实验十四 多路彩灯控制器.doc

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1、实验十四多路彩灯控制器一、实验任务及要求设计一个十六路彩灯控制器，6种花型循环变化，有清零开关，并且可以选择快慢两种节拍。二、设计说明与提示1、设计说明根据系统设计要求可知，整个系统共有三个输入信号：控制彩灯节奏快慢的基准时钟信号CLK_IN，系统清零信号CLR，彩灯节奏快慢选择开关CHOSE_KEY；共有16个输出信号LED[15..0]，分别用于控制十六路彩灯。据此，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图如图2-4所示。2、提示(1)在时序控制电路SXKZ的设计中，利用计数器

2、计数达到分频值时，对计数器进行清零，同时将输出信号反向，这就非常简洁地实现了对输入基准时钟信号的分频，并且分频信号的占空比为0.5。(2)在显示控制电路XSKZ的设计中，利用状态机可以非常简洁地实现了六种花型的循环变化，同时利用六个十六位常数的设计，可非常方便地设置和修改六种花型。(3)对于顶层程序的设计，因本系统模块较少，既可使用文本的程序设计方式，也可使用原理图的设计方式。但对于模块较多的系统，最好使用文本的程序设计方式。图2-4彩灯控制器组成原理图三、实验报告要求1.画出顶层原理图。2.系统通过仿真后，根据EDA实验开发系统进行编程下载和硬件验

3、证。3.写出各功能模块的VHDL语言源文件。4.书写实验报告时应结构合理，层次分明，注意语言的流畅。四、主要VHDL源程序1、时序控制电路的VHDL源程序--SXKZ.VHDLIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITYSXKZISPORT(CHOSE_KEY:INSTD_LOGIC;CLK_IN:INSTD_LOGIC;CLR:INSTD_LOGIC;CLK:OUTSTD_LOGIC);ENDENTITYSXKZ;ARCHITECTUREART

4、OFSXKZISSIGNALCLLK:STD_LOGIC;BEGINPROCESS(CLK_IN,CLR,CHOSE_KEY)ISVARIABLETEMP:STD_LOGIC_VECTOR(2DOWNTO0);BEGINIFCLR='1'THEN--当CLR='1'时清零，否则正常工作CLLK<='0';TEMP:="000";ELSIFRISING_EDGE(CLK_IN)THENIFCHOSE_KEY='1'THENIFTEMP="011"THENTEMP:="000";CLLK<=NOTCLLK;ELSETEMP:=TEMP+'1';ENDIF

5、;--当CHOSE_KEY='1'时产生基准时钟频率的1/4的时钟信号，否则产生基准时钟--频率的1/8的时钟信号ELSEIFTEMP="111"THENTEMP:="000";CLLK<=NOTCLLK;ELSETEMP:=TEMP+’1';ENDIF;ENDIF;ENDIF;ENDPROCESS;CLK<=CLLK;ENDARCHITECTUREART;2、显示控制电路的VHDL源程序--XSKZ.VHDLIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITYXSKZISPORT(CLK:INSTD_LOGIC;

6、CLR:INSTD_LOGIC;LED:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(15DOWNTO0));ENDENTITYXSKZ;ARCHITECTUREARTOFXSKZISTYPESTATEIS(S0,S1,S2,S3,S4,S5,S6);SIGNALCURRENT_STATE:STATE;SIGNALFLOWER:STD_LOGIC_VECTOR(15DOWNTO0);BEGINPROCESS(CLR,CLK)ISCONSTANTF1:STD_LOGIC_VECTOR(15DOWNTO0):="10001";CONSTANTF2:STD_LO

7、GIC_VECTOR(15DOWNTO0):="01010";CONSTANTF3:STD_LOGIC_VECTOR(15DOWNTO0):="10011";CONSTANTF4:STD_LOGIC_VECTOR(15DOWNTO0):="00100";CONSTANTF5:STD_LOGIC_VECTOR(15DOWNTO0):="00101";CONSTANTF6:STD_LOGIC_VECTOR(15DOWNTO0):="00110";--六种花型的定义BEGINIFCLR='1'THENCURRENT_STATE<=S0;ELSIFRISIN

8、G_EDGE(CLK)THENCASECURRENT_STATEISWHENS0=>FLOWER<="ZZZ