【正文】 選擇開關(guān)CHOSE_KEY。仿真通過 ,即可下載到指定的 CPLD 芯片里面 ,并進(jìn)行實(shí)際連線 ,進(jìn)行最后的硬件測(cè)試。該程序充分地說明了用 VHDL 設(shè)計(jì)電路的簡(jiǎn)單易修改 ,即可通過適當(dāng)?shù)馗淖兂绦蛑休敵鲎兞縼砀淖儾薀舻幕ㄐ汀? 對(duì)于頂層程序的設(shè)計(jì)，若為模塊較多的系統(tǒng)，最好使用文本的程序設(shè)計(jì)方式。 則模塊正常進(jìn)行工作，并且以下六種花型0001000100010001101010101010101000110011001100111101101101100110 9 10010100101001010100100100100100實(shí)現(xiàn)順序循環(huán)顯示。 WHEN S6= FLOWER=F6。 WHEN S4= FLOWER=F4。 WHEN S2= FLOWER=F2。 ELSIF RISING_EDGE(CLK) THEN CASE CURRENT_STATE IS WHEN S0= FLOWER=ZZZZZZZZZZZZZZZZ。 本段程序的作用是定義六種花型，此六種花型可根據(jù)個(gè)人的喜好靈活進(jìn)行調(diào) 8 節(jié)和改變，這在很大程度上增加了程序本身的實(shí)用性，又由于是軟件程序設(shè)計(jì)，下載到硬件上后 LED 燈的排列和擺設(shè)更不受程序的影響，可隨意插放。 CONSTANT F3:STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0):=0011001100110011。它的主要功能是使電路產(chǎn)生六種花型并且循環(huán)顯示，以此實(shí)現(xiàn)本次課程設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)的多路彩燈控制器的花型循環(huán)顯示功能。139。 END IF。THEN IF TEMP=011THEN TEMP:=000。時(shí)序控制模塊在本電路中起著至關(guān)重要的作用，它以彩燈閃動(dòng)快慢節(jié)奏的變化實(shí)現(xiàn)了多路彩燈絢麗多彩的花型節(jié)奏變化。 模塊的設(shè)計(jì)使得程序得以實(shí)現(xiàn)，對(duì)于程序的理解和對(duì)模塊的設(shè)計(jì)緊密的聯(lián)系 4 起來利用 EDA 技術(shù)方便快捷的實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)。 圖 11 模式 6 結(jié)構(gòu)圖 3 第 2 章 彩燈控制器的 設(shè)計(jì) 彩燈控制器的設(shè)計(jì) 框圖 模塊的設(shè)計(jì)使得程序得以實(shí)現(xiàn)，對(duì)于程序的理解和對(duì)模塊的設(shè)計(jì)緊密 的聯(lián)系起來利用 EDA 技術(shù)方便快捷的實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)。利用分頻器輸出的不同頻率信號(hào)，可以在花型變換的時(shí)候控制揚(yáng)聲器發(fā)出不同的聲音。 所以 此設(shè)計(jì)的核心是分頻器的使用。 彩燈控制器的設(shè)計(jì)要求 用 EDA 技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)彩燈控制器，使彩燈（ LED 管）能連續(xù)發(fā)出 六 種以上不同的花型 (自擬 )； 隨著彩燈顯示圖案的變化，發(fā)出不同的音響聲。通過在 EDA 中的編譯和處理、仿真下載、調(diào)試分析，接受一次電子設(shè)計(jì)藍(lán)領(lǐng)初步的設(shè)計(jì)訓(xùn)練，并使所學(xué)的知識(shí)和技能得到進(jìn)一步鞏固、深化和擴(kuò)展，以達(dá)到可以運(yùn)用 EDA 工具設(shè)計(jì)一些簡(jiǎn)單的電子產(chǎn)品，掌握使用 EDA 工具設(shè)計(jì)數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法，為繼續(xù)學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)電子設(shè)計(jì)知識(shí)打下良好的基礎(chǔ)。本設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單可靠，有較高的靈活性及實(shí)用價(jià)值。目前數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以直接面向用戶需求，根據(jù)系統(tǒng)的行為和功能要求，自上至下地逐層完成相應(yīng)的描述，綜合，優(yōu)化，仿真與驗(yàn)證，直到生成器件。 