【正文】 第一篇：EDA課程設(shè)計彩燈控制器沈陽理工大學(xué)EDA技術(shù)課程設(shè)計報告1設(shè)計目的熟練掌握EDA技術(shù)利用計算機方面的課程解決專業(yè)課程方面點具體問題，達到解決問題，完成課程設(shè)計任務(wù)，培養(yǎng)實踐的目的。2設(shè)計要求和任務(wù)利用所學(xué)的EDA設(shè)計方法設(shè)計彩燈控制器，熟練使用使用QUARTUSII應(yīng)用軟件，進一步學(xué)習使用VHDL語言、原理圖等EDA設(shè)計方法進行綜合題目的方法。功能要求: (至少4種).，在電路中以 1 代表燈亮,以 0 代表燈滅,由 0,1按不同的規(guī)律組合代表不同的燈光圖案,同時使其選擇不同的頻率,從而實現(xiàn)多種圖案多種頻率的花樣功能顯示。在該電路中只需簡單的修改程序就可以靈活地調(diào)整彩燈圖案和變化方式。下面就以一個十六路彩燈控制系統(tǒng)的實現(xiàn)為例進行簡單說明。此十六路彩燈控制系統(tǒng)設(shè)定有六種花樣變化 ,這六種花樣可以進行自動切換 ,并且每種花樣可以選擇不同的頻率。用VHDL進行設(shè)計 ,首先應(yīng)該了解 ,VHDL語言一種全方位硬件描述語言 ,包括系統(tǒng)行為級 ,寄存?zhèn)鬏敿壓瓦壿嬮T級多個設(shè)計層次。應(yīng)充分利用DL “自頂向下” 的設(shè)計優(yōu)點以及層次化的設(shè)計概層次概念對于設(shè)計復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)是非常沈陽理工大學(xué)EDA技術(shù)課程設(shè)計報告有用它使得人們可以從簡單的單元入手 ,逐漸構(gòu)成龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)。首先應(yīng)進行系統(tǒng)模塊的劃分 ,規(guī)定每一模塊的功能以及各個模塊之間的接口。最終設(shè)計方案為:以一個十六路彩燈花樣控制器、一個四頻率輸出分頻器 ,一個四選一控制器和一個時間選擇器總共四部分來完成設(shè)計。四選一控制器從分頻器選擇不同頻率的時鐘信號輸送到彩燈花樣控制器 ,從而達到控制彩燈閃爍速度的快慢 ,時間選擇器控制每種速度維持的時間長短。整個十六路彩燈控制系統(tǒng)設(shè)計的模塊圖如圖 1所示圖一4分層次方案設(shè)計及代碼描述本次設(shè)計分為四個子模塊 ,即十六路彩燈花樣控制器、四頻率輸出分頻器 ,四選一控制器和時間選擇器 ,其子模塊及其功能如下: 2沈陽理工大學(xué)EDA技術(shù)課程設(shè)計報告在本次設(shè)計中 ,設(shè)計了六種花樣 ,要求這六種花樣以不同的頻率顯示 ,而只有一個輸入的時鐘信號 ,所以對所輸入的時鐘信號進行 2 分頻 ,4 分頻 ,8分頻 ,16分頻 ,得到四種頻率信號 ,CLKDIV模塊用來完成此功能。時間選擇器實際上是兩個分頻器 ,其中一個頻率是另一個頻率的兩倍。本來這兩個分頻器是可以在上述的四頻率輸出器中實現(xiàn)的 ,但為了方便地為四選一控制器提供不同的時間選擇條件 ,就將這兩個分頻器獨立開來。這兩個輸出的時鐘信號組合起來就可以為四選一控制器提供 00,01,10,11 四個時間選擇條件 ,如下圖三所示。圖二四選一控制器功能是從分頻器中選擇不同頻率的時鐘信號送給彩燈控制器 ,實現(xiàn)彩燈閃爍的頻率變化。彩燈控制電路是整個設(shè)計的核心 ,它負責整個設(shè)計的輸出效果即各種彩燈圖案的樣式變化。該程序充分地說明了用 VHDL設(shè)計電路的 “彈” 性 ,即可通過改變程序中輸出變量 Q 的位數(shù)來改變彩燈的數(shù)目。其中 ,P1進程對燈閃的速度控制有兩種方式可改變燈閃的速度:一是改變外部時鐘的賦值 ,二是改變信號U 的位數(shù)。P2進程能進行彩燈的圖案控制 ,改變 s的位數(shù)即可改變要控制圖案的數(shù)目 ,改變輸出變量 Q 的組合即可變幻彩燈圖案。最后 ,當各個模塊均完成上述操作之后 ,即可利用MAXPLUS2的原理圖輸沈陽理工大學(xué)EDA技術(shù)課程設(shè)計報告入 ,調(diào)用各個元器件(底層文件),以原理圖的形式形成最后的十六路彩燈顯示系統(tǒng)(頂層文件),并且進行仿真。仿真通過 ,即可下載到指定的 CPLD芯片里面 ,并進行實際連線 ,進行最后的硬件測試。當然 ,可以將各個模塊所生成的元件符號存放在元件庫中 ,用以被其它人或其它的設(shè)計所重復(fù)調(diào)用 ,以簡化后面的設(shè)計。 代碼描述 時序控制電路部分程序如下： library ieee。use 。use 。use 。entity timecontrol is定義實體 port(clk: in std_logic。時鐘信號 clr: in std_logic。