EDA技术实验彩灯控制器设计与实现.ppt

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1,彩灯控制器设计与实现,1.项目分析2.设计方案3.任务分配4.实施计划5.预期效果,学生讲演,2,周四实验:

彩灯控制器设计与实现,基本任务与要求:

功能与要求：

设计并实现一彩灯控制器，要有多种花型变化（至少设计4种）；多种花型可以自动变换，循环往复；彩灯变换的快慢节拍可以选择；彩灯控制器具有清零开关。

4种花色（4种花样可分别为:

彩灯从右到左，然后从左到右逐次闪烁。

彩灯从右到左点亮，然后从左到右逐次依次熄灭，全亮全灭。

彩灯两边同时亮1个逐次向中间移动再散开。

彩灯两边同时亮2个，2亮2灭）的彩灯控制系统。

3,设计分析,实用彩灯控制系统设计，可分成两个设计：

一是1种频率，1种花色；二是4种频率，4种花色。

4,1种频率，1种花色,如何实现？

做一个计数器，当每计一个数，使输出变换一下。

花色要求：

彩灯OUT1OUT8，8个LED从右到左，然后从左到右逐次点亮。

因此，只要每计一个数，就点亮一个灯就可以实现。

5,4种频率，4种花色。

4种花色如何实现？

4种花色（4种花样可分别为:

彩灯从右到左，然后从左到右逐次闪烁。

彩灯从右到左点亮，然后从左到右逐次依次熄灭，全亮全灭。

彩灯两边同时亮1个逐次向中间移动再散开。

彩灯两边同时亮2个，2亮2灭。

花色控制还是可以通过计数器来实现。

4种频率如何实现？

可以通过分频器电路+动态扫描电路来实现。

6,简单举例,设计一个彩灯控制器，使彩灯（LED管）能连续发出四种以上不同的显示形式，随着彩灯显示图案的变化，发出不同的音响。

彩灯的设计采用分模块来完成的，包括分频器、计数器、选择器、彩灯控制器。

其中彩灯控制器是用来输出不同的花样，彩灯控制器的输出则是用一个32进制的计数器来控制，扬声器的输出时用不同的频率来控制，所以用了一个集成分频器来使输入的频率被分为几种不同的频率，不同频率的选择性的输出则是用一个4选一的选择器来控制。

7,顶层设计,8,9,-分频器模块-MAX+plusIIVHDLTemplate-ClearableloadableenablablecounterLIBRARYieee;USEieee.std_logic_1164.all;ENTITYfenpinqiISPORT（clk,rst:

INstd_logic;clk_10,clk_4,clk_6,clk_8:

OUTstd_logic）;ENDfenpinqi;ARCHITECTUREcdOFfenpinqiISbeginp1:

process（clk,rst）variablea:

integerrange0to20;begin,附录-VHDL程序,10,ifrst=1thenclk_4=3thena:

=0;clk_4=1;elsea:

=a+1;clk_4=0;endif;endif;endif;endprocessp1;p2:

process（clk,rst）variableb:

integerrange0to20;begin,11,ifrst=1thenclk_6=5thenb:

=0;clk_6=1;elseb:

=b+1;clk_6=0;endif;endif;endif;endprocessp2;p3:

process（clk,rst）variablec:

integerrange0to20;begin,12,ifrst=1thenclk_8=7thenc:

=0;clk_8=1;elsec:

=c+1;clk_8=0;endif;endif;endif;endprocessp3;p4:

process（clk,rst）variabled:

integerrange0to20;begin,13,ifrst=1thenclk_10=9thend:

=0;clk_10=1;elsed:

=d+1;clk_10=0;endif;endif;endif;endprocessp4;endcd;,14,-4选1选择器-LIBRARYieee;USEieee.std_logic_1164.all;ENTITYxzq4_1ISPORT（rst:

instd_logic;inp:

inintegerrange0to3;in1,in2,in3,in4:

Instd_logic;output:

OUTstd_logic）;ENDxzq4_1;ARCHITECTUREaOFxzq4_1ISBEGINPROCESS（rst,inp）BEGINif（rst=1）thenoutputoutputoutputoutputoutputnull;endcase;endif;ENDPROCESS;ENDa;,15,-彩灯控制模块-LIBRARYieee;USEieee.std_logic_1164.all;ENTITYcaidengISPORT（input:

ININTEGERRANGE0TO31;rst:

instd_logic;output:

OUTstd_logic_vector（7downto0）;sm:

outstd_logic_vector（6downto0）;ENDcaideng;ARCHITECTUREaOFcaidengISBEGINPROCESS（input）BEGINifrst=1thenoutput=00000000;sm=0000000;elsecaseinputis,16,when0=outputoutputoutputoutputoutputoutputoutputoutputoutputoutputoutputoutputoutputoutputoutputoutput=11111111;sm=0011011;,17,when16=outputoutputoutputoutputoutputoutputoutputoutputoutputoutputoutputoutputoutputoutputoutputoutputnull;endcase;endif;endprocess;enda;,18,-32进制计数器模块-LIBRARYieee;USEieee.std_logic_1164.all;ENTITYcounter_32ISPORT（clk,rst:

INstd_logic;count_out:

OUTintegerrange0to31）;ENDcounter_32;ARCHITECTUREaOFcounter_32ISBEGINPROCESS（rst,clk）variabletemp:

integerrange0to32;BEGINIFrst=1THENtemp:

=0;ELSIF（clkeventandclk=1）THENtemp:

=temp+1;if（temp=32）thentemp:

=0;endif;ENDIF;count_out=temp;ENDPROCESS;ENDa;,19,-4进制计数器模块-LIBRARYieee;USEieee.std_logic_1164.all;ENTITYcounter_4ISPORT（clk,rst:

INstd_logic;count_out:

OUTintegerrange0to3）;ENDcounter_4;ARCHITECTUREaOFcounter_4ISBEGINPROCESS（rst,clk）variabletemp:

integerrange0to32;BEGINIFrst=1THENtemp:

=0;ELSIF（clkeventandclk=1）THENtemp:

=temp+1;if（temp=4）thentemp:

=0;endif;ENDIF;count_out=temp;ENDPROCESS;ENDa;,20,扩展的任务与要求:

设计一个具有6种花型循环变化的彩灯控制器。

系统设计采用自顶向下的设计方法，系统的整体组装设计原理图如图所示，它由时序控制模块和显示控制模块两部分组成。

整个系统有3个输入信号：

系统时钟信号CLK，系统清零信号CLR和控制彩灯节奏快慢的选择开关SPEED。

9个输出信号LED8.0，分别用于模拟彩灯。