基于状态机的8路彩灯vhdl设计

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1、基于状态机的8路彩灯VHDL设计8basedonstatemachineVHDLdesignlantern樊辉娜FANHui-na（江西机电职业技术学院电气工程系，南昌330013）摘要：随着电子科技的飞速发展，现代电子产品更新换代的步伐也越来越快，现代电子产品的性能不断提高，功能越来越完善，成本越来越低，这些都归功于电子设计EDA技术的发展。当前以VHDL语言为工具、逻辑器件为载体的系统设计越来越广泛。在设计中，状态机是最典型、应用最广泛的电路模块，其在运行速度的高效、执行时间的确定性和高可靠性方面都显现出强大的优势。对于一个复

2、杂的设计系统，运用层次化设计方法，使设计课题进一步细化，分块设计，条理清晰。使用VHDL语言进行8路彩灯电路设计，思路简单，功能明了，灵活性强。关键词：8路彩灯；VHDL；状态机中图分类号：TU352.11文献标识码：B文章编号：1009-0134(2011)1(下)-0176-03Doi:10.3969/j.issn.1009-0134.2011.1(下).600引言用层次化设计方法，使设计课题进一步细化，分块设计，条理清晰。另外，在调试时可采用逆向EDA简介调试方式，即从模块调试向总体调试方向开展调EDA（即电子设计自动化）技

3、术是以微电子加试工作，使设计中出现的问题在模块级就能发现，工技术为基础，以计算机为工作平台，以FPGA/及时处理，这样就会使一个复杂的设计变得容易CPLD器件为载体，将应用电子技术、计算机技调试，缩短了设计时间。术、智能化技术溶为一体以实现IC设计、电子线路设计及PCB设计。可以想象没有EDA技术，1基于状态机的8路彩灯VHDL设计要想完成超大规模的集成电路设计是不可能的。在我们的生活中，电子彩灯已成为我们装点状态机的概念生活常用的电器，电子彩灯控制电路的设计要求当前以VHDL语言为工具、逻辑器件为载体也越来越高。要求我们设计的彩

4、灯花样品种更多，的系统设计越来越广泛。在设计中，状态机是最控制更加方便，灵活性高，可靠性高。采用传统典型、应用最广泛的电路模块，其在运行速度的数字电路设计的彩灯控制器电路复杂、设计周期高效、执行时间的确定性和高可靠性方面都显现长、精度不高。基于FPGA的电子彩灯设计，设出强大的优势。状态机由状态寄存器和组合逻辑计灵活，功能完善。电路构成，能够根据控制信号按照预先设定的状1）设计要求：设计一个8路彩灯，具体要求有：态进行状态转移，是协调相关信号动作，完成特（1）要求电路能循环显示六种不同的花型（可定操作的控制中心。状态机可以分为Mo

5、ore型和定为0000000、0000001、0000010、0000100、Mealy型两种基本类型。设计时采用哪种方式的状0001000、0010000）。态机要根据设计的具体情况决定，输出只由当前（2）具有对彩灯显示调速的功能，设计一个按状态值决定则选用Moore型，输入信号和状态值钮，输入高电平时变化快，输入低电平时变化慢。共同决定输出则选用Mealy状态机。（3）具有手动输入功能，通过一个切换按钮，层次原理图设计方法可以实现手动输入变化花型。自顶而下（TOPTODOWN）的层次化设计方2）设计思路：法在现代EDA设计中有

6、着明显的优势，越来越受采用层次设计法，顶层采用原理图设计，底到设计者的欢迎。对于一个复杂的设计系统，运层采用VHDL设计。以下是它的方框图。底收稿日期：2010-10-17作者简介：樊辉娜（1972－），女，江西永新人，副教授，硕士，研究方向为电子技术。【176】第33卷第1期2011-1(下)ۙ໏๼෇state<=s0;elseጲۯCLK؜๼ڨif(clk'eventandclk='1')thenࢾ႙თ࣍ೕఇ੷ܾ჋ᅃఇ੷Q1[7..0]੦዆ఇ੷casestateiswhens0=>state<=s1;๮ۯڨ๼෇ڨ๼؜whens1

7、=>state<=s2;ܾ჋ᅃఇ੷Q[7..0]HAND[7..0]whens2=>state<=s3;๮ۯᇑጲۯwhens3=>state<=s4;ڨ჋ስwhens4=>state<=s5;图18路彩灯的总体框图whens5=>state<=s6;层分为三个子电路模块，分别是循环彩灯控制whens6=>state<=s0;（COLOR8a）子电路模块、）二选一数选器（my_endcase;mux21b）、调速（my_clk4）子电路模块。endif;（1）循环彩灯控制（COLOR8a）子电路模块endif;是8路彩灯电路的核心部

8、分。它主控着8路彩灯endprocess;的花型种类。循环彩灯控制（COLOR8a）子电路process(rst)模块主要采用状态机来实现，用状态机来设计灵begin活性很强。按设计要求要实现六种花型0000000、ifrst='1'theny_o