骞木EDA报告.doc

题目名称: 彩灯循环控制器
姓名: 陈骞
班级: 电信072
学号: 200733285212
日期: 2010-9-6
基于VHDL实现彩灯控制器设计应用
课题主要内容
有9不同的花型(比如说一种花型就是10000000),9不同的花色自动循环变化;
有一个调速按钮,高电平时变化快,低点平时变化慢;
有手动输入功能,比如说按一个按钮就可以手动输入要变化的花型;
4、设置一个复位键,实现程序的初始化。
本控制电路采用VHDL语言设计。运用自顶而下的设计思想,按功能逐层分割实现层次化设计。
方案分析
根据课题内容,通过分析:利用状态机实现9种不同的花型的自动循环变化;利用
对时钟信号分频实现调速,花型自动循环变化的快慢;设置一个手动键实现自动和手动的选择;设置一个reset复位键实现清零功能,并回到最初的状态。利用VHDL语言合理设计系统功能,由于FPGA的设计方法具有周期短,设计灵活,易于修改等优点,所以采用基于FPGA来实现课程的内容。
整体设计论述
根据设计内容和系统所具有的功能,并参考相关的文献资料,进行方案设计,可以画出如下图所示的彩灯控制器的系统框图。
CLK
分频计数产生秒脉冲
时钟分频模块
花型慢循环
花型快循环
CLK1
判决信号en
花型自动循环
手动控制花型
en=0
en=1
上述框图中:产生秒脉冲的作用是便于在系统功能在试验平台上实现,另外,由手动键来控制判决信号,手动键为1时en=0,实现手动控制花型,手动键为0时en=1,实现花型自动循环。
自动循环时的状态图如下:
S0
S7
S1
S2
S3
S5
S6
S4
rst=0
S0
上面的状态循环只要在相应的时钟沿到来时就会自动循环。
S0状态:00000000
S1状态:00000001
S2状态:00000010
S3状态:00000100
S4状态:00001000
S5状态:00010000
S6状态:00100000
S7状态:01000000
S8状态:10000000
rst=0时转到S0状态,即清零功能。
功能仿真
1、仿真波形如下:
2、
(1)实体图
(2)原理图
硬件试验方案及验证结果
将程序进行编译后,就可以把管脚绑定后把程序下载到试验板上进行调试了。
1、管脚绑定如下所示:
注:y<7>到y<0>绑定LED灯上,作为输出;
q<7>到q<0>绑定手动键,作为输入,判断花型是自动循环还是手动循环;
rst绑定复位键;
clk绑定时钟信号p182。
2、实验结果
将程序下到实验板上后,q<7>到q<0>全部置零,adjust置1,此时9种花型快速自动循环;q<7>到q<0>全部置零,adjust置0,此时9种花型慢速自动循环;q<7>到q<0>不群补置零,则拨动键会有相应的花型出现;按下rst键,花型回到S0状态,即全亮状态。
从实验板上可以看出硬件测试下的效果达到了设计的要求,能够实现彩灯控制器的基本功能。
VHDL程序代码如下:
library ieee;
use ;
entity caideng is port(
q:in std_logic_vector