復(fù)位信號 opt: in std_logic。快慢控制信號 clkout: out std_logic輸出時鐘信號)。end timecontrol。architecture one of timecontrol is signal clk_tmp: std_logic。signal counter: std_logic_vector(1 downto 0)。定義計數(shù)器 begin process(clk,clr,opt)begin 4沈陽理工大學(xué)EDA技術(shù)課程設(shè)計報告if clr=39。039。 then清零 clk_tmp程序如下： library ieee。use 。沈陽理工大學(xué)EDA技術(shù)課程設(shè)計報告entity showcontrol is port(clk: in std_logic。輸入時鐘信號 clr: in std_logic。復(fù)位信號led: out std_logic_vector(15 downto 0))。彩燈輸出end showcontrol。architecture one1 of showcontrol is type states is狀態(tài)機狀態(tài)列舉(s0,s1,s2,s3,s4,s5,s6,s7,s8,s9,s10,s11,s12,s13,s14,s15)。signal state: states。begin process(clk,clr)beginif clr=39。039。then statestate state state state state沈陽理工大學(xué)EDA技術(shù)課程設(shè)計報告ledstatestatestatestatestatestatestatestatestatestatestatenull。end case。end if。end process。end architecture one1。沈陽理工大學(xué)EDA技術(shù)課程設(shè)計報告程序如下：library ieee。use 。entity root is port(clk: in std_logic。clr: in std_logic。opt:in std_logic。led: out std_logic_vector(15 downto 0))。八路彩燈輸出 end colorled。architecture one3 of root is ponent timecontrol is定義元件：時序控制電路 port(clk: in std_logic。clr: in std_logic。opt:in std_logic。clkout: out std_logic)。end ponent timecontrol。ponent showcontrol is定義元件：顯示電路port(clk: in std_logic。clr: in std_logic。led: out std_logic_vector(15 downto 0))。end ponent showcontrol。signal clk_tmp: std_logic。begin u1: timecontrol port map(clk=clk,clr=clr,opt=opt,clkout=clk_tmp）；例化時序控制模塊沈陽理工大學(xué)EDA技術(shù)課程設(shè)計報告u2: showcontrol port map(clk=clk_tmp,clr=clr,led=led)。例化顯示電路模塊 end architecture one3。5各模塊的時序仿真圖：圖三功能：時序控制電路metronome的功能是，用OPT控制輸入信號CKL_IN的快慢節(jié)拍。而CLR是控制開關(guān)。且從圖中可以看出，當復(fù)位信號為高電平時，電路時鐘輸出清零，當快慢信號OPT為低電平時，時序控制電路四分頻起作用，當快慢信號OPT為高電平時，時序控制電路八分頻起作用，仿真結(jié)果符合電路要求。沈陽理工大學(xué)EDA技術(shù)課程設(shè)計報告 顯示控制電路showcontrol的仿真圖如下：圖四功能：顯示控制電路showcontrol的功能是控制花形的。且從圖中可以看出，當復(fù)位信號有效時彩燈輸出為零，否則，顯示電路在十六種不同狀態(tài)間轉(zhuǎn)換。 頂層電路root系統(tǒng)的仿真圖如下：沈陽理工大學(xué)EDA技術(shù)課程設(shè)計報告圖五功能：整個電路root系統(tǒng)是把showcontrol與timecontrol綜合成一個電路。且從圖中可以看出，從圖中可以看出當OPT為高電平時彩燈狀態(tài)轉(zhuǎn)換慢，為低電平時轉(zhuǎn)換要快，當復(fù)位信號有效時，所用輸出都清零。