EDA课程设计报告-彩灯控制器

《EDA技术》课程设计报告

学院：信息科学技术学院

专业：通信工程

班级：通信（2）班

姓名：肖强

学号：********B064

2011年06月26日

目录

摘要 (1)

一.设计目的 (1)

二.设计题目描述及要求 (1)

三.设计原理 (2)

3.1 方案论证 (4)

3.2 模块设计 (4)

3.2.1集成分频器模块 (4)

3.2.2 32进制计数器模块 (5)

3.2.3 彩灯控制模块 (5)

3.2.4 4选1选择器模块 (6)

3.2.5 4进制计数器模块 (6)

3.3 系统结构 (7)

四.总结 (7)

参考文献 (8)

附录一.编译 (9)

附录二.时序仿真 (9)

附录三.程序 (9)

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摘要

循环彩灯的电路很多，循环方式更是五花八门，而且有专门的可编程彩灯集成电路。绝大多数的彩灯控制电路都是用数字电路来实现的，例如，用中规模集成电路实现的彩灯控制电路主要用计数器，译码器，分配器和移位寄存器等集成。本次设计的循环彩灯控制器就是用计数器和译码器来实现，本彩灯控制器能实现四种不同的花型，在呈现出不同花型的同时发出四种不同的声音，数码管用以标记当前呈现的是哪种花型。

[关键词]：计数器，二极管, 数码管，分频器

一．设计目的

学习EDA开发软件和MAX+plus Ⅱ的使用方法，熟悉可编程逻辑器件的使用，通过制作来了解彩灯控制系统。

本次课程设计的主要目的是通过电子设计自动化的设计，掌握FPGA应用系统的开发过程，进一步理解FPGA应用系统的工作原理。本课程设计设计了一个多路彩灯控制器，四种彩灯能循环变化，有清零开关，可以变化彩灯闪动频率即可以选择不同的节拍。整个系统有三个输入信号，分别为音频输入脉冲信号clk2,复位清零信号CLR,彩灯输入控制脉冲clk1。最后按照FPGA的开发流程和VHDL语言建模、仿真、综合、下载、适配，用EDA6000实验箱上的FPGA系统实现了相应的功能。

通过这次课程设计更清楚的理解了VHDL程序的描述语言，能进行简单程序的编写和仿真。

二.设计题目描述和要求

1）设计一个彩灯控制器，使彩灯（LED管）能连续发出四种以上不同的显示形式；

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2）随着彩灯显示图案的变化，发出不同的音响声。

3）扩充其它功能。

三.设计原理

3.1方案论证

彩灯设计总体采用分模块的方法来完成，包括分频器、32进制计数器、4

进制计数器、4选1选择器、彩灯控制器五大部分。其中彩灯控制器是用来控制8个LED，使其呈现出不同的花型，而彩灯控制器的输出则是由32进制计数器来控制。扬声器输出不同的响声是通过加不同频率的麻涌信号来实现，不同频率的信号送至扬声器会发出不同的声音。所以用了一个集成分频器来将输入的频率分成几种不同的频率。不同频率的选择性输出则是由一个4选一的选择器来实现。

在现实不同花形的同时，伴随有不同的声音发出，而且通过数码管现实1、2、3、4，标志出所显示的是哪一种花型。数码管的显示是由彩灯控制模块来控制。

3.2模块设计

3.2.1集成分频器模块

设计要求显示不同的彩灯的时候要伴随不同的音乐，所以设计分频器来用不同的频率控制不同的音乐输出。

模块说明：

Rst:输入信号复位信号用来复位集成分频器的输出使输出为“0”，及没有音乐输出，输入此信号后，彩灯从第一种花型开始顺序循环。

Clk:输入信号此信号即为分频输入的频率信号。

Clk_4、clk_6、clk_8、clk_10：输出信号即为分频模块对输入信号clk 的分频，分别为1/4分频输出、1/6分频输出、1/8分频输出、1/10分频输出。

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图3-2-1 集成分频器

3.2.232进制计数器模块

32进制模块用来控制彩灯输出模块，即确定彩灯控制器的不同的输出。

Rst:输入信号复位信号用来复位32进制使其输出为“00000”。

Clk:输入信号用来给模块提供工作频率。

Count_out[4..0]:输出信号即为32进制计数器的输出。

图3-2-2 32进制计数器

3.2.3彩灯控制模块

彩灯控制模块用来直接控制彩灯的输出，使彩灯表现出不同的花样。

Rst:输入信号使彩灯控制模块的输出为“00000000”，即让彩灯无输出。

Input[4..0]:输入信号不同的输入使彩灯控制模块有不同的输出即彩灯显示出不同的花样。

Output[7..0]:输出信号直接与彩灯相连来控制彩灯。

Sm[3..0]:输出信号用来控制数码管使其显示1、2、3、4，以此来标志出不同的花型。

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图3-2-3 彩灯控制模块

3.2.44选1选择器模块

Rst:输入信号复位信号使选择器的输出为“0”。

In1、in2、in3、in4：输入信号接分频器的输出。

Inp[1..0]:输入信号接4进制计数器的输出用来控制选择器的选择不同的输入选择不同的输出。

Output：输出信号直接接扬声器即输出的是不同的频率来控制扬声器播放音乐。

图3-2-4 4选1选择器

3.2.54进制计数器模块

4进制计数器作为选择器的输入来控制选择器选择不同的频率作为输出控制扬声器工作。

Clk:输入信号来为计数器提供工作频率。

Rst:输入信号复位信号使计数器的输出为“00”。

图3-2-5 4进制计数器

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