【正文】 長(zhǎng)此以往不僅浪費(fèi)電而且影響住戶休息，所以觸摸燈越來越滿足人們的需求。本設(shè)計(jì)就是采用觸摸裝置進(jìn)行控制樓梯的照明燈。本次設(shè)計(jì)采用vhdl語言編寫程序、借助Quartus 開發(fā)軟件實(shí)現(xiàn)波形仿真并在試驗(yàn)箱上進(jìn)行模擬的方法，比較好地完成了設(shè)計(jì)的目標(biāo)，進(jìn)一步熟悉了對(duì)一系列開發(fā)軟件的使用，增進(jìn)了對(duì)EDA課程設(shè)計(jì)的方法的掌握。 隨著 EDA 技術(shù)的發(fā)展及大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷?CPLD／FPGA 的出現(xiàn)，電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)和工具發(fā)生了巨大的變化，通過 EDA 技術(shù)對(duì) CPLD／FPGA 編程開發(fā)產(chǎn)品，不僅成本低、周期短、可靠性高，而且可隨時(shí)在系統(tǒng)中修改其邏輯功能。 整體思路 通過狀態(tài)機(jī)來識(shí)別不同樓層的觸摸信號(hào)以便最終在試驗(yàn)箱的發(fā)光二極管上顯示出來 通過計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)整個(gè)電路的自動(dòng)延時(shí)功能 通過總開關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)所有的觸摸開關(guān)的控制 通過觸摸片感應(yīng)裝置來實(shí)現(xiàn)指示燈的顏色變化 通過計(jì)數(shù)器來控制指示燈以便在燈滅時(shí)恢復(fù)原色 具體設(shè)計(jì)思路用狀態(tài)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)樓梯照明等控制器。描述系統(tǒng)的總功能的設(shè)計(jì)為系統(tǒng)總設(shè)計(jì)圖，即頂層設(shè)計(jì)，描述系統(tǒng)中較小單元的設(shè)計(jì)為底層設(shè)計(jì)。該裝置應(yīng)用電路工作原理如圖。上樓前在樓下按動(dòng)一下 AN1－ANn中的任一個(gè)按鈕，時(shí)基集成電路IC NE555的②腳受到低電平觸發(fā)而置位，它的輸出端③腳即即刻變?yōu)楦唠娖?，?dǎo)致控制器DM的④端也為高電平，故照明燈H此刻點(diǎn)亮。同時(shí)電源通過R2向C2充電，當(dāng)C2兩端的電壓達(dá)到2/3電源電壓時(shí)，NE555自動(dòng)復(fù)位，其③腳又恢復(fù)為低電平，控制器DM的④腳變?yōu)榈碗娖接谑菍?dǎo)致內(nèi)部電路關(guān)斷，照明燈H自動(dòng)熄滅。AN1－ANn可根據(jù)具體需要來設(shè)置。 方案一 設(shè)計(jì)原理 狀態(tài)機(jī)設(shè)置了三個(gè)狀態(tài)，它們分別是“等待一樓觸摸信號(hào)狀態(tài)”（S0），“等待二樓觸摸信號(hào)狀態(tài)”（S1）, “等待三樓觸摸信號(hào)狀態(tài)”（S2）。VD1～VDVS組成開關(guān)的主回路，IC組成開關(guān)控制回路。VD1～VD4輸出220V脈動(dòng)直流電經(jīng)R5限流，VD5穩(wěn)壓，C2濾波輸出約12V左右的直流電供IC使用。IC為雙D觸發(fā)器，只用其中一個(gè)D觸發(fā)器將其接成單穩(wěn)態(tài)電路，穩(wěn)態(tài)時(shí)1腳輸出低電平，VS關(guān)斷。這時(shí)1腳輸出高電平經(jīng)R3向電容C1充電，使4腳電平逐漸升高直至?xí)簯B(tài)結(jié)束，電路翻回穩(wěn)態(tài)，1腳突變?yōu)榈碗娖?，VS失去觸發(fā)電壓，交流電過零時(shí)即關(guān)斷，電燈熄滅。相比之下 ，方案二采用的是電路圖電子設(shè)計(jì)的方法，設(shè)計(jì)過程涉及的步驟多，最后仿真驗(yàn)證需要做出電路板實(shí)物，制作過程中容易出現(xiàn)差錯(cuò)，可靠性沒有方案一高，硬件實(shí)現(xiàn)電路存在固有延時(shí)特性。鑒于此，我們選擇了方案一。直接對(duì)狀態(tài)機(jī)進(jìn)行描述，所有的狀態(tài)均可表達(dá)為CASE_WHEN結(jié)構(gòu)中的一條CASE語句，而狀態(tài)的轉(zhuǎn)移則通過IF_THEN_ELSE語句實(shí)現(xiàn)。 樓梯照明燈控制器實(shí)體的設(shè)計(jì) 定義該照明燈控制器的輸入與輸出端口。 clk 作為時(shí)鐘脈沖輸入端口，為整個(gè)電路提供時(shí)鐘的上升沿從而觸發(fā)計(jì)數(shù)器和狀態(tài)機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)。其次，實(shí)體部分定義了六個(gè)輸出端口，分別是：kgkgkg3用試驗(yàn)箱上三個(gè)發(fā)光二極管代替，對(duì)應(yīng)于一、二、三樓的燈泡；ledledled3對(duì)應(yīng)于試驗(yàn)箱上三個(gè)發(fā)光二極管，就相當(dāng)于三個(gè)開關(guān)的指示燈。use 。 clk:in std_logic。異步置位端口 kg1,kg2,kg3:out std_logic?？刂迫齻€(gè)指示燈的輸出端口end entity asm。狀態(tài)處于so時(shí)，當(dāng)clr=‘1’，上升沿到來時(shí)，call1輸入高電平信號(hào)，觸發(fā)控制kg1,使相應(yīng)的二極管變亮；狀態(tài)機(jī)處于s1，當(dāng)clr=’1’,clk=’1’時(shí)，call2作為輸入端輸入高電平，觸發(fā)控制kg2,點(diǎn)亮相應(yīng)的二極管；狀態(tài)機(jī)處于s2，clr=’1’,clk=’1’時(shí)，call3為輸入端輸入高電平，觸發(fā)控制kg2,點(diǎn)亮相應(yīng)的二極管。 狀態(tài)機(jī)的程序設(shè)計(jì)如下： architecture a of asm istype states is (s0,s1,s2)。signal q:std_logic_vector(0 to 2)。beginp1: process(clk,clr) 第一個(gè)進(jìn)程beginif(clr=39。)then state=s0。event and clk=39。)thencase state is 用case語句描述狀態(tài)機(jī)最方便。 when s1=state=s2。end case。 end process p1。039。039。139。039。139。039。139。139。139。039。039。039。039。139。039。039。 when s1= 狀態(tài)處于第二個(gè)觸摸開關(guān)觸發(fā)狀態(tài) if call2=39。then kg2=39。led2=39