基于vhdl语言的十六路彩灯控制器设计说明书

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1、1引言VHDL(VeryHigllSpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage)即超高速集成电路硬件描述语言。它是20世纪70年代和80年代初由美国国防部为其超高速集成电VHSIC计划提出的，支持硬件的设计、综合、验证和测试，主要用于描述数字系统的行为、结构、功能和接口[1]，也是一种应用较为广泛的HDL语言，能对范围广泛的各种复杂的网络（如电路系统、印刷电路板、芯片、逻辑门等）在不同的抽象级加以描述，而且在整个设计过程中可使用同一种语言。采用VHDL作为HDL综合设计的优点有：标准语言，即设计者可在不同的环境（例如MAXPLUSII）

2、下进行设计；仿真和综合均可采用同一种语言进行；VHDL中提供的大量的模块资源，简化了设计者的开发工作；由VHDL描述的源文件既是程序软件又可作为设计的文档。每当夜幕降临，街上的彩灯便发出形态各异、色彩斑斓的耀眼光芒，尤其是节假日，主要干道更是彩灯齐放，烘托出浓厚的节日气氛．现代舞台上彩灯的闪烁越发引人注目，更容易使人陶醉在欢乐的海洋中．彩灯装置多种多样[2]，本文在设计中采用EDA技术，应用目前广泛应用的VHDL硬件电路描述语言，实现十六路彩灯控制器的设计，利用MAXPLUSII集成开发环境进行综合、仿真，并下载到CPLD可编程逻辑器件中，完成系统的控制作用。1.1课程设计背景随着电子技术

3、的发展,应用系统向着小型化、快速化、大容量、重量轻的方向发展，EDA(ElectronicDesignAutomatic)技术的应用引起电子产品及系统开发的革命性变革。VHDL语言作为可编程逻辑器件的标准语言描述能力强,覆盖面广，抽象能力强,在实际应用中越来越广泛。在这个阶段，人们开始追求贯彻整个系统设计的自动化，可以从繁重的设计工作中彻底解脱出来，把精力集中在创造性的方案与概念构思上，从而可以提高设计效率，缩短产品的研制周期。整个过程通过EDA工具自动完成，大大减轻了设计人员的工作强度，提高了设计质量，减少了出错的机会。VHDL是美国国防部提出的一种经过标准化认证的硬件描述语言，使用VH

4、DL语言进行硬件设计有如下特点：将一项工程设计（或称设计实体）分成外部（或称可视部分，即端口）和内部（或称不可视部分），即设计实体的内部功能和算法完成部分。本文介绍应用美国ALTERA公司的MAX＋PLUSⅡ平台，使用VHDL38硬件描述语言实现的十六路彩灯控制系统。1.2课程设计目的当前电子系统的设计正朝着速度快、容量大、体积小、质量轻、用电省的方向发展。推动该潮流发展的决定性因素之一就是使用了现代化的设计工具。EDA[4]是电子设计自动化（ElectronicDesignAutomation）的缩写，在20世纪60年代中期从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助

5、测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。利用EDA工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程的计算机上自动处理完成。EDA现已广泛用于机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学和军事等众多领域的设计和制造。作为通信专业的学生，通过这次EDA方面的课程设计，可以提高我们对EDA领域及通信电路设计领域的认识，有利于培养我们在通信电路EDA方面的设计能力。一人一题特别有利于锻炼我们独立分析问题和解决问题的能力。设计过程的复杂加老师的严格要求有益于培养我们

6、严谨的工作作风。382理论基础2.1EDA技术及发展20世纪末，数字电子技术得到飞速发展，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化的提高。在其推动下，数字电子技术的应用已经渗透到人类生活的各个方面。从计算机到手机，从数字电话到数字电视，从家用电器到军用设备，从工业自动化到航天技术，都尽可能采用数字电子技术。 EDA技术就是依靠功能强大的电子计算机，在EDA工具软件平台上，对以硬件描述语言HDL（HardwareDescriptionLanguage）为系统逻辑描述手段完成的设计文件，自动地完成逻辑化简、编译、综合、优化、仿真，直至下载到可编程逻辑器件CPLD/FPGA或专用集成电路ASIC

7、（ApplicationSpecificIntegratedCircuit）芯片中，实现既定的电子电路设计功能.EDA的优点:使得电子电路设计者的工作仅限于利用硬件描述语言和EDA软件平台来完成对系统硬件功能的实现；极大地提高了设计效率；减少设计周期；节省设计成本。EDA的发展历经三个阶段：CAD（ComputerAidedDesign）、CAE（ComputerAidedEngineering）、EDA（Electro