多路彩灯控制器的设计之eda课程设计

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1、多路彩灯控制器的设计[摘要]：当今时代科技发展日异月新，彩灯作为一种景观应用越来越多。在电子电路设计领域中，电子设计自动化(EDA)工具已成为主要的设计手段。它的发展给电子系统的设计带来了革命性的变化，EDA软件设计工具，硬件描述语言，可编程逻辑器件（PLD）使得EDA技术的应用走向普及。本次设计是十六路彩灯控制器,现代生活中,彩灯已经成为必不可少的景观,本次设计本着与实际生活密切联系的原则,论述了使用VHDL设计十六路彩灯控制器的过程。VHDL为设计提供了更大的灵活性，使程序具有更高的通用性。同时也提高了设计的灵活性、可靠性和可扩展性,为大学

2、生更好地认识社会提供了很好的机会。[关键词]：电子设计自动化(EDA)；VHDL；彩灯控制器；1目录1设计方案11.1方案介绍11.2方案分析12模块设计及其功能22.1模块功能描述22.2时序控制模块22.3显示控制模块43十六路彩灯控制系统的实现83.1整体功能描述83.2设计原理83.3程序编译与仿真114总结与体会13附录源程序：1521设计方案1.1方案介绍用VHDL语言设计了一个十六路彩灯控制器，能够在六种不同的彩灯花型之间进行循环变化，并可设置花型变化的节奏，且可进行复位。本控制电路采用VHDL语言设计，运用自顶而下的设计思想，按

3、功能逐层分割实现层次化设计。根据多路彩灯控制器的设计原理，将整个控制器分为两个部分，分别为时序控制模块和显示控制模块。时序控制模块实现的功能是产生14和18的时钟信号。显示控制模块中实现的六种花型分别为："00011""11111""01010""10101""11011""00000"整个电路仅有时序控制和显示控制两个模块。1.2方案分析此方案由时序控制电路和显示控制电路组成，电路组成较简单。且检查电路时易于分析修改，虽然原理相对复杂，但单元电路模块少，而且方案程序编写简单易懂，并能够灵活地添加或删减程序实现多种花型的变化，有很大的灵活性

4、。因此，选择了此方案进行进一步的设计。182模块设计及其功能本次设计分为两个子模块,即十六路彩灯时序控制模块和十六路彩灯显示控制模块。2.1模块功能描述时序控制模块的功能是产生输入脉冲的14分频脉冲信号和18分频脉冲信号，以此控制十六路彩灯的快慢节奏变化。显示控制模块的功能是使电路产生六种花型并且循环显示，以此实现本次课程设计要求实现的多路彩灯控制器的花型循环显示功能。模块的设计使得程序得以实现，对于程序的理解和对模块的设计紧密的联系起来利用EDA技术方便快捷的实现了设计。用VHDL进行设计，首先应该理解，VHDL语言是一种全方位硬件描述语

5、言，包括系统行为级，寄存器传输级和逻辑门级多个设计层次。应充分利用VHDL“自顶向下”的设计优点以及层次化的设计概念，层次概念对于设计复杂的数字系统是非常有用的，它使得我们可以从简单的单元入手，逐渐构成庞大而复杂的系统。2.2时序控制模块时序控制模块是本程序的时钟信号选择模块，它的功能是产生输入脉冲的14分频脉冲信号和18分频脉冲信号，以此控制十六路彩灯的快慢节奏变化。时序控制模块在本电路中起着至关重要的作用，它以彩灯闪动快慢节奏的变化实现了多路彩灯绚丽多彩的花型节奏变化。时序控制电路是整个电路中一个分模块，它的设计对十六路彩灯控制器设计的

6、顺利完成起着决定性的作用。以下是时序控制电路编译与仿真：1.时序控制模块VHDL文本输入截图：18图2-1时序控制模块VHDL文本输入图Figure2-1sequentialcontrolmoduleVHDLtextinputfigure有以下程序：ifchose_key='1'theniftemp="011"thentemp:="000";cllk<=notcllk;elsetemp:=temp+'1';endif;elseiftemp="111"thentemp:="000";cllk<=notcllk;elsetemp:=temp+'1'

7、;本段程序的作用是：当chose_key=’1’18时产生基准时钟频率的14的时钟信号，否则产生基准时钟频率的18的时钟信号。本段简短的程序很轻松地实现了时钟频率的选择与变换，要想改变彩灯节奏的快慢，只需利用chose_key选择开关置1或置0即可轻松实现基准时钟频率的14的时钟信号和基准时钟频率的18的时钟信号的转换，简单并且容易修改，为十六路彩灯控制器的设计提供了更大的灵活性。2.时序控制模块波形仿真截图：图2-2时序控制模块波形仿真图Figure2-2sequentialcontrolmodulewaveformsimulatio

8、ndiagram2.3显示控制模块显示控制模块是整个电路的显示控制模块。它的主要功能是使电路产生六种花型并且循环显示，以此实现本次课程设计要求实现的多