2021~2021 學(xué)年 第 二 學(xué)期 《 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì) 》 課程 設(shè)計(jì)報(bào)告 題 目： 彩燈控制器 班 級(jí)： 10 信息 本 （ 2） 班 姓 名： 牛然 陳麗華 支發(fā)云 指導(dǎo)教師： 周珍艮 洪鎖 電氣工程系 2021 年 05 月 I 《數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)》任務(wù)書 課題名稱 彩燈控制器的設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 周珍艮 、馮鎖 執(zhí)行時(shí)間 2021~2021 學(xué) 年第 二 學(xué)期 第 14 周 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 承擔(dān)任務(wù) 評(píng)分 牛然 1009121112 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)及 程序調(diào)試仿真 陳麗華 1009121100 部分模塊的設(shè)計(jì) 支發(fā)云 1009121128 部分模塊的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì) 要求 （ 1） 用 EDA 技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)彩燈控制器，使彩燈（ LED 管）能連續(xù)發(fā)出 六 種以上不同的花型 (自擬 )； （ 2） 隨著彩燈顯示圖案的變化，發(fā)出不同的音響聲。上述設(shè)計(jì)過程除了系統(tǒng)行為和功能描述以外，其余所有的設(shè)計(jì)過程幾乎都可以用計(jì)算機(jī)來自動(dòng)完成，也就是說做到了電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（ EDA）。 關(guān)鍵詞 ： EDA。 培養(yǎng)利用 EDA 技術(shù)知識(shí)，解決電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化中常見實(shí)際問題的能力，積累實(shí)際的 EDA 編程。 每?jī)煞N花形變化的間隔為 2 秒； 有復(fù)位的功能，通過 CLR 鍵來控制復(fù)位； 有暫停功能，通過 K1 鍵來控制暫停和繼續(xù)； 彩燈 控制器的 設(shè)計(jì)原理 此設(shè)計(jì)的要求是連續(xù)發(fā)出四種以上的花型且顯示不同花型的時(shí)候發(fā)出不同的響聲。 分頻器部分的設(shè)計(jì)是利用計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)分頻，將控制器外接的 頻率分為幾個(gè)我們預(yù)先設(shè)定的值。 綜上所訴： 這次的彩燈設(shè)計(jì)采用的是分模塊來完成的，包括分頻器、計(jì)數(shù)器、選擇器、彩燈控制器。用 VHDL 進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先應(yīng)該理解，VHDL 語(yǔ)言是一種全方位硬件描述語(yǔ)言，包括系統(tǒng)行為級(jí)，寄存器傳輸級(jí)和邏輯門級(jí)多個(gè)設(shè)計(jì)層次。用 VHDL 進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先應(yīng)該理解，VHDL 語(yǔ)言是一種全方位硬件描述語(yǔ)言，包括系統(tǒng)行為級(jí)，寄存器傳輸級(jí)和邏輯門級(jí)多個(gè)設(shè)計(jì)層次。時(shí)序控制電路是整個(gè)電路中一個(gè)分模塊，它的設(shè)計(jì)對(duì)彩燈控制器設(shè)計(jì)的順利完成起著決定性的作用。 CLLK=NOT CLLK。 ELSE IF TEMP=111THEN TEMP:=000。 本段程序的作用是：當(dāng) CHOSE_KEY=’1’時(shí)產(chǎn)生基準(zhǔn)時(shí)鐘頻率的 1\4 的時(shí)鐘信號(hào)，否則產(chǎn)生基準(zhǔn)時(shí)鐘頻率的 1\8 的時(shí)鐘信號(hào)。顯示控制模塊應(yīng)用 VHDL 語(yǔ)言設(shè)計(jì)了本次彩燈的六種循環(huán)花型，顯示 控制電路是整個(gè)電路中另外一個(gè)分模塊，它的出色設(shè)計(jì)直接決定著彩燈控制器花型循環(huán)的花樣和質(zhì)量。 