【正文】 Led6………………17 Led7……………18 Led8………………20 Led9……………21 led10………………22 led11……………30 Led12……………24 led13……………25 led14……………27 Led15……………28 二 、 部分源程序 ： LIBRARY IEEE。最后我們的設計很成功，仿真和硬件測試都是正確的，實現(xiàn)了我們的設計要求和目的。實現(xiàn)了設計與工藝無關，可移植性好，上市時間快，成本低， ASIC 移植等優(yōu)點。 15 程序波形仿真截圖： 圖 33 程序波形仿真截圖 各模塊 VHDL 程序經過編譯優(yōu)化后，選擇合適的目標芯片進行綜合、管腳配置。 彩燈控制器的編譯與仿真 ＶＨＤＬ程序輸入截圖： 圖 32 ＶＨＤＬ程序輸入截圖 對于頂層程序的設計，若為模塊較多的系統(tǒng)，最好使用文本的程序設計方式。 綜合： ISE 的綜合工具不但包含了 Xilinx 自身提供的綜合工具 XST，同時還可以內嵌 Mentor Graphics 公司的 Leonardo Spectrum 和 Synplicity，實現(xiàn)無縫連接。 Xilinx 公司的 ISE 軟件平臺具有界面友好、操作簡單的特點，再加上 Xilinx的 FPGA 芯片占有很大的市場，使其成為非常通用的 FPGA 工作軟件。 BEGIN U1:SXKZ PORT MAP(CHOSE_KEY,CLK_IN,CLR,S1)。 CLR:IN STD_LOGIC。 CLR:IN STD_LOGIC。 LED:OUT STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0))。 12 USE 。 首先應進行系統(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。應充分利用ＶＨＤＬ“自頂向下 ” 的 設計優(yōu)點以及層次化的設計概層次概念對于設計復雜的數(shù)字系統(tǒng) 11 是非常有用它使得人們可以從簡單的單元入手 ,逐漸構成龐大而復雜的系統(tǒng) 。最后 ,當各個模塊均完成上述操作之 后 ,即可利用MAXPLUS2 的原理圖輸入 ,調用各個元器件 (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。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。 在顯示控制電路 XSKZ 的設計中，利用狀態(tài)機非常簡潔地實現(xiàn)了六種花型的循環(huán)變換，同時利用六個十六位常數(shù)的設計，可非常方便地設置和修改六種花型。139。 CURRENT_STATE=S6。 CURRENT_STATE=S4。 CURRENT_STATE=S2。 THEN CURRENT_STATE=S0。 CONSTANT F6:STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0):=1101101101100110。 CONSTANT F2:STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0):=1010101010101010。 時序控制模塊波形仿真截圖： 6 圖 23 時序控制模塊波形仿真 顯示控制模塊 顯示控制模塊是整個電路的顯示控制模塊。 ELSE TEMP:=TEMP+39。139。139。 時序控制模塊 時序控制模塊是本程序的時鐘信號選擇模塊，它的功能是產生輸入脈沖的１＼４分頻脈沖信號和１＼８分頻脈沖信號，以此控制彩燈的快慢節(jié)奏變化。 顯示控制模塊的功能是使電路產生六種花型并且循環(huán)顯示，以此實現(xiàn)本次課程設計要求實現(xiàn)的多路彩燈控制器的花型循環(huán)顯示功能。基于上述的介紹本次的彩燈控制采用的模式 6 來進行顯示。顯示部分的設計是利用分頻器產生的低頻信號記數(shù)，從而達到控制數(shù)碼管顯示時，不同花色之間變換的頻率不至于太快。 如果利用分頻器，實現(xiàn)頻率的改變，既可以發(fā)出不同的聲音，又可以滿足花型變換過快的問題。培養(yǎng)綜合運用已學知識解決實際工程技術問題的能力、查閱圖書資料和各種工具書的能力、工程繪圖能力、撰寫技術報告和編制技術資料的能力，接受一次電子設計自動化方面的基本訓練。彩燈 控制 系統(tǒng) III 目 錄 《數(shù)字系統(tǒng)設計》任務書 ............................................................................................I 摘 要 ....................................................................................................................... II 目 錄 ...................................................................................................................... III 第 1章 彩燈控制器原理 ........................................................................................... 1 彩燈控制器的設計目的 .................................................................................. 1 彩燈控制器的設計要求 .................................................................................. 1 彩燈控制器的設計原理 .................................................................................. 1 第 2章 彩燈控制器的設計 ....................................................................................... 