多路彩灯控制器的设计与分析

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1、第2章多路彩灯控制器的设计与分析2.1系统设计要求2.2系统设计方案2.3主要VHDL源程序2.4系统仿真/硬件验证2.5设计技巧分析2.6系统扩展思路2.1系统设计要求今需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。2.2系统设计方案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CD

2、KZQ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2.1所示。图2.1彩灯控制器组成原理图2.3主要VHDL源程序2.3.1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_L

3、OGIC);ENDENTITYSXKZ;ARCHITECTUREARTOFSXKZISSIGNALCLLK: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"TH

4、ENTEMP:="000";CLLK<=NOTCLLK;ELSETEMP:=TEMP+'1';ENDIF;--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;2.3.2显示控制电路的VHDL源程序--XSKZ.VHD

5、LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITYXSKZISPORT(CLK:INSTD_LOGIC;CLR:INSTD_LOGIC;LED:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(15DOWNTO0));ENDENTITYXSKZ;ARCHITECTUREARTOFXSKZISTYPESTATEIS(S0,S1,S2,S2,S4,S5,S6);SIGNALCURRENT_STATE:STATE;SIGNALFLOWER:STD_LOGIC_VECTOR(15DOWNTO0)

6、;BEGINPROCESS(CLR,CLK)ISCONSTANTF1:STD_LOGIC_VECTOR(15DOWNTO0):="0001000100010001";CONSTANTF2:STD_LOGIC_VECTOR(15DOWNTO0):="1010101010101010";CONSTANTF2:STD_LOGIC_VECTOR(15DOWNTO0):="0011001100110011";CONSTANTF4:STD_LOGIC_VECTOR(15DOWNTO0):="0100100100100100";C

7、ONSTANTF5:STD_LOGIC_VECTOR(15DOWNTO0):="1001010010100101";CONSTANTF6:STD_LOGIC_VECTOR(15DOWNTO0):="1101101101100110";--六种花型的定义BEGINIFCLR='1'THENCURRENT_STATE<=S0;ELSIFRISING_EDGE(CLK)THENCASECURRENT_STATEISWHENS0=>FLOWER<="ZZZZZZZZZZZZZZZZ";CURRENT_STATE<=S1;WH

8、ENS1=>FLOWER<=F1;CURRENT_STATE<=S2;WHENS2=>FLOWER<=F2;CURRENT_STATE<=S2;WHENS2=>FLOWER<=F2;CURRENT_STATE<=S4;WHENS4=>FLOWER<=F4;CURRENT_STATE<=S5;WHENS5=>FLOWER<=F5;CURRENT_