CONSTANT F4:STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0):=0100100100100100。 以下程序： IF CLR=39。 CURRENT_STATE=S1。 CURRENT_STATE=S3。 CURRENT_STATE=S5。 CURRENT_STATE=S1。如果想改變六種花型的循環(huán)順序，只需修改部分狀態(tài)即可，本程序有很大的靈活性。但因本系統(tǒng)模塊較少，既可使用文本的程序設(shè)計(jì)方式，也可以使用原理圖的設(shè)計(jì)方式。時(shí)序控制模塊對(duì)燈閃的速度控制有兩種速度 :一是１＼４分頻時(shí)鐘脈沖 ,二是１＼８分頻時(shí)鐘脈沖。當(dāng)然 ,可以將各個(gè)模塊所生成的元件符號(hào)存放在元件庫(kù)中 ,用以被其它人或其它的設(shè)計(jì)所重復(fù)調(diào)用 ,以簡(jiǎn)化后面的設(shè)計(jì)。 彩燈控制系統(tǒng)模塊圖 據(jù)此，我們可以將整個(gè)彩燈控制電路 CDKZQ 分為兩大部分：時(shí)序控制電路SXKZ 和顯示控制電路 XSKZ。時(shí)序控制模塊根據(jù)輸入信號(hào)不同頻率的選擇不同的時(shí)鐘信號(hào)輸送到彩燈循環(huán)顯示控制器 ,從而達(dá)到控制彩燈閃爍速度的快慢 ,整個(gè)彩燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的模塊圖如圖所示。 CLR:IN STD_LOGIC。 ARCHITECTURE ART OF CDKZQ IS COMPONENT SXKZ IS PORT(CHOSE_KEY:IN STD_LOGIC。 END COMPONENT SXKZ。 END COMPONENT XSKZ。 13 程序編譯與仿真 Xilinx 的 ISE 軟件的介紹 Xilinx 是全球領(lǐng)先的可編程邏輯完整解決方案的供應(yīng)商，研發(fā)制造并銷售應(yīng)用范圍廣泛的高級(jí)集成電路、軟件設(shè)計(jì)工具以及定義系統(tǒng)級(jí)功能的 IP（ Intelectual Property）核，長(zhǎng)期以來推動(dòng)著 FPGA 技術(shù)的發(fā)展。 ISE 的主要功能包括設(shè)計(jì)輸入、綜合、仿真、實(shí)現(xiàn)和下載，涵蓋了可編程邏輯器件開發(fā)的全過程，從功能上講，完成 PLD 的設(shè)計(jì)流程無需借助任何第三方EDA 軟件。 實(shí)現(xiàn)：此功能包括了翻譯、映射、布局布線等，還具備時(shí) 序分析、管腳制定以及增量設(shè)計(jì)等高級(jí)功能。以上為文本程序設(shè)計(jì)的截圖。但是如果系統(tǒng)的固有頻率很大，彩燈的閃爍速度非?？?，看到的現(xiàn)象是每個(gè)花樣的十六個(gè) 彩燈同時(shí)被點(diǎn)亮，為了實(shí)現(xiàn)絢麗多彩的景象，必須要在程序中加一個(gè)分頻進(jìn)程。 圖 35 硬件測(cè)試圖 17 總 結(jié) 這次的 EDA 課程設(shè)計(jì)有兩周的時(shí)間，在這兩周的時(shí)間里我們充分合理的安排了自己的時(shí)間來使本次的課程設(shè)計(jì)能夠順利的完成，當(dāng)然我們?cè)诒敬蔚脑O(shè)計(jì)中并不是一帆風(fēng)順的，我們遇到了一些的問題，例如我們開始時(shí)用的文本的方式用一個(gè)總的程序來完成，可以在設(shè)計(jì)的過程中我們發(fā)現(xiàn)程序編到后面變量越到很容易搞混淆同時(shí)各個(gè)進(jìn)程間的聯(lián)系也越來越模糊以至于后面我們自己都不知道程序的整體框圖是什么，導(dǎo)致后面不能夠繼續(xù)下去， 后面我們?cè)僖淮螌?duì)我們這次的設(shè)計(jì)題目進(jìn)行了分析和整理，最后我和我的同伴決定采用分模塊的方式來完成本次的課題設(shè)計(jì)，當(dāng)然最重要的是分析各個(gè)模塊間的關(guān)系?？偟膩碚f，通過這次課程設(shè)計(jì)不僅鍛煉了我們的動(dòng)手和動(dòng)腦能力，也使我懂 得了理論與實(shí)際相結(jié)合的重要性，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，要把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，才能提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。 USE 。 CLK:OUT STD_LOGIC)。 20 BEGIN IF CLR=39。