3 彩燈控制器的設計框圖 .................................................................................. 3 彩燈控制器模塊設計 ...................................................................................... 3 模塊功能描述 ........................................................................................ 3 時序控制模塊 ........................................................................................ 4 顯示控制模塊 ........................................................................................ 6 第 3章 彩燈控制器系統(tǒng)的實現(xiàn)及仿真 ................................................................. 10 整體功能描述 ................................................................................................ 10 程序編譯與仿真 ............................................................................................ 13 Xilinx 的 ISE 軟件的介紹 ................................................................ 13 彩燈控制器的編譯與仿真 .................................................................. 14 程序下載 ........................................................................................................ 16 總 結 ...................................................................................................................... 17 參考文獻 ...................................................................................................................... 18 附 錄 ...................................................................................................................... 19 答辯記錄及評分表 ..................................................................................................... 23 1 第 1 章 彩燈控制器 原理 彩燈控制器的設計目的 本程序以計 算機為工作平臺，綜合運用 EDA 軟件工具開發(fā)環(huán)境、用硬件描述語言 VHDL 為設計語言，以 ASIC 來實現(xiàn)載體的設計。 本文介紹了以 VHDL 為基礎的彩燈控制系統(tǒng)的設計，實現(xiàn)了多種花型的循環(huán)變化 ， 隨著彩燈顯示圖案的變化，發(fā)出不同的音響聲 ，并且可以對彩燈變換頻率進行人為設定。推動該潮流迅猛發(fā)展的引擎就是日趨進步和完善的 ASIC 設計技術。 （ 3） 每兩種花形變化的間隔為 2 秒； （ 4）有復位的功能，通過 CLR 鍵來控制復位； （ 5）有暫停功能，通過 K1 鍵來控制暫停和繼 續(xù)； II 摘 要 隨著電子技術的發(fā)展，當前數(shù)字系統(tǒng)的設計正朝著速度快，容量大，體積小，重量輕的方向發(fā)展。這樣做可以大大地縮短系統(tǒng)的設計周期，以適應當今品種多，批量小的電子市場的需求， 提高產品的競爭能力。VHDL。通過本課程設計的學習，復習所學的專業(yè)知 識，使課堂學習的理論知識應用于實踐?？梢杂纱送茰y：如果要發(fā)出不同的響聲，必定需要由不同的輸出頻率來實現(xiàn)，而顯示部分可以使用計數(shù)掃描的方法得以實現(xiàn)，但是如果想聽到清晰的聲 2 音，必然要加大輸入頻率，但輸入頻率的增加，必然導致顯示部分花型變換的頻率就會相應的增加，以致花型變換過快，顯示不明顯。當計數(shù)器達到預先設定的值，即產生一個上升沿，從而實現(xiàn)分頻。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。應充分利用 VHDL“自頂向下 ”的設計優(yōu)點以及層次化的設計概念，層次概念對于設計復雜的數(shù)字系統(tǒng) 時 鐘 信 號復 位 信 號時序電路顯 示 電 路時 序 信 號 4時 序 信 號 3時 序 信 號 2時 鐘 信 號 1揚 聲 器 圖 21 彩燈控制器的設計框圖 彩燈控制器模塊設計 模塊功能描述 時序控制模塊的功能是產生輸入脈沖的１＼４分頻脈沖信號和１＼８分頻脈沖信號，以此控制十六路彩燈的快慢節(jié)奏 變化。應充分利用 VHDL“自頂向下 ”的設計優(yōu)點以及層次化的設計概念，層次概念對于設計復雜的數(shù)字系統(tǒng)是非常有用的，它使得我們可以從簡單的單元入手，逐漸構成龐大而復雜 的系統(tǒng)。 以下是時序控制電路編譯與仿真： 時序控制模塊ＶＨＤＬ文本輸入截圖： 圖 22 時序控制模塊ＶＨＤＬ文本輸入 截圖 5 有以下程序： IF CHOSE_KEY=39。 ELSE TEMP:=TEMP+39。 CLLK=NO