合电路与时序电路混合的程序进行仿真和调试。（3）74LS194移位寄存器和74LS161计数器的使用。2.设计容：编写一个8路彩灯控制程序，要求彩灯有以下3种演示花型。（1）8路彩灯同时亮灭；（2）从左至右逐个亮（每次只有1路亮）；（3）8路彩灯每次4路亮，4路灯灭，且灯灭相同，交替亮灭；在演示过程中，只有当一种花型演示完毕才能转向其他演示花型。二、设计方案论证74LS161
2、是四位二进制同步加数器,74LS194是一个4位双向移位寄存器,它具有左移,右移,保持,清零等逻辑功能，八路彩灯控制器通过利用双向移位寄存器74LS194的串行输入,个并行输8出端控制彩灯;双向移位寄存器74LS194的控制端S1=0,S0=1时,进行右移;S1=1,S0=0时,进行左移;十六位计数器74LS161可以从0000到1111进行计数.利用十六位计数器74LS161的功能实现自动循环.（1）8路彩灯同时亮灭:111111110000000011111111（2）从左至右逐个亮（每次只有1路亮）；11111111011111111011111111011
3、1111110111111110111111110111111110111111110（3）8路彩灯每次4路亮，4路灯灭，且灯灭相同，交替亮灭111111110000111111110000三、结构及其工作原理1.结构框图：2.电路的原理图：3.电路工作原理：74LS161是四位二进制同步加数器,74LS194是一个4位双向移位寄存器,它具有左移,右移,保持,清零等逻辑功能,八路彩灯控制器通过利用双向移位寄存器74LS194的串行输入,个并行输8出端控制彩灯;双向移位寄存器74LS194的控制端S1=0,S0=1时,进行右移;S1=1,S0=0时,进行左移;十六位
4、计数器74LS161可以从0000到1111进行计数.利用十六位计数器74LS161的功能实现自动循环.四、主要元件1.数字电路实验箱1台2.74LS161芯片1片3.74LS194芯片2片4.导线若干五、仿真过程及结果新建工程及文件，分别添加设计程序及测试程序，进行编译及纠错，编译通过后运行程序仿真进行调试得出结果。设计模块：modulecaideng(clk,ledout,reset);inputreset,clk;output[7:0]ledout;integeri;reg[7:0]ledout;reg[2:0]count;reg[4:0]count2;re
5、gclkflag;reg[1:0]in;always(posedgeclk)beginif(!reset)count<=0;elseif(count<=3)beginclkflag<=0;count<=count+1;endelseif(count<7)beginclkflag<=1;count<=count+1;endelseif(count==7)beginclkflag<=1;count<=0;endelsebeginclkflag<=1;count<=count+1;endendalways(posedgeclk)beginif(!reset)count2
6、<=0;elseif(count2<=7)beginin<=2'b00;count2<=count2+1;endelseif(count2<=15)beginin<=2'b01;count2<=count2+1;endelseif(count2<23)beginin<=2'b10;count2<=count2+1;endelseif(count2==23)beginin<=2'b10;count2<=0;endelsebeginin<=2'bZZ;count2<=0;endendalways(clkflagorcountorinorreset)if(!reset)
7、ledout<=8'h00;elsebegincase(in)2'b00:if(clkflag)ledout=8'hFF;elseledout=8'h00;2'b01:case(count)'h0:ledout=8'h80;'h1:ledout=8'h40;'h2:ledout=8'h20;'h3:ledout=8'h10;'h4:ledout=8'h08;'h5:ledout=8'h04;'h6:ledout=8'h02;'h7:ledout=8'h01;default:ledout=8'h00;endcase2'b10:if(clkflag)ledout=8'
8、hAA;e
