【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(shè)計(jì)很成功，仿真和硬件測(cè)試都是正確的，實(shí)現(xiàn)了我們的設(shè)計(jì)要求和目的。實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)與工藝無(wú)關(guān)，可移植性好，上市時(shí)間快，成本低， ASIC 移植等優(yōu)點(diǎn)。 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(jīng)過(guò)編譯優(yōu)化后，選擇合適的目標(biāo)芯片進(jìn)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(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。 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(shí)還可以內(nèi)嵌 Mentor Graphics 公司的 Leonardo Spectrum 和 Synplicity，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接。 Xilinx 公司的 ISE 軟件平臺(tái)具有界面友好、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，再加上 Xilinx的 FPGA 芯片占有很大的市場(chǎng)，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(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)模塊的劃分 ,規(guī)定每一模塊的功能以及各個(gè)模塊之間的接口。應(yīng)充分利用ＶＨＤＬ“自頂向下 ” 的 設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)以及層次化的設(shè)計(jì)概層次概念對(duì)于設(shè)計(jì)復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng) 11 是非常有用它使得人們可以從簡(jiǎn)單的單元入手 ,逐漸構(gòu)成龐大而復(fù)雜的系統(tǒng) 。最后 ,當(dāng)各個(gè)模塊均完成上述操作之 后 ,即可利用MAXPLUS2 的原理圖輸入 ,調(diào)用各個(gè)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(jìn)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(shí)使其選擇不同的頻率 ,從而實(shí)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(shè)計(jì)中，利用狀態(tài)機(jī)非常簡(jiǎn)潔地實(shí)現(xiàn)了六種花型的循環(huán)變換，同時(shí)利用六個(gè)十六位常數(shù)的設(shè)計(jì)，可非常方便地設(shè)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(shí)序控制模塊波形仿真截圖： 6 圖 23 時(shí)序控制模塊波形仿真 顯示控制模塊 顯示控制模塊是整個(gè)電路的顯示控制模塊。 ELSE TEMP:=TEMP+39。139。139。 時(shí)序控制模塊 時(shí)序控制模塊是本程序的時(shí)鐘信號(hào)選擇模塊，它的功能是產(chǎn)生輸入脈沖的１＼４分頻脈沖信號(hào)和１＼８分頻脈沖信號(hào)，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(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?；谏鲜龅慕榻B本次的彩燈控制采用的模式 6 來(lái)進(jìn)行顯示。顯示部分的設(shè)計(jì)是利用分頻器產(chǎn)生的低頻信號(hào)記數(shù)，從而達(dá)到控制數(shù)碼管顯示時(shí)，不同花色之間變換的頻率不至于太快。 如果利用分頻器，實(shí)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(guò)快的問(wèn)題。培養(yǎng)綜合運(yùn)用已學(xué)知識(shí)解決實(shí)際工程技術(shù)問(wèn)題的能力、查閱圖書(shū)資料和各種工具書(shū)的能力、工程繪圖能力、撰寫(xiě)技術(shù)報(bào)告和編制技術(shù)資料的能力，接受一次電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化方面的基本訓(xùn)練。彩燈 控制 系統(tǒng) III 目 錄 《數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)》任務(wù)書(shū) ............................................................................................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(shè)計(jì)目的 .................................................................................. 1 彩燈控制器的設(shè)計(jì)要求 .................................................................................. 1 彩燈控制器的設(shè)計(jì)原理 .................................................................................. 1 第 2章 彩燈控制器的設(shè)計(jì) ....................................................................................... 3 彩燈控制器的設(shè)計(jì)框圖 .................................................................................. 3 彩燈控制器模塊設(shè)計(jì) ...................................................................................... 3 模塊功能描述 ........................................................................................ 3 時(shí)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(shí)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(jié) ...................................................................................................................... 17 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 18 附 錄 ...................................................................................................................... 19 答辯記錄及評(píng)分表 ..................................................................................................... 23 1 第 1 章 彩燈控制器 原理 彩燈控制器的設(shè)計(jì)目的 本程序以計(jì) 算機(jī)為工作平臺(tái)，綜合運(yùn)用 EDA 軟件工具開(kāi)發(fā)環(huán)境、用硬件描述語(yǔ)言 VHDL 為設(shè)計(jì)語(yǔ)言，以 ASIC 來(lái)實(shí)現(xiàn)載體的設(shè)計(jì)。 本文介紹了以 VHDL 為基礎(chǔ)的彩燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)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(duì)彩燈變換頻率進(jìn)行人為設(shè)定。推動(dòng)該潮流迅猛發(fā)展的引擎就是日趨進(jìn)步和完善的 ASIC 設(shè)計(jì)技術(shù)。 （ 3） 每?jī)煞N花形變化的間隔為 2 秒； （ 4）有復(fù)位的功能，通過(guò) CLR 鍵來(lái)控制復(fù)位； （ 5）有暫停功能，通過(guò) K1 鍵來(lái)控制暫停和繼 續(xù)； II 摘 要 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)周期，以適應(yīng)當(dāng)今品種多，批量小的電子市場(chǎng)的需求， 提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力。VHDL。通過(guò)本課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，復(fù)習(xí)所學(xué)的專業(yè)知 識(shí)，使課堂學(xué)習(xí)的理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐。可以由此推測(cè)：如果要發(fā)出不同的響聲，必定需要由不同的輸出頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)，而顯示部分可以使用計(jì)數(shù)掃描的方法得以實(shí)現(xiàn)，但是如果想聽(tīng)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(dǎo)致顯示部分花型變換的頻率就會(huì)相應(yīng)的增加，以致花型變換過(guò)快，顯示不明顯。當(dāng)計(jì)數(shù)器達(dá)到預(yù)先設(shè)定的值，即產(chǎn)生一個(gè)上升沿，從而實(shí)現(xiàn)分頻。其中彩燈控制器是用來(lái)輸出不同的花樣，彩燈控制器的輸出則是用一個(gè) 32 進(jìn)制的計(jì)數(shù)器來(lái)控制，揚(yáng)聲器的輸出時(shí)用不同的頻率來(lái)控制，所以用了一個(gè)集成分頻器來(lái)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(gè) 4 選一的選擇器來(lái)控制。應(yīng)充分利用 VHDL“自頂向下 ”的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)以及層次化的設(shè)計(jì)概念，層次概念對(duì)于設(shè)計(jì)復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng) 時(shí) 鐘 信 號(hào)復(fù) 位 信 號(hào)時(shí)序電路顯 示 電 路時(shí) 序 信 號(hào) 4時(shí) 序 信 號(hào) 3時(shí) 序 信 號(hào) 2時(shí) 鐘 信 號(hào) 1揚(yáng) 聲 器 圖 21 彩燈控制器的設(shè)計(jì)框圖 彩燈控制器模塊設(shè)計(jì) 模塊功能描述 時(shí)序控制模塊的功能是產(chǎn)生輸入脈沖的１＼４分頻脈沖信號(hào)和１＼８分頻脈沖信號(hào)，以此控制十六路彩燈的快慢節(jié)奏 變化。應(yīng)充分利用 VHDL“自頂向下 ”的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)以及層次化的設(shè)計(jì)概念，層次概念對(duì)于設(shè)計(jì)復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)是非常有用的，它使得我們可以從簡(jiǎn)單的單元入手，逐漸構(gòu)成龐大而復(fù)雜 的系統(tǒng)。 以下是時(shí)序控制電路編譯與仿真： 時(shí)序控制模塊ＶＨＤＬ文本輸入截圖： 圖 22 時(shí)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