【正文】 .........................................................................................................................I Abstract....................................................................................................................... II 第 1 章 緒論 ................................................................................................................ 1 彩燈控制器的簡介 .......................................................................................... 1 EDA 技術的發(fā)展 .............................................................................................. 1 CPLD 簡介 ........................................................................................................ 2 VHDL 簡介 ........................................................................................................ 4 QuartusⅡ簡介 ............................................................................................... 5 課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望 .............................................................................. 6 第 2 章 方案論證 .......................................................................................................... 8 方案一 .............................................................................................................. 8 方案二 .............................................................................................................. 8 最佳方案選擇 ................................................................................................ 10 第 3 章 模塊設計及其功能 .........................................................................................11 模塊功能描述 .................................................................................................11 時序控制模塊 .................................................................................................11 ： ................................................................ 12 時序控制模塊波形仿真截圖 ： ............................ 13 ： .................................................... 13 顯示控制模塊 ................................................................................................ 13 顯示控制電路部分程序： ................................................................ 15 顯示控制模塊波形仿真截圖： ........................................................ 16 顯示控制電路生成生成元器件符號 ： ............................................. 17 第 4 章 八路彩燈控制系統(tǒng)的實現(xiàn) .......................................................................... 18 整體功能描述 ................................................................................................ 18 設計原理 ........................................................................................................ 18 程序編譯與仿真 ............................................................................................ 19 頂層模塊設計程序 ： ........................................................................ 19 八路彩燈控制仿真波形： ................................................................ 21 八路彩燈生 成元器件符號： ............................................................ 21 、管腳分配 ..................................................................................................... 22 硬件測試 ....................................................................................................... 23 本章小結 ....................................................................................................... 23 第 5 章 總 結 .............................................................................................................. 25 致謝 .............................................................................................................................. 27 參考文獻 ...................................................................................................................... 28 附錄 管腳設 定和元器件清單 .................................................................................. 29 基于 CPLD 的彩燈控制器設計 I 基于 CPLD 的彩燈控制器的設計 [摘 要 ]本文介紹了以 VHDL 為基礎的八路彩燈控制系統(tǒng)，本系統(tǒng)設計主要包括：時序控制模塊，顯示控制模塊。 VHDL。在裝飾領域方面，采用彩燈控制電路，加強 了人機聯(lián)系，如會顯示數(shù)字和漢字的大型彩燈組，從而有效的提高審美觀念，為了方便使用者，更為人們所熟悉，大至工業(yè)領域，小到玩具、彩燈控制器的應用都十分廣泛。 20 世紀 90 年代，設計師逐步從使用硬件轉向設計硬件，從單個電子產品開發(fā)轉向系統(tǒng)級電子產品開發(fā)。幾乎所有應用中小規(guī)模通用 數(shù)字集成電路 的場合均可應用 CPLD器件。當需要修改 CPLD 功能時，只需換一片 EPROM 即可。 ② CPLD 的連續(xù)式布線結構決定了它的時序延遲是均勻的和可預測的 ,而FPGA 的分段式布線結構決定了其延遲的不可預測性。 ⑥ CPLD 的速度比 FPGA 快 ,并且具有較大的時間可預測性。 VHDL 簡介 VHDL 全 英文是 VeryHighSpeed Integrated Circuit HardwareDescription Language,誕生于 1982 年。除了含有許多具有硬件特征的語句外， VHDL 的語言形式和描述風格與句法是十分類似于一般的計算機高級語言。 （ 3） VHDL 語句的行為描述能力和程序結構決定了他具有支持大規(guī)模設計的分解和已有設計的再利用功能。 （ 3）選擇目標芯片，具體芯片最好讓編譯器根據(jù)工程設計的實 際情況自動選擇。使用低成本CPLD 技術和 LED 發(fā)光管組成的同步顯示燈，燈板由六個像素組成，每個像素有紅綠藍三色，由 LED 發(fā)光管來實現(xiàn)，多燈可以長時間同步顯示。 （ 2）向集成可調化方向發(fā)展技術的迅速發(fā)展 各種集成化裝置和電子計算機控制系統(tǒng)對燈具和照明系統(tǒng)的應用取得了顯著的進步。編碼電路輸出反饋信號給控制器，控制器輸出信號控制編碼電路的各個子模塊交替工作，產生多種花型，再由驅動電路將信號輸出到彩燈。 本控制電路采用 VHDL 語言設計。方案二由時序控制電路和顯示控制電路組成，電路組成較方案一簡單。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)。event and clk=39。 end if。 基于 CPLD 的彩燈控制器設計 13 時序控制模塊波形仿真截圖： 圖 時序控制模塊波形仿真圖 從圖中可以看出，當復位信號為高電平時，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，仿真結果符合電路要求。139。 led=10000000。 led=00001000。139。 彩燈顯示控制電路是整個設計的核心 , 彩燈顯示控制模塊能進行彩燈的圖案控制 ,它負責整個設計的輸出效果即各種彩燈圖案的樣式變化。 設計原理 用 VHDL進行設計 ,首先應該了解 ,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級多個設計層次。 圖 八路彩燈控制系統(tǒng)設計模塊圖 程序編譯與仿真 頂層模塊設計程序 ： library ieee。 clr: in std_logic。 signal clk_tmp: std_logic。 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。顯示控制模塊中實現(xiàn)的四種花型分別為：00000000100000000100000000100000000100000000100000000100000000100000000100000010000001000001000000100000010000001000000