TEMP:=000。 CLLK=NOT CLLK。 ELSE IF TEMP=111THEN TEMP:=000。 END IF。 CLK=CLLK。 ENTITY XSKZ IS PORT(CLK:IN STD_LOGIC。 ARCHITECTURE ART OF XSKZ IS TYPE STATE IS(S0,S1,S2,S3,S4,S5,S6)。 CONSTANT F2:STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0):=1010101010101010。 CONSTANT F6:STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0):=1101101101100110。 ELSIF RISING_EDGE(CLK) THEN CASE CURRENT_STATE IS WHEN S0= FLOWER=ZZZZZZZZZZZZZZZZ。 WHEN S2= FLOWER=F2。 WHEN S4= FLOWER=F4。 WHEN S6= FLOWER=F6。 END PROCESS。它既是本科學(xué)生開始從事工程設(shè)計(jì)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)研究的初步嘗試，也是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，對(duì)所進(jìn)行研究的適當(dāng)表述，還是學(xué)生畢 業(yè)及學(xué)位資格認(rèn)定的重要依據(jù)。 題目 論文題目應(yīng)恰當(dāng)、準(zhǔn)確地反映論文的主要研究?jī)?nèi)容。摘要中不宜使用公式、圖表，不標(biāo)注引用文獻(xiàn)編號(hào)，避免將摘要寫成目錄式的內(nèi)容介紹。 緒論 緒論一般作為論文的首篇。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）緒論部分字?jǐn)?shù)不多于全部論文字?jǐn)?shù)的 1/4。 結(jié)論 結(jié)論作為單獨(dú)一章排列，但不加章號(hào)。對(duì)理工類論文，參考文獻(xiàn)數(shù)量一般應(yīng)在 15 篇以上，其中學(xué)術(shù)期刊類文獻(xiàn)不少于 8 篇，外文文獻(xiàn)不少于 3 篇；對(duì)文科類、管理類論文，參考文獻(xiàn)數(shù)量一般為 10～ 20 篇，其中學(xué)術(shù)期刊類文獻(xiàn)不少于 8 篇，外文文獻(xiàn)不少于 3 篇。 引用網(wǎng)上參考文獻(xiàn)時(shí)，應(yīng)注明該文獻(xiàn)的準(zhǔn)確網(wǎng)頁(yè)地址，網(wǎng)上參考文獻(xiàn)不包含在上述規(guī)定的文獻(xiàn)數(shù)量之內(nèi)。 1 論文書寫規(guī)定 論文正文字?jǐn)?shù) 理工類 論文正文字?jǐn)?shù)不少于 20 000 字。 藝術(shù)類 論文正文字?jǐn)?shù) 3 000～ 5 000 字。 頁(yè)眉。 頁(yè)眉 、 頁(yè)腳 邊距分別為 和 。 摘要 中文摘要一般為 300 字左右，外文摘要應(yīng)與中文摘要內(nèi)容相同，在語(yǔ)法、用詞和書寫上應(yīng)正確無誤，摘要頁(yè)勿需寫出論文題目。文科、管理類可視論文需要進(jìn)行，編寫到 2～ 3 級(jí)標(biāo)題。標(biāo)題中盡量不用英文縮寫詞，對(duì)必須采用者，應(yīng)使用本行業(yè)的通用縮寫詞。 參考文獻(xiàn) 正文中引用文獻(xiàn)標(biāo)示應(yīng)置于所引內(nèi)容最末句的右上角，用小五號(hào)字體。在參考文獻(xiàn)之外，若有注釋的話，建議采用夾注，即緊接文句，用圓括號(hào)標(biāo)明。文獻(xiàn)中的外文字母一律用正體。未出版論文集者省去“出版者”、“出版年”兩項(xiàng)。 參考文獻(xiàn)序號(hào)頂格書寫，不加括號(hào)與標(biāo)點(diǎn)，其后空一格寫作者名。 參考文獻(xiàn)書寫格式示例見附錄 1。一些特殊名詞或新名詞應(yīng)在適當(dāng)位置加以說明或注解。計(jì)量單位符號(hào)，除用人名命名的單位 4 第一個(gè)字母 用大寫之外，一律用小寫字母。 文稿敘述中不定數(shù)字之后允許用中文計(jì)量單位符號(hào)，如“幾千克至 1 000kg”。 數(shù)字 按國(guó)家語(yǔ)言文字工作委員會(huì)等七單位 1987 年發(fā)布的《關(guān)于出版物上數(shù)字用法的規(guī)定》，除習(xí)慣用中文數(shù)字表示的以外，一般均采用阿拉伯?dāng)?shù)字（參照附錄 3）。 公式序號(hào)按