6總結(jié)通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，通過這次的課程設(shè)計，發(fā)現(xiàn)自己的實踐經(jīng)驗還是不足的，以后多應(yīng)該以理論為基礎(chǔ)，然后應(yīng)用到實踐中來，從理論中得出結(jié)論，才能提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在這次的課程設(shè)計里深入的接觸了運用電子集成元器件制作多路彩燈的過程，并和同學(xué)一起討論用軟件制作出了這一個多路彩燈控制系統(tǒng)。正所謂“紙上談兵終覺淺，覺知此事要躬行?！睂W(xué)習任何知識，都要進行實踐，只有那樣才能達到事半功倍的效果。沈陽理工大學(xué)EDA技術(shù)課程設(shè)計報告 參考文獻《EDA技術(shù)與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計》鄒彥主編電子工業(yè)出版社《EDA技術(shù)實用教程》，潘松、黃繼業(yè)，科學(xué)出版社 《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》（第五版），閻石，高等教育出版社《電子設(shè)計自動化（EDA）手冊》，王丹、童如松，電子工業(yè)出版社 《EDA技術(shù)程設(shè)計》，劉江海，華中科技大學(xué)出版社第二篇：eda課程設(shè)計彩燈控制器學(xué)習EDA開發(fā)軟件和MAX+plus Ⅱ的使用方法，熟悉可編程邏輯器件的使用，通過制作來了解彩燈控制系統(tǒng)。1）設(shè)計一個彩燈控制器，使彩燈（LED管）能連續(xù)發(fā)出四種以上不同的顯示形式；2）隨著彩燈顯示圖案的變化，發(fā)出不同的音響聲。3）擴充其它功能。 方案論證這次的彩燈設(shè)計采用的是分模塊來完成的，包括分頻器、計數(shù)器、選擇器、彩燈控制器。其中彩燈控制器是用來輸出不同的花樣，彩燈控制器的輸出則是用一個32進制的計數(shù)器來控制，揚聲器的輸出時用不同的頻率來控制，所以用了一個集成分頻器來使輸入的頻率被分為幾種不同的頻率，不同頻率的選擇性的輸出則是用一個4選一的選擇器來控制?；谏鲜龅慕榻B本次的彩燈控制采用的模式6來進行顯示。圖311 模式6結(jié)構(gòu)圖 模塊設(shè)計1)集成分頻器模塊設(shè)計要求顯示不同的彩燈的時候要伴隨不同的音樂，所以設(shè)計分頻器來用不同的頻率控制不同的音樂輸出。模塊說明：Rst:輸入信號 復(fù)位信號 用來復(fù)位集成分頻器的輸出使輸出為“0”，及沒有音樂輸出。Clk:輸入信號 模塊的功能即為分頻輸入的頻率信號。Clk_clk_clk_clk_10：輸出信號 即為分頻模塊對輸入信號clk的分頻，分別為1/4分頻輸出、1/6分頻輸出、1/8分頻輸出、1/10分頻輸出。圖321 集成分頻器2)32進制計數(shù)器模塊32進制模塊用來控制彩燈輸出模塊，即確定彩燈控制器的不同的輸出。Rst:輸入信號 復(fù)位信號 用來復(fù)位32進制使其輸出為“00000”。Clk:輸入信號 用來給模塊提供工作頻率。Count_out[4..0]:輸出信號 即為32進制計數(shù)器的輸出。圖322 32進制計數(shù)器3)彩燈控制模塊彩燈控制模塊用來直接控制彩燈的輸出，使彩燈表現(xiàn)出不同的花樣。Rst:輸入信號 使彩燈控制模塊的輸出為“00000000”，即讓彩燈無輸出。Input[4..0]:輸入信號 不同的輸入使彩燈控制模塊有不同的輸出即彩燈顯示出不同的花樣。Output[7..0]:輸出信號 直接與彩燈相連來控制彩燈。圖323 彩燈控制模塊 4)4選1選擇器模塊Rst:輸入信號 復(fù)位信號 使選擇器的輸出為“0”。Inininin4：輸入信號 接分頻器的輸出。Inp[1..0]:輸入信號 接4進制計數(shù)器的輸出用來控制選擇器的選擇不同的輸入選擇不同的輸出。Output：輸出信號 直接接揚聲器即輸出的是不同的頻率來控制揚聲器播放音樂。圖324 4選1選擇器5)4進制計數(shù)器模塊4進制計數(shù)器作為選擇器的輸入來控制選擇器選擇不同的頻率作為輸出控制揚聲器工作。Clk:輸入信號 來為計數(shù)器提供工作頻率。Rst:輸入信號 復(fù)位信號 使計數(shù)器的輸出為“00”。圖325 4進制計數(shù)器 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)整個系統(tǒng)就是各個分模塊組成來實現(xiàn)最后的彩燈控制功能，系統(tǒng)又兩個時鐘來控制一個是控制32進制計數(shù)器即控制彩燈控制模塊來實現(xiàn)彩燈的不同輸出，另一個時鐘為分頻器的輸入來進行分頻處理，最后用來控制揚聲器發(fā)出不同的音樂，具體分頻處理的時鐘的頻率比實現(xiàn)彩燈控制的時鐘頻率要高。圖 331 系統(tǒng)功能模塊這次的E