基于fpga的多路彩灯控制器的设计

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1、评阅意见：鲫鱼课：专学草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草指、，，,--'-免成肘问：2014年11月25g__板告成蜻：湖南文理学院制基于FPGA多路彩灯控制器的设计21世纪，电了技术迅猛发展，高薪技术日新月兄。传统的设计方法正逐步退fliW史的舞台，取而代之的是基于EDA技术的芯片设计技术，它正在成为电了系统设计的主流。人规模可编程器件现场可编程门阵列FPGA和复杂可编程逻辑器件CPLD是当今应用最广泛的两类可编程专用集成电路。近年來，EDA技术高速发展使现代电+产品A着功能多样化，体积最小化，功耗最低化的方向发展。它与传统电子

2、产品在设计上的显著优势就是：第一大量使用大规模可编程逻辑器件，以提高产品性能，缩小产品体积，降低功耗。第二是广泛运用现代化计算机技术，以提高电子设计自动化程度，缩短开发周期，提高产品的竞争力。所以掌握这方面的应用极其重要，木题口就是基于FPGA这一技术完成实现的。众所周知，彩灯、流水灯、装饰灯等在日常生活和商业都有极其广泛的应用。具冇很高的商业价值和研究价值。而对于越来越变化多端要求极高的灯饰行业，相对传统的单片机来说，FPGA的性价比越來越高，功能强大，能轻松的完成对彩灯的控制。随着科技的发展，在现代生活中，彩灯作为一种景观应用越来越多

3、。而在电子电路设计领域中，电子设计自动化(EDA)工具已成为主要的没计手段，VHDL语言则是EDA的关键技术之一,它采用G顶向不的设计方法，即从系统总体要求出发,0上至下地将设计任务分解为不同的功能模块，最后将各功能模块连接形成顶M模块，完成系统硬件的整体设计。木文介绍了基丁•EDA技的多路彩灯控制器的设计与分析。在MAX+PLUSII环境下采用VIIDL语言实现，论述了基于VIIDL语言和FPGA芯片的数字系统设计思想和实现过程。电+设计自动化技术的发展给电子系统的设计带来了革命性的变化，EDA软件设计工兵，硬件描述语言，可编程逻辑器件

4、使得EDA技术的应用走向普及。FPGA是新型的可编程逻辑器件，采用FPGA进行产品丌发可以灵活地进行模块配置，大大缩短了产品开发周期，也有利于产品向小型化，集成化的方向发展。二、任务要求设计一个多路彩灯控制器，能循环变化花型，可清零，可选择花型。彩灯控制器有16路发光二极管构成，当控制器开关打丌时，能够在6种不同花型之间进行循环变化。要求控制器具备复位清零功能，一旦复位信号失效，不论控制器花型变化处于何种状态，都会无条件即刻清零，回到初始化状态。三、设计作用与目的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吋钟信

5、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分为三人部分：吋序控制电路SXKZ和显示控制电路XSKZ。SXKZXSKZ本题目还用原理图來完成顶层文件，对于比较简单的，子模块较少的题目，建议顶层模块使用原理图，会比较直观。而对于比较复杂的，子模块较多的题口，使用文本元件例化，会更简洁清晰。如用原理图完成顶层文件连线如图所示。本题目是采用文本元件例化来完成的。jchoseJey.dan5Ct彩灯控制器的组成原理

6、阁四、所用设备及软件4.1FPGA的发展历程FPGA(Field—ProgrammableGateArray),即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。以硬件描述语言(Verilog或VHDL)所完成的电路设计，可以经过简单的综合与布局，快速的烧录至FPGA上进行测试，是现代1C设计验证的技术主流。这些可编辑元件可以被用来实现一些基木的逻辑门电路(比如AND、OR

7、、XOR、NOT)或者更复杂一些的组合功能比如解码器或数学方程式。在人多数的FPGA里面，这些可编辑的元件里也包含记忆元件例如触发器(Hip-flop)或者其他更加完整的记忆块。系统设计师可以根据需耍通过可编辑的连接把FPGA内部的逻辑块连接起来，就好像一个电路试验板被放在了一个芯片里。一个出厂£；的成品FPGA的逻辑块和连接可以按照设计者血改变，所以FPGA可以完成所需耍的逻辑功能。FPGA—般来说比ASIC(专用集成电路)的速度要慢，无法完成复杂的设计，但是功耗较低。但是他们也有很多的优点比如可以快速成品，可以被修改来改正程序屮的错误

8、和更便宜的造价。厂商也可能会提供便宜的仴是编辑能力差的FPGA。因为这些芯片冇比较差的可编辑能力，所以这些设计的开发是在普通的FPGA上完成的，然f将设计转移到一个类似于ASIC的芯片上。另外